红外恒温控制器的设计与制作

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1、天津大学网络教育学院专科毕业论文题目：红外恒温控制器的设计与制作完成期限：2016年1月8日至2016年4月20日学习中心：嘉兴专业名称：电气自动化技术学生姓名：陈连凤学生学号：132092433046指导教师：李娜娜41红外恒温控制器的设计与制作温度的测量和控制是日常生活和生产实践中常见的课题，恒温控制器会受到很多因素的影响例如环境因素、经济因素、政策因素、市场因素等等。在这里我们只设计一种低功率、低成本的恒温控制器，这种恒温控制器在一些小型家电中经常用到，它的工作额定电压为AC220V/50HZ，可以由用户自行设定控制温度

2、和控制时间，采用的芯片管脚少，外围电路简单，但可以实现较复杂的功能。不同的状态可以通过蜂鸣器不同的声音提示进行判断，通过数码管显示控制时间和计时，通过按键启动工作和设定时间，通过单片机控制原理控制温度，升温至规定值开始恒温，并有相应LED灯指示。在此之外我们还设置了几个按键，用这些按键进行控制设定的温度值，主要是加减功能键，功能是进行设置温度的升高和降低。当不使用按键功能时，系统为实时显示，可以设定显示间隔时间。当有按键按下时，设定某时刻某个温度值时，将箱内的温度控制在此时温度。但是，当传感器读取箱内温度低于或高于该设定温度时

3、，可以根据实际温度与设定温度之间的偏差输出两组PWM信号分别控制发热和制冷器件，从而达到箱内温度的恒定。第一章系统的硬件组成与设计1.1系统的硬件组成系统硬件组成有单片机控制系统、前向通道、后向通道三个主要的功能模块，总体框图如图1所示。信号放大器单片机控制系统键盘显示A/D转换换电路温度传感器图11.2系统的硬件设计单片机基本系统以AT89C51为核心，主要通过A/D、LED显示和按键完成数据采集、温度显示、温度设定功能，并完成控制信号的输出。系统前向通道是信息采集的通道，主要包括由温度传感器PT100，运算放大器和电阻组成

4、的信号转换与放大电路、ADC组成的信号采集电路和单片机组成的信号处理电路。温度经温度传感器和信号放大电路产生0-5V的模拟电压信号送入A/D转换器的输入端，A/D转换器将模拟量转化为数字量通过系统总线送入单片机进行运算处理。后向通道是控制信号的输出通道，主要由功率放大电路，双向晶闸管，电热装置等组成，单片机输出的控制信号通过按键功能并显示在液晶显示器上，并通过加热控制电路实现温度的控制。第二章硬件设计部件选择及功能介绍为了降低成本和避免过于复杂的电路，此系统所用的元器件均为常用的电子器件。主控制器采用单片机AT89C51，温度

5、传感器采用PT100，采用控制端TTL电平，即可实现对继电器的开和关，使用时完全可以使用NPN型三极管结成电压跟随器，这种形式下完成驱动；单片机所用的+5V工作电源是通过220V交流电压通过变压、整流、稳压、滤波得到。实时控制的显示器、键盘通过单片机来完成键盘扫描与输出动态显示。下面对硬件电路做具体设计。412.1AT89C51单片机2.1.1AT89C51单片机功能简介AT89C51是一种低功耗，高性能的片内含有4KB快闪可编程/擦除只读存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadO

6、nlyMemory）的8位COMS微控制器，使用高密度，非易失存储技术制造，并且与80C51引脚和指令系统完全兼容。芯片上的FPEROM允许在线编程或采用通用的非易失存储编程器对存储器重复编程。AT89C51（以下简称89C51）将具有多种功能的8位CPU与FPEROM结合在一个芯片上，为很多嵌入式控制应用提供了非常灵活而又便宜的方案，其性能价格比远高于8751。由于片内带EPROM的87C51价格偏高，而片内带FPEROM的89C51价格低且与INTEL80C51兼容，这就显示出了89C51的优越性。由于将多功能8位CPU和

7、闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。89C51有40个引脚，有32个输入端口（I/O），2个读/写端口，程序存储器可以擦出。412.1.2AT89C51单片机信号引脚介绍输入输出口线：P0.1-P0.7P0口8位三态I/O口P1.0-P1.7P1口8位双向I/O口P2.0-P2.7P2口8位双向I/O口P3.0-P3.7P3口8位双向I/O口主电源引脚（2根）VCC:电源输入，接+5V电源GND：接地线41外接晶振引脚（2根）XTAL1：片内晶振电路的输入端XTAL2：片内晶振电路的输出端

8、控制引脚（4根）RST/VPP：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。ALE/PROG：地址所存允许信号。PSEN：外部存储器读选通讯信号。EA/VPP：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令2.1.3A