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1、四川理工学院2011届本科生优秀毕业设计摘要基于单片机的标准电容环境温度控制系统设计学院:自动化与电子信息学院学生:李户林专业班级:自动化2007.1指导教师:谭飞(副教授)张泽厚(高工)摘要[摘要]:本课题的核心在于基于单片机的恒温控制系统,该系统的温度采样部分使用了高精确度的温度传感器Pt1000,高性能的AD转换ICL7135将传感器采集到的电压信号转化成数字量,并将数字量以BCD码的形式并行输出。再由单片机进行运算和处理,结合自整定的PID控制器来控制加热丝工作,最终使恒温槽内的温度在±0.03℃范围内变化。将高精度的标准电容器置于精确恒温的恒温槽内
2、,从而减小了环境温度对电容量的影响。[关键词]:单片机;Pt1000;A/D转换;PID;恒温;电容器Microcontroller-BasedTemperatureControlSystemofTheStandardCapacitorABSTRACT:Theissueliesintheconstanttemperaturecontrolsystembasedonsinglechip,thetemperatureofthesamplingpartofthesystemusinghigh-precisiontemperaturesensorPt1000,hig
3、h-performanceADconverterICL7135willsensortothevoltagesignalintodigital,thenthemicrocontrollerComputingandprocessing,combinedwithadvancedPIDcontrolmethodtocontroltheheatingwireand,ultimately,thetemperatureoftheheatedtankinthe±0.03℃range.Capacitorsplacedinthecriteriaforaccuratehigh-p
4、recisionthermostattank,therebyreducingtheenvironmentalimpactoftemperatureonthecapacity.Keywords:MCU;Pt1000;A/DConversion;PID;ConstantTemperature;Capacity1.引言因工作单位的科研项目所需,本课题研究的内容为高精度单值温控型标准电容器。深入地研究影响高精度电容器电容值的因素,精选优质的电容器电极材料,采用金属全密封结构,消除湿度及电磁干扰的影响;同时,结合本专业的自动控制技术,设计出高精度的恒温控制系统,将标准
5、电容器置于该恒温环境中,以消除温度变化的影响;精心设计引出端子,尽可能地减小残电容的影响,从而达到项目指标要求。2.方案论证2.1.单片机芯片的选择方案和论证采用AT89S52,片内ROM全都采用FlashROM;能以3V的超底压工作;与MCS-51系列单片机完全兼容,该芯片内部存储器为8KBROM,同样具有89C51的功能,且具有在线编程可擦除技术,对电路进行调试时,由于修改错误程序或拓展功能新增程序时,不需要对芯片多次拔插,所以不会对芯片造成损坏。所以决定采用AT89S52作为主控制系统。2.2.显示模块的选择方案和论证采用LED数码管动态扫描,LED数
6、码管价格适中,对于显示数字最合适,而且采用串口显示法与单片机连接,占用的单片机口线少。所以决定采用LED数码管作为显示。四川理工学院2011届本科生优秀毕业设计摘要2.3.A/D转换模块的选择方案和论证采用德州仪器公司生产的ICL7135,此芯片是一块“四位半”的A/D转换芯片,分辨率为1/19999,模拟输入量为0.1mV~2V,在四位半的数字三用表中应用较为广泛,最大的优势在于可以将数字量以BCD码并行输出。所以决定采用ICL7135作为A/D转换器。2.4.E2PROM模块的选择方案和论证采用ST93C46作为片外存储器,E2PROM是一种掉电后数据不
7、会丢失的存储芯片,ST93C46是储存空间为1K的串行E2PROM,将计算得到的比例增益Kp、积分时间Ti、微分时间Td存储在此芯片中,下次上电时,系统无需再次进行整定计算,加快了控制器相应的时间。所以选择此方案。2.5.抗干扰模块的选择方案和论证采用MAX705组成看门狗电路,此芯片是CMOS工艺的集成电路,主要用作监视微控制器的工作状态。它可以提供一个独立的看门狗,如果1.6S内单片机没有向MAX705发送高电平(喂狗信号),它将产生一个复位信号,从而使单片机复位。所以选择此方案。2.6.温度传感器的选择方案和论证采用铂热电阻Pt1000搭制电桥,此期间
8、在0℃时它的阻值为1000Ω。300℃时约为2120
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