嵌入式温度控制系统使用说明

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嵌入式温度测量系统的设计与实现

嵌入式温度测量系统的设计与实现嵌入式温度测量系统是一种基于嵌入式技术和传感器技术的温度测量系统。

随着科技的发展，嵌入式温度测量系统越来越受到人们的关注。

下面我们就来探讨一下嵌入式温度测量系统的设计与实现。

一、设计嵌入式温度测量系统设计步骤如下：1. 确定系统需求：包括测量温度范围、精度、测量间隔、数据处理方式等参数。

2. 确定选用的传感器类型：根据测量要求，选择相应的温度传感器类型。

如NTC热敏电阻、热电偶、热电阻等。

3. 建立硬件电路：设计合适的硬件电路，将传感器与处理器连接。

准确采集温度数据。

4. 编写软件程序：编写合适的软件程序，将采集到的温度数据处理，并作为输出。

5. 实现数据通信：根据系统的需求，设计合适的通信方式，将数据及时的传输给其他设备。

二、实现嵌入式温度测量系统实现步骤如下：1. 选用适当的芯片：根据自己的需求，选用适当的芯片，比如常用的stm32、arduino、MCU等。

2. 选用合适的传感器：根据需求，选择合适的温度传感器，如DS18B20, TLM9941ISHJ, Thermocouple Type-K等传感器。

3. 搭建硬件电路：利用电路设计软件，设计出嵌入式温度测量系统的硬件电路，并制造出PCB板。

4. 编写相应软件：利用相应的开发工具，编写出嵌入式温度测量系统的软件程序。

5. 调试和测试：将硬件连接好后，通过调试和测试程序，确保嵌入式温度测量系统的功能达到预期。

三、总结嵌入式温度测量系统是一种实用性强且功能高的温度测量系统。

不同的系统设计有不同的实现方法，本文只是简单的介绍了嵌入式温度测量系统的设计与实现步骤。

对于嵌入式技术爱好者来说，希望能够通过学习本文获得一些有价值的内容。

单片机恒温箱温度控制系统的设计说明

课程设计课题：单片机培养箱温控系统设计本课程设计要求：温度控制系统基于单片机，实现对温度的实时监控，实现控制的智能化。

设计了培养箱温度控制系统，配备温度传感器，采用DS18B20数字温度传感器，无需数模/数转换，可直接与单片机进行数字传输，采用PID控制技术，可保持温度在要求的恒定范围内，配备键盘输入设定温度；配备数码管L ED显示温度。

技术参数及设计任务：1、使用单片机AT89C2051控制温度，使培养箱保持最高温度110 ℃ 。

2、培养箱温度可预设，干燥过程恒温控制，控温误差小于± 2℃.3、预设时显示设定温度，恒温时显示实时温度。

采用PID控制算法，显示精确到0.1℃ 。

4、当温度超过预设温度±5℃时，会发出声音报警。

和冷却过程没有线性要求。

6、温度检测部分采用DS18B20数字温度传感器，无需数模/数转换，可直接与单片机进行数传7 、人机对话部分由键盘、显示器、报警三部分组成，实现温度显示和报警。

本课程设计系统概述一、系统原理选用AT89C2051单片机作为中央处理器，通过温度传感器DS18B20采集培养箱的温度，并将采集的信号传送给单片机。

驱动培养箱的加热或冷却。

2、系统整体结构总体设计应综合考虑系统的总体目标，进行初步的硬件选型，然后确定系统的草案，同时考虑软硬件实现的可行性。

经过反复推敲，总体方案确定以爱特梅尔公司推出的51系列单片机为温度智能控制系统核心，选用低功耗、低成本的存储器、数显等元器件。

总体规划如下：图1 系统总体框图2、硬件单元设计一、单片机最小系统电路Atmel公司的AT2051作为89C单片机，完全可以满足本系统所需的采集、控制和数据处理的需要。

单片机的选择在整个系统设计中非常重要。

该单片机具有与MCS-51系列单片机兼容性高、功耗低、可在接近零频率下工作等诸多优点。

广泛应用于各种计算机系统、工业控制、消费类产品中。

AT 89C2051 是 AT89 系列微控制器中的精简产品。

研华 ARK-3530 无风扇嵌入式工控机用户手册说明书

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ARK-3530中文手册第一版，参照ARK-3530用户手册英文第一版。

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海尔 OBK600-6SD 臻尚系列 56升嵌入式电烤箱使用说明书

警示
烹饪建议
食物功能重量 0.25Kg 泡芙 0.25Kg 1Kg 苹果派 1Kg 面包片 0.3Kg 0.5Kg 披萨 0.5Kg 1Kg 烤土豆
甜品
放置层数预热时间 ( 由下向上) / min 2 2 3 2 5 3 3 3 3
10 10
温度 /℃ 200-220 180-220 150-170 150-170 250 230-250 210-230 200-220 200-220
使用指南
烤箱定时工作结束时，会有一个报警声响起，烤箱停止工作。如果不想让烤箱定时工作，即可实现持续工作。逆时针旋转机械定时器旋钮到“ ”位置。不要直接顺时针旋转机械定时器旋钮从“120”到“ ”。
注意
30 50 90 70
功能说明
功能选择旋钮图示功能上部外电热管+下部电热管 +对流风机上部外电热管+下部电热管用途（烤箱最底层为第一层）顶部和底部同时加热，后部对流风机使烤箱内部温度更加均匀。适用于在烤箱第二、三层大面积烘焙。顶部和底部同时加热，烤箱内部上下热量分布均匀。适用于在烤箱第三层单层烘焙。底部加热，烤箱内部下层温度高。适用于在烤箱第一、二层烘焙。底部加热，后部对流风机使烤箱内部温度更加均匀。适用于在烤箱第一、二层烘焙。顶部加热，烤箱内部上层温度较高。适用于在第四、五层进行大面积烧烤。顶部加热，烤箱内部上层温度较高。适用于在第四、五层进行小面积烧烤。
30
选择烘烤时间：顺时针旋转定时器旋钮至需要烤箱工作的时间。时间设置范围为：10-120分钟。下图为定时器处于不同位置时的功能。
30 50 90 70 90 70 30 50 90 70 30 50
50
腔体冷却功能

基于ARM的嵌入式温度控制系统设计

目录第一章绪论 (2)1.1 引言 (1)1.2 选题背景与意义 (1)1.3 研究现状 (2)1.4 论文主要研究内容 (2)1.5 主要章节安排 (3)第二章开发工具的介绍 (4)2.1 Proteus的功能 (4)2.1.1 Proteus的功能简述 (4)2.1.2 资源丰富 (5)2.1.3电路仿真 (5)2.2 ADS1.2 (6)2.2.1 ADS种类 (6)2.2.2 软件组成 (6)第三章软硬件介绍 (8)3.1 ARM (8)3.1.1 ARM简介 (8)3.1.2 ARM7 (8)3.2LPC2124处理器 (9)3.2.1LPC2124简介 (9)3.2.2 特性 (9)3.2.3 结构 (9)3.2.4引脚描述 (10)3.3硬件系统的整体结构 (11)3.3.1硬件系统的设计原则 (11)3.3.2系统硬件的整体结构 (12)3.3.3 基本硬件组成 (12)第四章软件设计 (17)4.1系统软件的整体结构 (17)4.2.1测控系统 (18)4.2.2显示数字功能 (19)4.2.3 A/D转换数据采集程序功能与实现 (21)第五章总结与展望 (25)5.1 全文总结 (25)5.2后续工作及展望 (25)致谢 (27)参考文献 (28)附录 (29)摘要温度的测量和控制在工业生产中有广泛的应用，尤其在石油、化工、电力、冶金等工业领域中，对温度的测量和监控是非常重要的一个环节，温度参数是工业控制中的一项重要的指标。

本文主要研究了基于ARM7架构的嵌入式系统对于温度控制的应用，它基于ARM7 内核的LPC2124, 以DS1820采集温度信号, 通过RWB 温度变送器和A/D 转换获得实际温度值, 同时通过LCD 实时显示; 此温度控制系统应用于热电仪, 实际应用表明, 系统稳定、可靠, 满足了热电仪的温度控制要求。

关键词：ARM；Proteus；嵌入式系统；温度控制系统AbstractMeasurement and control of temperature is widely used in industrial production, especially in the petroleum, chemical, electric power, metallurgy and other industrial fields, measurement and monitoring of the temperature is a very important link, the temperature parameter is an important index in industrial control.This paper mainly studies the ARM7 based embedded system for the application of temperature control based on ARM7, which based on the LPC2124 kernel, the DS1820 collecting temperature signal, to obtain the actual temperature value through the RWB temperature transmitter and A/D conversion, at the same time through the LCD real time display; This paper introduces the principle, the system implementation process, gives some application circuits. This temperature control system used in the power system, the practical application shows that the system is stable and reliable, meet, the thermoelectric instrument temperature control requirements.Key words：ARM；Proteus；Embedded system；Temperature control system第一章绪论1.1 引言嵌入式系统这几年被广泛应用于各种工业领域、无线通信领域、智能仪表，消费电子等各个领域，离不开微电子技术的迅猛发展，它主要用于各种嵌入式应用，以将计算机硬件和软件相结合的手段，完成指定的任务和功能。

【精编范文】方太嵌入式烤箱说明书-范文word版 (9页)

本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==方太嵌入式烤箱说明书篇一：德普嵌入式烤箱使用说明一德普8系烤箱的旋转烤叉正确使用方法如何正确时使用嵌入式烤箱里面的旋转叉，是很多消费者很关心的问题，下面对这个问题做一个详细的说明。

1、打开德普烤箱门2、将烤叉插进食物并固定好3、把烤架放置在烤箱的第二层4、把烤叉尖端放在烤箱内部预留好的专用插孔里5、倾斜放置6、将烤叉的把手放在烤架上的下弯部分7、拧开塑料把手8、为防止滴油，下方可放置一个接油盘（耐高温）或是烤盘也可9、关闭烤箱门，选择对应的烘焙模式10、按确认键启动烤箱11、如需烤叉转动，长按右边第二个菜单键/烤叉键12、功能显示屏上出现一个红色旋转标示即可13、如需停止，再次轻按菜单键/烤叉键即可1、打开德普烤箱门，将烤叉插进食物并固定好。

2、把方框型的转叉托架搁在烤箱内，从上往下第二层，带凹槽的朝外，叉子的尖端那头插到后面圆孔里，里面还有一个孔(电机孔），插到电机孔，轻轻的转动一下让杆子和孔贴合好，不能歪，否则烤叉无法转动，然后把手柄这端搁在凹槽里就可以了。

3、把手柄取下，选择任意一个烘焙模式，如需烤叉转动，长按右边第二个菜单键/烤叉键。

4、功能显示屏上出现一个红色旋转标示即可。

如需停止，再次轻按菜单键/烤叉键即可5、烤叉使用后，清理特别方便，只要用毛巾一擦即可。

温馨提示：因烤箱温度高，塑料手柄不能烘烤，等待烤叉使用完毕后，再把手柄安装到烤叉上，方便拿取，不易烫手）。

二、烤箱除味新烤箱使用之前最好先空烤一下，让各组加热管受一下热，让表面的保护涂层挥发掉，期间会有些气味和白烟出来，属于正常现象。

具体方法：◆6系（609A/B、301E、607、608等）：1、最右边的功能选择钮顺时针分别用第1、第4、第7三档，温度200度左右，各空烤15分钟左右，空烤时烤箱里面放一碗自来水除味效果更好。

嵌入式系统课程设计(温度检测报警系统)

一、系统要求使用STM32F103作为主控CPU设计一个温度综合测控系统，具体要求：1、使用热敏电阻或者内部集成的温度传感器检测环境温度，每0.1秒检测一次温度，对检测到的温度进行数字滤波（可以使用平均法）。

记录当前的温度值和时间。

2、使用计算机，通过串行通信获取STM32F103检测到的温度和所对应的时间。

3、使用计算机进行时间的设定。

4、使用计算机进行温度上限值和下限值的设定。

5、若超过上限值或者低于下限值，则STM32进行报警提示。

二、设计方案本次课程设计的要求是使用STM32F103设计一个温度测控系统，这款单片机集成了很多的片上资源，功能十分强大，我使用了以下部分来完成课程设计的要求：1、STM32F103内置了3个12位A/D转换模块，最快转换时间为1us。

本次课程设计要求进行温度测定，于是使用了其中一个ADC对片上温度传感器的内部信号源进行转换。

当有多个通道需要采集信号时，可以把ADC配置为按一定的顺序来对各个通道进行扫描转换，本设计只采集一个通道的信号，所以不使用扫描转换模式。

本设计需要循环采集电压值，所以使用连续转换模式。

2、本次课程设计还使用到了DMA。

DMA是一种高速的数据传输操作，允许在外部设备和储存器之间利用系统总线直接读写数据，不需要微处理器干预。

使能ADC的DMA接口后，DMA控制器把转换值从ADC数据寄存器(ADC_DR)中转移到变量ADC_ConvertedValue中，当DMA传输完成后，在main函数中使用的ADC_ConvertedValue的内容就是ADC转换值了。

3、STM32内部的温度传感器和ADCx_IN16输入通道相连接，此通道把传感器输出的电压值转换成数字值。

STM内部的温度传感器支持的温度范围：-40到125摄氏度。

利用下列公式得出温度温度(°C)={(V25-VSENSE)/Avg_Slope}+25式中V25是VSENSE在25摄氏度时的数值（典型值为1.42V）Avg_Slope是温度与VSENSE曲线的平均斜率（典型值为4.3mV/C）利用均值法对转换后的温度进行滤波，将得到的温度通过串口输出。

TB系列温控器操作手册说明书

微電腦程序控制器操作手冊TB100 TB600 TB700 TB400 TB900在使用本控制器之前，請先確定控制器的輸入輸出範圍和輸入輸出種類與您的需求是相符的。

1. 面板說明1.1 七段顯示器PV ：處理值(process value)，紅色4位顯示 SV ：設定值(setting value)，綠色4位顯示.21.2 LED LED LEDOUT1 ：第一組輸出(Output1)，綠色燈OUT2 ：第二組輸出(Output2)，綠色燈 AT ：自動演算(Auto Tuning)，黃色燈PRO ：程式執行中(Program)，黃色燈 ----- 只適用於 P TB 系列 AL1 ：第一組警報(Alarm 1)，紅色燈 AL2 ：第二組警報(Alarm 2)，紅色燈MAN ：輸出百分比手動調整(Manual)，黃色燈※注意：當發生錯誤(Error)時，MAN 燈會亮，並將輸出百分比歸零1.3 按鍵SET：設定鍵(寫入設定值或切換模式) ：移位鍵(移動設定位數)：增加鍵(設定值減1)：減少鍵(設定值加1) A/M ：自動(Auto)/手動(Manual)切換鍵。

自動：輸出百分比由控制器內部演算決定手動：輸出百分比由手動調整OUTL(在User Level 中)決定2 自動演算功能(Auto tuning)2.2 需先將AT(在User Level 中)設定為YES ，啟動自動演算功能。

2.3自動演算結束後，控制器內部會自動產生一組新的PID 參數取代原有的PID 參數。

＊自動演算適用於控溫不準時，由控制器自行調整PID 參數。

2.4 ATVL：自動演算偏移量(AutoTuning offset Value)SV減ATVL為自動演算設定點，設定ATVL可以避免自動演算時，因PV值震盪而超過設定點(Overshoot)。

例如：SV=200℃，ATVL=5，則自動演算設定點為195℃當自動演算中，PV值震盪，則是在195℃上下震盪，因此可避免PV值震盪超過200℃。

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嵌
图1 系统电气连接
2、IP设置
本系统采用以太网无线通信，在保证正确通信之前首先要设定好PC机和嵌入式温度控制器的IP地址。

统一规定，PC机IP地址最后一位值=嵌入温度控制器无线网卡IP最后一位值+10。

（1）进入 PC机“网络连接”，右键点击“无线网络连接”－＞“属性”－
＞“Internet协议（TCP/IP）”，双击“Internet协议（TCP/IP）”，设定IP。

图2 PC机IP设置
（2）进入嵌入式温度控制器WinCE系统，进入“设置”－＞“网络和拨号连接”，双击“SDIO86861”，设定“IP地址”。

图3 嵌入式温度控制器IP设定
二、软件功能和界面介绍
1、服务器端软件的使用
在使用上位机软件之前，首先要启动服务器端软件，使用步骤如下：
（1）启动进入控制器系统，双击“我的设备”，双击“NandFlash”，进入服务端软件所在目录。

图4 进入根目录
（2）双击“温度控制系统8-24”服务端，左击“服务器打开”，侦听上位机客户端。

图5 打开服务端软件
（3）如果系统正确连接，服务端将提示正确建立连接。

图6 正确建立连接
2、上位机（客户端）软件功能介绍
本控制系统上位机软件设计包括以下模块：通信模块、数据采集保存模块、实时曲线绘制模块以及PID算法模块。

为了能够远程实时地进行温度系统的控制，需要设计具有良好用户界面的上位机无线温度控制软件。

上位机控制软件基于Microsoft Visual C++ 6.0 以及Microsoft MFC（Microsoft Foundation Class）和相关API而开发，实现的主要功能有：
（1）实时数据通信，通信方式采用Socket通信；
（2）温度数据的实时趋势曲线图，为了更加直观的观察当前的温度状态，设计了可实时查看的动态曲线图，便于温度的控制、辨识数据的生成和相关控制算法的实验效果检验；
（3）温度数据保存到csv文件，一方面可以实时得到温度数据，另一方面可以为需要进行的辨识环节提供原始数据，进行实时的温箱模型辨识；
（4）利用辨识出来的模型进行控制算法的研究。

3、上位机（客户端）软件界面介绍
软件界面分为两个主要版块：左版块绘制实时曲线，右版块为显示对话框，显示当前系统状态（启动或停止）、实时温度及变化和控制算法参数等等。

要注意，本软件只提供辨识数据的采集工作，实验时再在Matlab下辨识模型。

上位机软件设计时尽量考虑具有良好的人机交互性，以及简便、易操作，如图7所示。

图7 上位机（客户端）软件界面布局
三、上位机（客户端）软件使用步骤
1、鼠标左键点击菜单栏“指令设置”，点击弹出的“系统参数”选项，根据实验要求拖动滑块设置“加热电压”和“温度采样周期”，点击“确定”设置成功。

设定参数的过程中，“系统状态显示”区域的“系统电压”和“采样周期”会实时的记录设定的数值。

图8 指令设置
注： “指令设置”用来设置温箱的加热电压和温度数据的采样周期。

①“加热电压”量程为0～150V，设定最大电压为150V是防止电流过大对控制器产生损坏考虑。

②“温度采样周期”量程是2～10s，对于温箱温控系统而言，2s采集一个温度数据能够满足辨识要求。

也可以使用工具栏对应的快捷图标（红框处）进行系统参数设置。

2、鼠标左键点击菜单栏“通信设置”，点击弹出的“设置”选项，在弹出的对
话框中设置通信方式。

图9 通信设置
注：目前只实现了两种通信方式，串口通信和以太网通信，实验里建议采用无线路由进行以太网通信。

①串口通信各项参数可以自己设置，也可以设置默认选项，可以参考《软件功能定制和扩展说明》；②以太网通信端口号和服务器（温箱控制板）IP根据需要进行自己定制设置默认选项，可以参考《软件功能定制和扩展说明》。

也可以使用工具栏对应的快捷图标（红框处）进行系统参数设置。

3、鼠标左键点击菜单栏“命令”，点击“启动系统”选项即可启动温箱加热。

图10 启动系统
注：也可以使用工具栏对应的快捷图标（红框处）进行系统参数设置。

系统启动后，将同时会生成从此时刻开始的数据文件。

本系统的文件分为两种： ① 保存整个系统从运行到结束的电压、采样周期、温度数据等。

注：红色部分表示是对应开始记录的时刻。

② 记录加入辨识序列后的温度数据等。

注：红色部分表示是对应开始记录的时刻。

4、鼠标左键点击菜单栏“曲线”，点击“开始绘制”选项开始绘制温度变化曲线。

图11 开始绘制实时温度曲线
鼠标左键点击菜单栏“曲线”，点击“停止绘制”选项停止绘制温度变化曲线。

图12 停止绘制实时温度曲线
本软件还提供了抓图功能，可以将实时曲线抓取保存。

图13 曲线保存
5、观察实时的温度变化曲线，如果发现温度大致不变之后，可以使用此时的“系统加热电压”生成不同的辨识序列。

① 鼠标左键点击菜单栏“辨识”，点击“导入辨识信号”选项，在弹出的“打开文件”对话框中选择自己设计的辨识信号.txt文件，点击“打开”，导入辨识信号。

图14 生成辨识序列
生成完毕后会弹出提示对话框，通知序列生成完毕。

注：在Matlab中必须按照下面的方法生成辨识信号；生成的数据文件要和程序放在同一级目录。

② 序列生成完毕后，点击“加入辨识序列”，弹出“辨识信号参数”对话框，设定辨识信号的单位时间和周期数，点击“确定”。

经过一段时间后辨识信号加入完毕会弹出提示“提示”对话框，通知信号加入完毕，可以进行系统辨识。

图15加入辨识序列
注：信号加入完毕后，即可取出 Y‐M‐D‐H‐M‐S DataDemo_Sequence_Identy.csv文件在Matlab下进行辨识；
6、利用步骤5辨识出来的模型，可以在Matlab中先进行控制算法的仿真，
利用得到的参数，对实际温箱进行控制。

鼠标左键点击菜单栏“算法”，点击“算法选择和设置”选项，在弹出的
对话框中设定控制温度。

图16 温度控制
7、鼠标左键点击菜单栏“命令”，点击“停机”选项即可启动温箱加热。

图17 停止系统。