多点温度控制系统—课设报告

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1、陕西理工学院电气工程系课程设计V电气工程系自动化专业课程设计V报告题目：多点温度采集控制系统院系：电气工程系自控078班共47页第47页陕西理工学院电气工程系课程设计V目录任务书2一、设计目的及要求2二．设计内容2一．方案论证31.1方案一31.2方案二3二.硬件设计52.1主机模块52.2通信网络模块62.3人机交互模块82.4传感器模块92.5继电器控制模块11三.软件设计133.1主体程序部分设计133.2通信程序设计153.3人机接口程序153.4控制算法软件设计16四.系统调试174.1硬件调试184.2软件调试18五．总结与体会20

2、附录A.元器件清单22附录B.硬件图23附录C源程序23主机程序23从机程序44参考文献49自控078班共47页第47页陕西理工学院电气工程系课程设计V任务书一、设计目的及要求设计目的：利用所学的专业知识自行设计搭建控制系统在实践中学习专业技能。本题目利用单片机组成多机温度测控系统，主机对各从机温度实施实时监控与控制。主要模拟了控制网络中的实时通信。设计要求：1.综合所学的专业知识设计方案、并论证方案。2.结合设计方案设计软硬件，编写软件并实行硬件仿真。3.搭建实物电路制作实物电路，测试软硬件能否较好的实现设计功能。4.结合实物对方案实施改进探

3、讨。二．设计内容1.利用单片机搭建RS-485通信网络。2.利用温度传感器实施温度实时监测3.利用通信网络实现主机向从机下达控制任务4.实现温度控制，在控制中结合具体的控制算法进行。自控078班共47页第47页陕西理工学院电气工程系课程设计V一．方案论证1.1方案一利用单一单片机同时挂载多个温度传感器实行多点温度采集控制。可最大限度的节约成本。方案具体框图如下：控制器单片机二号传感器一号传感器三号传感器人机交互设备各分机加热设备图1-1方案一设计框图本方案看似节约成本且简单可行，其实在工业现场这个充满干扰的环境中如果只是用传感器单一的将信号与主

4、机进行长距离传送得到的信号常常是失真的信号，无法实现精确控制、所以方案一不可行。1.2方案二利用单片机串口通信组成测控网络，各从机与主机进行通信交换信息，主机将采集到的温度统一实时显示，管理者可根据实时温度发出控制命令，由主机向从机通过串口通信网络传达决策，再由各从机对温度实施控制。具体设计分以下几个方面实施：自控078班共47页第47页陕西理工学院电气工程系课程设计V1.本系统最核心就是实现主机与从机间的通信，通信使用串口实现主机“一对多的控制”。2.本机要实现操作者对其的控制就必须建立良好的人机交互界面，故本机将采用12864液晶实施信息显

5、示，采用键盘读入控制信息，确保本机具有良好的人机交互界面。3．温度的采集使用DS18B20，优点：单总线，降低系统成本，输出是数字量，易于单片机接口。4.由于本系统要实现多机通信，应尽量使用同型号单片机，考虑成本采用AT89S52单片机5.其他事项我们将在实施中改动，努力使系统具有较高的实用性，丰富的功能和低廉的成本。主机一号从机二号从机RS_485RS-48512864液晶显示实时温度键盘输入温控设备温控设备图1-2方案二设计框图因方案一通信距离过短，抗干扰性较差，经过各方面比较论证我们最终采用方案二。自控078班共47页第47页陕西理工学院

6、电气工程系课程设计V二.硬件设计硬件设计共分以下几个模块实施：主机模块、通信网络模块、人机交互模块、传感器模块、继电器控制模块。各部分的设计和器件选型介绍如下：2.1主机模块主机作为整个系统的核心单元，将决定整个系统的基本性能，考虑到本系统单片机用量大，为了节约成本，并便于系统维护，并缩短开发周期主机模块采用AT89S52单片机。其主要的性能参数如下：为了便于实施串行通信我们统一采用11.0592MHZ的晶振，图2-1主机模块的电路图自控078班共47页第47页陕西理工学院电气工程系课程设计V并为单片机外围设立了上拉电路和复位电路。具体电路如图

7、2-1所示。2.2通信网络模块通信是本系统的核心，在本系统中从多点采集温度和像个分机发出温度控制指令都是通过通信网络来实现的。为了实现远距离的信号传输，我们采用RS-485串行通信。因为RS—485串行通信利用差分信号传输数据，故其传输距离可以达到千米级，具体硬件电路的实现如下图所示：图2-2通信模块电路图TTL电平与RS-485电平的转换采用MAX485芯片，芯片的具体介绍如下：表2-1MAX485芯片使用说明自控078班共47页第47页陕西理工学院电气工程系课程设计V图2-3MAX485管脚图2.3人机交互模块人机交互模块主要用于控制者向系

8、统输入控制命令，监测系统实时运行情况，在输出部分我们采用12864液晶制作了良好的显示界面，在输入部分我们使用4*4键盘。图2-4人机接口设备实物图具