计算机控制-温度测控系统

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1、计算机温度测控系统班级:B110403姓名：张一博学号：B11040309指导老师：王煜目录摘要31•设计目的42•设计要求和设计指标43•总体方案设计44•硬件选择以及相关电路设计54」温度传感器的选择64.2模数转换器7421ADC0809内部结构7422信号引脚84.2.3工作时序与使用说明94.3控制器89C51114.4数码管显示电路124.4.1LED数码管的组成124.4.2数码管显示方式135.PID控制算法156.各子程序流程图166.1PID控制程序流程图166.2A/D转换程序流程图166.3显示程序流程图176.4温度控制总程序流程图17心得体

2、会18参考文献19附录：温度控制系统总电路图20摘要温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本设计介绍了以AD590集成温度传感器为采集器、AT89C51为控制器、ADC0809为A/D转换器对温度进行智能控制的温度控制系统。其主要过程如下：利用传感器对将非电量信号转化成电信号，转换后的电信号再入A/D转换成数字量，传递给单片机进行数据处理，并向外围设备发岀控制信号。论文首先介绍了单片机控制系统的整体方案设计及原理，然后具体介绍了控制系统的温度传感器部分、A/D转

3、换部分、控制器89C51部分以及数码管显示和键盘控制部分，接着相信介绍了温度控制系统各个单元电路的设计，最后阐述了温度控制系统软件设计的主程序和各个子程序。计算机温度测控系统1•设计目的设计制作和调试一个由工业控制机控制的温度测控系统。通过这个过程学习温度的采样方法，A/D变换方法以及数字滤波的方法。通过实践过程掌握温度的儿种控制方法，了解利用计算机进行自动控制的系统结构。2•设计要求和设计指标1、每组4〜5同学，每个小组根据设计室提供的设备及设计耍求，设计出实际电路组成一个完整的计算机温度测控系统。2、根据设备情况以及被控对象，选择1〜2种合适的控制算法，框图和源程

4、序，并进行实际操作和调试通过。编制程序温度指标：60〜80°C之间任选；偏差:l°Co3•总体方案设计本系统主要由数据采集、信号放大、模数转换等模块构成。设计思想是通过温度传感器将温度信号转变为电流（电压）信号，但我们要知道经温度变化引起电流（电压）信号的改变是非常小的，此时如果被模数转换器采集的话效果是非常不明显的，因此我们将其通过一个信号放大模块进行放大。再通过模数转换器后送入单片机AT89C51,而单片机通过PID算法控制烘箱的电炉加热，并且使数码管显示实时温度，从而实现温度的高精度控制。4•硬件选择以及相关电路设计4.1温度传感器的选择传感器的选取0前市场上温

5、度传感器繁多就此我们提岀了以下三种选取方案：方案一:选用钳电阻温度传感器，此类温度传感器在各方面特性都比较优秀,但其成本较高。方案二：采用热敏电阻，选用此类元器件有价格便宜的优点，但由于热敏电阻的非线性特性会影响系统的精度。方案三：选用美国AnalogDevices公司生产的二端集成电流传感器AD590,此器件具有体积小、质量轻、线形度好、性能稳定等优点。其测量范围在-50°C—+150°C,满刻度范围误差为土0.3°C,当电源电压在5—10V之间，稳定度为1%时，误差只有土o.orc,其各方面特性都满足此系统的设计要求。比较以上三种方案，方案三具有明显的优点，因此此

6、次设计选用方案三。AD590+5U2100kGND2OR)7OUT+U4R830kR2R3i—II00KR5vi100KR61(X)KR11I1(X)KOR)7GNDGND图4-1温度采集电路选用温度传感器AD590,AD590具有较高精度和重复性（重复性优于0.1°C,其良好的非线形可以保证优于0.1°C的测量精度，利用其重复性较好的特点，通过非线形补偿，可以达到0・l°C测量精度）。超低温漂移高精度运算放人器OP・07将“温度■电压”信号放大。便于A/D进行转换，以提高温度采集电路的可靠性。集成温度传感器的输出形式分为电压输出和电流输出两种。电压输出型的灵敏度一般

7、为10mV/K,温度O°C时输岀为0,温度25°C时输岀为2.982V。电流输岀型的灵敏度为IpA/Ko这样便于A/D转换器采集数据。4.2模数转换器ADC0809是M美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D转换器。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换，其转换吋间为100us左右。是目前国内应用最广泛的8位通用A/D芯片巩一1A0巩一AA•■•INS——巩——1级IN?——£±1START——GXEOC——■•ADC0809%一210E——9±0CLOCK1