设计多路温控采集系统

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1、设计多路温控采集系统设计并制作一个至少2路的温度采集系统。一、技术要求1、基本要求(1)测温范围0～100℃；(2)测温精度±2℃；(3) LED数码管显示，显示方式为点测与巡测（多点测）；(4)＋5V，±15V外部电源供电；2、发挥要求(1)设计报警电路，当温度高于一定的温度时就报警;(2)测温点与控制显示部分拉长距离，即无线测温。遥测距离100m。报告书写格式包括这几个部分：一、整体方案调研（要有多个方案，至少3个，共30分）在明确其性能要求的基础上，首先要做的应该是调研相关情况，了解与该项目相关的成果，以便吸收前人的成功经验，开阔自己

2、的思路。可以利用网络、书籍、期刊等去搜集相关的资料（中国知网）二、整体方案论证（10分）在搜集资料的基础上，对比每种方案的实现方法、原理以及他们的优缺点，然后提出自己的实现方案。三、系统实现（35分）1、系统实现的整体原理框图；1、每一个单元具体的电路图，包括元器件的选择；2、软件流程图以及一些关键的程序；3、实现发挥要求的加分（10分）一、参考文献说明（5分），至少5篇的参考文献二、思考题（20分）主要考察学生的理解程度，题目根据同学设计的方案而定。一．整体方案调研通过对“多路温控采集系统”多种资料的采集，总结出几种方案，具体如下：方案一

3、：基于单片机1.基于PIC16F877A单片机温度传感器和MicroChipPIC16F877A单片机中的A/D转换器构成输入通道，用于采集温度信号。温度传感器输出电压经过A/D转换后的数字量与温度给定值数字化后进行比较，即可得到实际温度和给定温度的偏差。温度设定值由MicroChipPIC16F877A单片机中程序设定。由MicroChipPIC16F877A单片机构成的数字控制器进行比较运算，经过比较后输出控制量控制由加热和降温电路构成的温度调节电路对温度进行调节。同时通过电平转换电路把当前温度传输到计算机的串口中，由计算机动态的显示温

4、度，正常情况下温度控制由MicroChipPIC16F877A单片机自动控制。必要时，计算机也可以通过软件来强制改变温度。2.基于AT89C51单片机采用集成温度传感器满足温度测量，并将温度信号转换成电流，转换为电压信号，通过放大电路最终交由模/数转换芯片转换成数字信号经单片机处理并经输出驱动电路显示于共阳极数码管。整个系统控制将由AT89C51单片机为核心构成。选用ADC0809作为模/数转换芯片，各个检测信号、控制信号、显示信号可由单片机的I/O口进行，并由程序保证系统抗干扰的能力。3.基于MSP430单片机PSB型负温热敏电阻作为温度

5、传感器，以一种类R-F的方法测量实时温度，单片机用实时温度与预设温度值一起代入PID算式得出一个温度增量，再用此温度增量线性的控制PWM波的占空比，开关电源的输出电压也会随之变化，即制冷晶片的输入功率发生变化，因此制冷晶片制冷（加热）的功率随PWM波占空比变化，达到自动控温的目的。系统功能框图如下：方案二：基于嵌入式系统控制CPU采用的是AT2MEL公司推出的针对嵌入式应用的工业32位ARM9嵌入式处理器T91RM9200,ROM为3V的系统内部可写入、可擦除的Flash存储器AT29LV1024,高速静态RAM为1048576位的IDT7

6、1V124。A/D转换器AD7714是适用于低频测量应用的完整模拟前端,器件直接从传感器接收低电平信号并输出串行数字。温度传感器采用Pt100型铂热电阻,测温精度高、稳定性好,是-200～+650℃温度范围内应用很广的一种电阻型温度传感器。由于本系统的处理器部分电路为313V电源供电,而LCD液晶显示器和AD7714模数转换器由5V电源驱动,属于混合电压系统,不同电源电压的逻辑器件相互接口间,存在逻辑信号电平的配合问题,所以采用313～5V的双向缓冲器IDT74FCTT。为了操作和编程的方便,本系统设计中共用到3个按键和一液晶显示控制器SE

7、D1335。系统框图如下：方案三：基于PLCPLC的模拟量输出控制调功器的输出，由调功器控制是否加热，温度由铂电阻PT100测定，输入到温度变送器上，量程为0~100℃。温度变送器变换为4~20mA传送给PLC的模拟量输入通道。根据给定值加上dF与测量的温度值相比较的结果，PLC模拟量输出通道向晶闸管调功器发出控制信号，从而达到控制温度的目的。系统框图如下：方案四：基于FPGAARM通过控制信号把采样频率、通道选择等参数通知给FPGA，然后FPGA向需要同步采样的通道对应的AD芯片提供统一时钟，使得AD同步地选择相应的通道进行数据的同步采样

8、和转换，其结果由FPGA接收并存储在双口RAM对应的存储空间，然后由ARM从相应的双口RAM空间读取数据进行本地存储或经过网络传输给上位机进行处理。系统框图如下：二．整体方案论证