电气工程课程设计报告.doc

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1、电气工程课程设计报告1设计任务书12基于单片机消毒柜控制电路设计22.1系统的组成及工作原理22.1.1系统设计要求[2]22.1.2系统组成框图22.1.3系统工作原理[3]22.2硬件电路设计32.2.1方案论证32.2.2方案确定52.2.3单片机最小系统设计52.2.4温度转换与放大电路62.2.5数模转换电路112.2.6温度控制电路122.2.7显示模块132.3系统软件设计152.3.1系统软件设计原理[7]152.3.2中断服务程序设计[8]162.3.3系统子程序设计172.4仿真结果与分析22参考文献:26附录3：27电气

2、工程课程设计报告1设计任务书1.设计任务设计一台消毒柜控制系统2.设计要求(1)显示消毒柜温度、保持时间；(2)可以键盘设定消毒柜温度、定时时间；(3)可以实现实时中断功能；(4)消毒后自动关机；(5)测温误差：<0.5℃：(6)定时误差：f<20s／月。35电气工程课程设计报告2基于单片机消毒柜控制电路设计2.1系统的组成及工作原理2.1.1系统设计要求[2]A.设置三个功能键：消毒、保温、停止；B.按下消毒键，加热装置进行加热，当温度达到125度时，停止加热，其加热的时间可通过键盘设定；C.按下保温键，在50度以下接通加热器，达到70度关

3、闭，一直持续工作，其加热的时间可通过键盘设定；D.按下停止键，就停止工作；E.采用的是PT-100铂热电阻测温，A/D转换采用的是ADC0809；F．采用的是7279芯片管理键盘显示。2.1.2系统组成框图电桥电路电压放大A/D功能键盘单片机数码显示加热装置图2-1系统组成框图2.1.3系统工作原理[3]本次设计采用铂热电阻PT-100温度传感器实现从温度到电阻值的转换，PT-100的温度每上升1度，其阻值就增大0.38欧姆，电桥将PT-100电阻值的变化转换成电压变化、再经集成运放TL084放大成0-5V的电压（值不会超过5Ⅴ），然后经AD

4、C0809转换成8位数字的信号送89C51单片机系统，35电气工程课程设计报告89C51单片机对所采集的数据经滤波、变换等处理后送入7279显示模块中进行显示，从而完成对温度的采集。89C51单片机再对键盘的扫描结果和即时温度值的处理，实现对温度的控制，系统设计了加热，保温，停止三键，按下加热功能键时，单片机控制加热器，开始进行加热，当温度到达125度时停止加热，按下保温键时，温度小于50度，加热器开始加热，温度超过70度，停止加热，当按下停止键时,一切程序停止运作。在此基础上，设置了一个校时键，当按下校时键时，无论加热器加热与否，要到达设定

5、的时间才停止工作。如此达到实验要求。完成实验。2.2硬件电路设计2.2.1方案论证方案一：本方案采用的是新型的温度传感器LM35构成前端温度传感电路，LM35输出可以从0度开始，该器件采用的是塑料封装TO992，工作的电压4～30V。LM35前端电路直接与ADC0809温度采样电路相连接。系统采用的是以51单片机为核心的微电脑控制，主要通过单片机启动ADC0809电路，对前端电路直接进行采样，得到采样的数字值由单片机将其经数学变换处理，转换成真正的温度值。键盘控制则采用的是以HD7279为核心的键盘显示电路，由它来控制消毒、保温、停止等功能，

6、并设置校时键，随时设置当前工作状态和需要保持的时间。7279键盘显示电路带有8个数码管，用来显示当前系统工作情况，如倒计时时间，实时温度等。加热器与单片机用继电器来隔开，继电器用来智能控制消毒柜的加热。本方案的特点是：前端温度电路直接采用LM35温度传感器，具有转换速度快，灵敏度高的特点，但是测量精度不够，抗干扰性能差的，受工作环境因素的影响较大。方案一电路原理图如下所示:35电气工程课程设计报告图2-2方案一电路原理图方案二：35电气工程课程设计报告在此次实验中也可以采用铂热电阻温度传感器PT-100，由含铂热电阻PT-100为桥臂的电桥

7、，过程中其温度的变化将引起PT-100电阻值的改变，最终转变成电压的变化，但电桥输出的电压最多只能有几十毫伏，所以必须经ICL7650放大后才能输出0～5V的电压，达到实验所要求的电压，再经ADC0809转换成8位数字信号送至单片机。单片机开发系统对所采集的数据经过滤波、变换等处理后送到7279进行显示，以实现对温度的测量。测量出即时温度值之后要进行的就是根据温度的值和7279对键盘的扫描结果进行相应的处理，比如加热、保温、停止等，这些就需要靠软件程序来辅助完成，还要通过加热装置来进行相应的操作，从而完成此次设计的要求。加热器是由单片机控制，

8、安全管理加热器的启动与停止，加热装置将单片机核心系统与加热器隔离，防止加热器的高温对系统造成损伤，起到了以小电流控制大电流而安全控制的作用。2.2.2方案确定由于设