高精度长寿命大功率恒温器电气控制设计毕业论文

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恒温箱的控制设计毕业设计论文

恒温箱的控制设计毕业设计论文

摘要温度与生物的生活环境密切相关,不同的生物或物体对温度的要求都不同。

随着智能控制技术不断的发展,在现代工业生产以及科学实验的许多场合,为了获取生物或物体所需求的温度,需要及时准确的获取温度信息,同时完成对温度的预期控制,这时候温度检测与控制系统就显得尤其的重要。

因此,温度检测系统的设计与研究一直备受广大科研者重视。

本次课题设计了一个低成本,高精度的恒温箱。

该设计主要从硬件和软件两个方面出发:1)在硬件上,选择AT89C52单片机为核心,采用了TL431组成2.5V的恒流源,并以Pt100温度传感器作为温度检测仪器,通过ICL7135模数转换器采集数据,用LED数码管作为显示器,构成了一个恒温箱;2)在软件上,设计了温度检测算法,并在C语言编程环境下,编写了相应的程序来实现所设计的算法。

最后通过Proteus ISIS与Keil的联合仿真,保证了算法的可行性。

通过仿真实验可以发现所设计的系统可以较好的检测、控制并且保持温度。

但是由于温度调节的迟滞性以及设计上的不足,该系统具有一定的局限性。

关键词:温度检测;AT89C52单片机;恒温箱;C语言编程ABSTRACTTemperature is closely related to life and environment. Different creature or object have different requirements to temperature. With the development of the intelligent-control- technology, and in order to arrive to the creature's or object's temperature-demand, we should take the information of temperature timely and accuratly, and control the temperature to the expected degree, in the modern industrial production and scientific experiment many occasions . I n this situation, the testing and controlling system for temperature is especially important. Therefore, the designs for temperature detection system attract researchers' attentions.In this dissertation, we designed a box with constant temperature which has low cost as well as high accuracy. We designed the system mainly from two aspects: hardware and software1)Hardware's design: At first, we chosed AT89C52 SCM as the core of the system. And then we selected TL431 to compose the 2.5 V constant and Pt100 temperature sensor for testing temperature. At last, we collecte data througn theICL7135 ADC and display data them on the LED. All of this consists of a the constant-temperature-box;2)Software's design: In this papar, we designed a algorithm detecte temperature and implemented it based on the C programming language's environment. Finally we did a series of simulation experiment through the Proteus ISIS and Keil to ensure that the algorithm is feasible.Simulation results show that the system designed had a very good effect on temperature's detection, controlling and keeping . Because of the adjustmentand of the temperature and the insufficiency of the design, this system has some limitations.Keywords:Temperature detection;AT89C52 SCM; Box of constant temperature ;C language programming毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

温控毕业设计论文.doc

温控毕业设计论文.doc

南京工程学院自动化学院本科毕业设计(论文)题目:智能温度检测与显示系统的设计专业:自动化班级:自动化051 学号:203050137学生姓名:张哲指导教师:宋丽蓉副教授起讫日期:2009.3~2009.6设计地点:工程实践中心Graduation Design (Thesis)Design of Intelligent temperature examination and display system南京工程学院自动化学院本科毕业设计(论文)ByZhang zheSupervised byAssociate Prof. Song Lirong Department of Automation Engineering Nanjing Institute of TechnologyJune, 2009摘要近年来,形形色色家电器已经在人们的日常生活中扮演着十分重要的角色。

随着科学技术的不断创新,各种智能家电也渐渐的走进了人们的日常生活,其中温度控制方面在智能家电领域的应用将十分广泛。

本课题所研究的智能温度检测,采用目前市场普遍应用的数字温度传感器实现,加之其人性化的液晶显示功能,今后在家用电器领域具有广阔的应用前景。

系统主要的组成模块如下:键盘扫描模块(4个独立按键);检测信息提示模块(发光二极管);日期显示模块(通过DS1302时钟芯片实现);液晶显示模块(采用12864液晶显示芯片);温度控制模块(使用DS18B20温度传感器设计);其实现的主要功能为:(1)日期显示,用于实现实时的时间信息显示(2)加热模式,主要应用在智能热水器方面,用于控制水温。

(3)制冷模式,主要应用在智能冰箱方面,用于控制冷藏食物的温度。

(4)恒温模式,主要应用在空调方面,用于控制室内的温度,保持恒温。

(5)附加功能:体温检测模式。

由于目前世界各国人们正在遭受甲型H1N1流感的威胁,本设计所带的附加功能,主要完成初步检测的任务。

温度控制器毕业设计论文资料

温度控制器毕业设计论文资料

单片机课程设计/forum-94-1.htmlX X X X 大学毕业论文(设计)题目温度控制器指导教师 XXXXXXXX学生姓名 XXXXX学生学号 XXXXXXXX信息工程系电气自动化技术专业1班2010年3月18日/forum-94-1.htmlXXXX大学专科毕业设计(论文)开题报告学号; 姓名:毕业设计(论文)题目: 温度控制器______________________ 1、阅读中外文献资料摘要:[1]廖德荣《自动控制温度的方法》北京航空航天大学出版社 2006.2[2]李军《检测技术及仪表》中国轻工业出版社 2008.7 第二版[3]李广弟朱月秀冷祖祁《单片机基础》北京航空航天大学出版社2008.1 第三版[4]孙亮杨鹏《自动控制原理》北京工业大学出版社 2006.5 第二版[5]刘守义钟苏《数字电子技术》西安电子科技大学出版社 2003.6 第二版[6]FA PLAZA 《OMRON感測器技術與溫度控制器》 2009.62、立题依据及主要研究内容:立题依据:温度控制器是对温度进行控制的电开关设备。

在当今的社会中,越来越多的环境需要对温度进行控制。

随着温控器应用领域和范围的日益广泛,电子技术的发展,特别是随着大规模集成电路的产生,给人们的生活带来了根本性的变化,如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃,那么可编程控制器的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。

在现代社会中,温度控制不仅应用在工厂生产方面,其作用也体现到了各个方面。

研究内容:设计一款温度控制器,可用于工业与生活,可以进行温度上限与下限的设定,熟悉和掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术,熟悉传感器的使用。

并继电器控制输出。

3、设计方案及思路:采用PID模糊控制技术,用先进数码技术通过Pvar,Ivar,Dvar.三方面结合调整形成一个模糊控制来解决惯性温度误差问题。

大的框架是输入,控制和输出三个部分,输入是指温度传感器,可以是模拟量的铂电阻、热敏电阻,也可以是数字量的18B20控制芯片常用AT89S52/1,程序根据实际使用而定,原理就是根据测量温度值与设置值的比较来判定输出量的开或者关。

大功率电器智能识别与安全用电控制器的设计毕业论文

大功率电器智能识别与安全用电控制器的设计毕业论文

大功率电器智能识别与安全用电控制器的设计毕业论文一、概览在日常生活与工作中,我们经常会使用到各种大功率电器,比如空调、洗衣机、电烤箱等。

它们给我们带来了便利,但同时也潜藏着一定的安全隐患。

如何让这些电器既能发挥效能,又能保证用电安全呢?这便引出了我们今天的话题——大功率电器智能识别与安全用电控制器的设计。

大家或许都有过这样的经历,因为忘记关电器或者电器使用不当,造成电力负荷过大,甚至引发火灾等严重后果。

那么我们的毕业论文就是要探讨如何通过智能识别技术,以及设计一个高效的安全用电控制器,来避免这些潜在的风险。

首先我们要了解什么是大功率电器以及它们的特点,接着我们会深入探讨当前市场上已有的电器识别与控制技术的优缺点。

在此基础上,我们会研究如何通过智能技术来提升电器的安全性。

这包括研究如何准确识别电器的功率、如何合理调配电力资源以及如何有效监控电器的使用状态等。

我们的目标是设计出一个既实用又高效的控制器,这个控制器不仅能够自动识别电器的功率,还能根据家庭的用电情况,智能调整电器的使用状态,避免电力过载。

同时它还应该具备报警功能,一旦检测到异常情况,能够立刻提醒用户并采取措施。

1. 研究背景及意义在我们日常生活中,电器使用越来越普遍,大功率电器更是成为了许多家庭和工业场所的必备之物。

然而随着电器的普及,用电安全问题也日益突出。

很多事故都是因为电器使用不当或者电力过载导致的,这不仅可能造成财产损失,更可能危及人们的生命安全。

因此研究并设计一种能够智能识别大功率电器并控制安全用电的控制器显得尤为重要。

这种控制器的研究背景源于现代社会的能源需求和人们对于生活安全的高要求。

我们知道电器产品的日益智能化是现代科技的体现,而对于电器安全的重视则体现了我们对生活品质的重视和对家人的关心。

这个项目的提出,就是为了让每一个家庭都能安心使用电器,享受现代科技带来的便利,同时保障家庭的安全。

2. 国内外研究现状及发展趋势《大功率电器智能识别与安全用电控制器的设计毕业论文》之“国内外研究现状及发展趋势”段落当我们谈论家中的大功率电器时,如何确保它们安全使用成为了大家关注的焦点。

恒温控制器毕业设计

恒温控制器毕业设计

摘要随着科技的不断进步,在工业生产中温度是常用的被控参数,而采用单片机来对这些被控参数进行控制已成为当今的主流。

本设计主要介绍以AT89S51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。

温度信号由温度芯片DS18B20采集,并以数字信号的方式传送给单片机。

文中介绍了该控制系统的硬件部分,包括:温度传感电路、温度控制电路、PC机与单片机串口通讯电路和一些接口电路。

单片机通过对信号进行相应处理,从而实现温度控制的目的。

通过测试表明,本设计对温度的控制有方便、简单的特点,从而大幅提高了被控温度的技术指标。

关键词:AT89S51单片机 DS18B20温度芯片温度控制串口通讯AbstractAs the technology advances in industrial production in the temperature is charged with common parameters, and the use of those charged with SCM to the parameters of control has become the mainstream.This design take at89S51 monolithic integrated circuit as core temperature control system's principle of work and design method. The temperature signal by the temperature chip DS18B20 gathering, and transmits by digital signal's way for the monolithic integrated circuit. In the article introduced this control system's hardware part, including: Temperature examination electric circuit, temperature-control circuit,PC machine and monolithic integrated circuit serial port communication channel and some interface circuit.The monolithic integrated circuit through carries on corresponding processing to the signal, thus realizes the temperature control goal. Passed the tests show that the design of the temperature control is convenient and simple characteris tics’, thus greatly raising the temperature was charged with the technical indicators.Keywords:AT89S51 Monolithic Integrated Circuit ;DS18B20 Temperature Chip;Temperature Control;Serial Port Communication目录引言 1第一章绪论 2一、恒温控制器的研究目的 2二、恒温控制器的设计背景和发展现状 2三、单片机的发展现状以及未来趋势 3第二章系统设计任务及要求 4一、系统设计任务 4二、系统设计的基本要求 4第三章系统的硬件设计 5一、电路的总体工作原理 5二、参数采集模块设计 61.温度传感器DS18B20芯片介绍与运用 62.DS18B20的测温原理 7三、主控制模块设计 9四、温度控制电路的设计 10五、键盘电路的设计 11六、显示电路的设计 12第四章系统的软件设计 14一、系统的主程序设计 14二、程序代码(详见附录程序清单) 15 第五章系统的控制 16一、温控电路及报警电路的控制 16二、 LCD显示电路的控制 17三、使用说明 17第六章电路问题分析 18第七章全文总结 19一、经济效益分析 19二、社会效益分析 19致谢 20参考文献 21附录 22引言温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域 ,如家电、材料、电力电子等。

《2024年一种高精度的柱温箱控制系统设计》范文

《2024年一种高精度的柱温箱控制系统设计》范文

《一种高精度的柱温箱控制系统设计》篇一一、引言在现代分析仪器领域,柱温箱控制系统在许多化学、生物、医药和食品分析等实验中发挥着重要作用。

本文旨在设计一种高精度的柱温箱控制系统,以满足对精确控制温度的需求。

通过设计一种基于微控制器的控制策略,并配合高精度的温度传感器和执行器,实现柱温箱的精确控制。

二、系统设计要求1. 高精度:系统应具备高精度的温度控制能力,以适应不同实验的需求。

2. 稳定性:系统应具有良好的稳定性,以保持温度的恒定。

3. 快速响应:系统应具备快速响应的能力,以适应实验过程中温度的快速变化。

4. 易于操作:系统应具备友好的操作界面,方便用户进行操作和设置。

三、系统设计1. 硬件设计(1)微控制器:选用高性能的微控制器作为系统的核心,负责控制温度传感器和执行器。

(2)温度传感器:选用高精度的温度传感器,实时监测柱温箱内的温度。

(3)执行器:选用高精度的加热器和制冷器,根据微控制器的指令调整柱温箱内的温度。

(4)操作界面:设计友好的操作界面,方便用户进行操作和设置。

2. 软件设计(1)控制算法:采用先进的PID控制算法,实现高精度的温度控制。

(2)通信协议:设计标准的通信协议,实现微控制器与上位机之间的数据传输。

(3)操作界面程序:编写操作界面程序,实现友好的用户界面。

四、系统实现1. 硬件组装:将微控制器、温度传感器、执行器和操作界面等硬件组装在一起,形成完整的柱温箱控制系统。

2. 软件编程:编写控制算法、通信协议和操作界面程序等软件,实现系统的功能。

3. 调试与测试:对系统进行调试和测试,确保系统的高精度、稳定性和快速响应等性能。

五、性能评估1. 精度评估:通过实验测试系统的精度,评估其满足高精度要求的能力。

2. 稳定性评估:通过长时间运行实验,评估系统的稳定性。

3. 响应速度评估:通过模拟实验过程中温度的快速变化,评估系统的响应速度。

4. 用户体验评估:邀请用户进行实际操作,评估系统的易用性和友好性。

《2024年一种高精度的柱温箱控制系统设计》范文

《一种高精度的柱温箱控制系统设计》篇一一、引言在现代的化学、生物和制药等实验室中,柱温箱控制系统是一种至关重要的设备,用于精确控制反应柱或样品的温度。

其高精度的控制能力直接影响到实验的准确性和可靠性。

因此,本文旨在设计一种高精度的柱温箱控制系统,以提高实验的效率和准确性。

二、系统设计概述本系统设计主要包含硬件和软件两个部分。

硬件部分包括温度传感器、加热器、控制器等;软件部分则负责控制算法的实现和用户界面的设计。

三、硬件设计1. 温度传感器:选用高精度的温度传感器,如热电偶或热敏电阻,用于实时监测柱温箱内的温度。

2. 加热器:采用高效率的加热元件,如加热带或加热管,以快速达到并维持设定的温度。

3. 控制器:选用高性能的微控制器或单片机,负责接收用户的设定值,根据传感器的反馈调节加热器的功率,以实现精确的温度控制。

四、软件设计1. 控制算法:采用PID(比例-积分-微分)控制算法,通过调整比例、积分和微分系数,实现对温度的精确控制。

同时,引入模糊控制算法,以适应不同实验条件下的温度控制需求。

2. 用户界面:设计友好的用户界面,包括设定温度、实时显示温度、工作状态等信息。

同时,提供远程控制功能,方便用户进行操作。

五、系统实现1. 硬件连接:将温度传感器、加热器和控制器通过电路进行连接,实现数据的采集和执行指令的传输。

2. 软件编程:编写控制算法和用户界面的程序代码,并烧录到微控制器或单片机中。

3. 系统调试:对系统进行调试,确保硬件和软件的正常工作,并达到设定的精度要求。

六、系统特点1. 高精度:采用高精度的温度传感器和PID+模糊控制算法,实现精确的温度控制。

2. 高效性:高效率的加热元件和优化后的控制算法,使系统能够快速达到并维持设定的温度。

3. 友好性:友好的用户界面和远程控制功能,方便用户进行操作和监控。

4. 可靠性:系统具有较高的稳定性和可靠性,适用于长时间的实验和存储需求。

七、应用前景本设计的柱温箱控制系统可广泛应用于化学、生物和制药等实验室中,用于精确控制反应柱或样品的温度。

恒温电热水炉控制系统设计毕业论文

3.模糊控制与PID的结合
模糊控制与PID的具体结合形式有多种,主要是Fuzzy-PID复合控制和模糊自整定PID参数的方法。Fuzzy-PID复合控制是指当系统偏差较大时采用模糊控制,这样响应速度快,动态性能好;当系统偏差较小时采用PID控制,使其具有好的静态性能,保证控制精度,是一种模糊控制和PID控制分阶段切换控制的方法。参数自调整模糊PID控制的方法是根据系统偏差和偏差变化率,由模糊推理来调整PID参数,也就是一种以模糊规则来调节PID参数的自适应控制方法[6]。
本设计中基于模糊控制算法设计模糊控制器,以AT89C51单片机为核心进行硬件设计,最终实现电热水锅炉的温度控制和水位控制,具备无水报警与保护、水位和温度的数字化显示等功能。本文前两章是基础部分,主要介绍了电热水锅炉的国外控制方案发展现状和一些控制算法的理论基础。第三章主要是模糊控制器的设计与仿真,并与PID控制方法进行对比,说明模糊控制的优点。第四、五章分别是硬件和软件部分设计。
而模糊控制技术为该领域提供了一种有效的解决方法。模糊控制正适合数学模型未知,动态过程变化大的系统。模糊控制不需要建立控制对象的精确数学模型,只要求把人工操作的经验与数据归纳成较完善的语言控制规则,因此它能绕过对象的不确定性、干扰及非线性、时变性、时滞性等影响。将模糊控制方法运用到电热水炉温度、水位的控制中,可以很大程度的提高控制效果。
近些年,对于经典模糊控制系统稳态性能的改善、模糊集成控制、模糊自适应控制、专家模糊控制与多变量模糊控制的研究,特别是针对复杂系统的自学习与参数自调整模糊系统方面的研究受到各国学者的重视。目前,将神经网络和模糊控制技术相互结合,取长补短,形成一种模糊神经网络技术、模拟人脑的智能信息处理系统,其发展前景十分诱人。
§2.2模糊控制的基本理论10

毕业设计(论文)-单片机水温控制电路的设计[管理资料]

目录摘要 (1)第1章绪论 (2)第2章方案论证 (3)分方案论证 (3)方案一 (3)方案二 (3)方案确定 (4)第3章单元电路的设计 (5)电源电路的设计 (5)温度采集电路的设计 (5)键盘控制及显示电路硬件的设计 (7)键盘控制硬件的设计 (7)显示电路的设计 (8)主控电路硬件的设计 (9)第4章软件的设计 (11)A/D转换软件的设计 (11)键盘部分 (13)总体电路流程图 (15)第5章系统调试 (18)仿真软件简介 (18)测试与调试 (18)总结 (21)参考文献 (22)附录1总体电路图 (23)附录2源程序 (24)附录3元器件明细表.................................. 错误!未定义书签。

摘要论文设计了一种水温控制器电路,该热水器控制系统可控25℃~45℃的温度,在不可控下温度能继续升高,并在最高温度时报警。

该系统采用单片机80C52进行温度的采集与控制。

主要由液晶屏显示模块,A/D转换模块,电源模块,键盘控制模块,水温采集模块,继电器模块,二分频模块,工作指示模块组成。

温度信号由热敏电阻采集,水温实时控制采用继电器控制电热丝进行水温加热与停止。

系统具备较高的测量精度和控制精度,并能灵敏监测完成温度控制。

关键词水温控制;温度控制;热敏电阻第1章绪论在现代社会中电子技术的发展越来越快,特别是随着大规模集成电路的产生,给人们的生活带来了根本性的变化。

因此,温度控制不仅应用在工厂生产方面,其作用也体现到了各个方面,随着人们生活质量的提高,酒店厂房及家庭生活中都会见到温度控制的影子,温度控制将更好的服务于社会而今,电器随着生产技术的发展和生活水平的提高越来越普及,一个简单又稳定的温度控制系统能更好的适应市场。

早期的温度控制器,由于体积大、操作复杂、抗干扰能力差,给工程现场的使用带来了很大不便。

随着单片机技术的不断发展,温度控制器正向单片集成化、智能化的方向迅速发展,国内外各厂家也设计了许多应用在各个领域的温控器。

毕业设计(论文)-变频器PID恒温控制系统设计

课题摘要本课题的设计是根据工业生产上和社会生活中需要恒温控制的要求,设计了一套基于PID变频调速恒温系统。

PID变频恒温系统由PID变频器、风机组、加热装置、温度传感器、信号采集转换电路等构成。

本系统的设计是采用变频器实现对三相鼓风机电机的转速进行变频调速,来改变对恒温箱的鼓风大小,利用温度传感器检测恒温箱的当前温度信号,恒温箱中温度发生变化,采集的信号就会发生相应的变化,在经过转换电路把所采集的信号转换成对应的PID输入控制的电流信号,从而控制变频器的输出电压和频率,进而改变鼓风机电机的转速来改变供气量,最终保持系统的温度恒定。

该变频恒温系统的设计成果可运用于许多实际的恒温控制系统中,并能够取得稳定可靠的运行效果和良好的节能效果。

关键词变频调速恒温供气 PID控制信号采集目次1 绪论 (1)1.1 恒温控制的意义 (1)1.2 变频恒温系统的国内外研究现状 (2)1.2.1 变频调速技术的国内外发展与现状 (2)1.2.2 变频恒温系统的研究与现状 (3)2 PID变频恒温系统的总体方案设计 (4)3 电机调速模块的分析 (6)3.1 三相异步电动机的调速原理 (6)3.1.1三相异步电动机调速简介 (6)3.1.2电动机的调速指标 (7)3.1.3 调速时的允许负载 (9)3.2离心风机调控方式的分析、选择 (9)3.3变频器的分析和选择 (12)3.3.1 变频器驱动负载特性的分析 (12)3.3.2 变频器容量的计算 (13)3.3.3变频器选择注意事项 (14)4 三菱变频器的简要介绍 (16)4.1 三菱变频器FR-E740简介 (16)4.2 三菱变频器FR-E740常规介绍 (17)4.2.1 主电路接线端 (17)4.2.2 控制电路接线端及端子功能介绍 (18)4.2.3 操作面板及其功能介绍 (21)5 温度信号处理模块的介绍 (23)5.1 温度采集转换电路的设计 (23)5.2 电压电流转换电路 (25)5.3 温度显示电路 (26)5.3.1 数字电压表电路原理 (26)5.3.2 ICL7107管脚排列 (27)6 PID功能简介及系统的设置与调试 (28)6.1 PID控制器的组成及作用 (29)6.2 PID基本构成及功能概述 (30)6.3 本系统设计的参数设置介绍 (32)6.4 PID恒温控制系统接线图 (34)6.5 系统的调试 (35)结论 (36)1致谢 (37)参考文献 (38)附录A Pt1000分度表 (39)21 绪论1.1 恒温控制的意义在工业上,随着国民经济的发展,温度控制是工业生产过程和社会生活中经常遇到的过程控制,人们需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行监测和控制。

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高精度长寿命大功率恒温器电气控制设计毕业论文目录第一章系统简介 (1)1.1ATmega8单片机简介 (1)1.1.1简单概述 (1)1.1.2主要特性 (1)1.1.3管脚说明 (2)1.2检测元件的比较及选择 (3)1.2.1热敏电阻 (3)1.2.2 AD590 (3)1.2.3 DS18B20 (4)1.3控制元件的比较及选择 (4)1.3.1固态继电器 (4)1.3.2交流接触器 (5)1.3.2晶闸管触发电路 (5)1.4系统的组成 (6)1.5温度控制的工艺要求 (7)1.5.1 全速升温段 (7)1.5.2 调温段(亦称保温段) (7)1.5.3 自然降温段 (7)第二章系统整体方案设计 (8)2.1确定系统任务 (8)2.2系统的组成及工作原理 (8)2.3电阻炉的数学模型及炉温控制曲线 (9)第三章硬件设计 (10)3.1主机电路的设计 (10)3.2电源电路的设计 (10)3.3温度检测电路的设计 (11)3.4显示电路的设计 (14)3.5 控制执行电路 (17)3.6键盘设置电路的设计 (19)3.7过限报警电路 (19)第四章软件设计 (20)4.1主程序的设计 (20)4.2 PID参数的计算 (20)第五章测试与调整 (23)5.1 主机电路的测试 (23)5.2 显示电路的测试 (23)5.3 温度检测电路的测试 (23)5.4 控制执行电路的测试 (23)5.5 硬件测试实物图 (24)5.6 PID参数的测试 (25)结束语 (28)致谢 (30)参考文献 (31)附录A:程序清单 (32)附录B:DS18B20驱动 (41)附录C:SMC1602A驱动 (44)第一章系统简介1.1ATmega8单片机简介1.1.1简单概述ATmega8是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。

由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间, ATmega8 的数据吞吐率高达1 MIPS/MHz,从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。

具体的引脚图如图1-1所示。

图1-1 ATmega8引脚图1.1.2主要特性●高性能、低功耗的 8 位AVR微处理器●先进的RISC 结构130 条指令–大多数指令执行时间为单个时钟周期32个8 位通用工作寄存器全静态工作工作于16 MHz 时性能高达16 MIPS只需两个时钟周期的硬件乘法器●非易失性程序和数据存储器8K 字节的系统可编程Flash,擦写寿命: 10,000 次具有独立锁定位的可选Boot 代码区,通过片上Boot 程序实现系统编程真正的同时读写512 字节的EEPROM,擦写寿命: 100,000 次1K字节的片SRAM可以对锁定位进行编程以实现用户程序的加密●外设特点两个具有独立预分频器8 位定时器/ 计数器, 其中之一有比较功能一个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16 位定时器/ 计数器具有独立振荡器的实时计数器RTC三通道PWMTQFP与MLF 封装的8 路ADC, 8 路10 位ADCPDIP封装的6 路ADC,8 路10 位ADC面向字节的两线接口两个可编程的串行USART可工作于主机/ 从机模式的SPI 串行接口具有独立片振荡器的可编程看门狗定时器片模拟比较器●特殊的处理器特点上电复位以及可编程的掉电检测片经过标定的RC 振荡器片/ 片外中断源5种睡眠模式: 空闲模式、ADC 噪声抑制模式、省电模式、掉电模式及Standby 模式●I/O 和封装23个可编程的I/O 口28引脚PDIP 封装,32 引脚TQFP 封装,32 引脚MLF 封装●工作电压2.7 - 5.5V (ATmega8L)4.5 -5.5V (ATmega8)●速度等级0 - 8 MHz (ATmega8L)0 - 16 MHz (ATmega8)● 4 Mhz 时功耗, 3V, 25°C工作模式: 3.6 mA空闲模式: 1.0 mA掉电模式: 0.5 μA1.1.3管脚说明VCC :数字电路的电源。

GND :地。

端口B(PB7..PB0):为8 位双向I/O 口,具有可编程的部上拉电阻。

其输出缓冲器具有对称的驱动特性,可以输出和吸收大电流。

作为输入使用时,若部上拉电阻使能,端口被外部电路拉低时将输出电流。

在复位过程中,即使系统时钟还未起振,端口B 处于高阻状态。

通过时钟选择熔丝位的设置, PB6 可作为反向振荡放大器或时钟操作电路的输入端。

通过时钟选择熔丝位的设置PB7 可作为反向振荡放大器的输出端。

若将片标定RC 振荡器作为芯片时钟源,且ASSR 寄存器的AS2 位设置,PB7..6 作为异步 T/C2 的输入端。

端口C:(PC5..PC0) 端口C 为7 位双向I/O 口,具有可编程的部上拉电阻。

其输出缓冲器具有对称的驱动特性,可以输出和吸收大电流。

作为输入使用时,若部上拉电阻使能,端口被外部电路拉低时将输出电流。

在复位过程中,即使系统时钟还未起振,端口C 处于高阻状态。

PC6/RESET :若RSTDISBL 熔丝位编程, PC6 作为I/O 引脚使用。

注意PC6 的电气特性与端口C 的其他引脚不同。

若RSTDISBL 熔丝位未编程,PC6 作为复位输入引脚。

持续时间超过最小门限时间的低电平将引起系统复位。

端口D(PD7..PD0):为8 位双向I/O 口,具有可编程的部上拉电阻。

其输出缓冲器具有对称的驱动特性,可以输出和吸收大电流。

作为输入使用时,若部上拉电阻使能,则端口被外部电路拉低时将输出电流。

在复位过程中,即使系统时钟还未起振,端口D 处于高阻状态。

RESET :复位输入引脚。

持续时间超过最小门限时间的低电平将引起系统复位。

AV CC:是A/D转换器、端口C (3..0) 及ADC (7..6) 的电源。

不使用ADC时,该引脚应直接与V CC连接。

使用ADC 时应通过一个低通滤波器与V CC连接。

AREF :A/D 的模拟基准输入引脚。

ADC7..6(TQFP 与MLF 封装):作为A/D转换器的模拟输入。

为模拟电源;作为10位ADC 通道。

1.2.1热敏电阻热敏体积小,价格便宜,易于通过接触测试固体温度。

但是对于测量液体温度表现吧佳。

再者,热敏电阻特性的非线性(或者说近似的分段线性)给单片机的多点恒温带来麻烦,要通过大量测试建立温度/电压(T/V)表格,才能实现。

1.2.2 AD590AD590具有精度高、价格低、不需辅助电源、线性好等特点。

在以往的试验中,用起来也颇为方便,但是AD590输出的是微安级的电流,接触水会显著地使输出非正常,测量便不准确。

用绝缘胶布包住导线,但是随着水温的升高,会不可避免的产生湿气且造成影响。

1.2.3 DS18B20DS18B20具有精度高,测量围大,不需要辅助电源等特点,且通过一个单线接口发送或接收信息,因此在中央微处理器和DS18B20之间仅需一条连接线(加上地线)。

并且用户可以自定义非易失性温度报警设置,所以DS18B20在温度控制,工业系统,消费品等许多热感测系统中有广泛应用。

综上所述,选择DS18B20作为温度传感器,DS18B20精度高,测量围大,不需要辅助电源,单线接口发送或接收信息等诸多特点,使其在工业应用中具有很大的优势。

1.3.1固态继电器固态继电器有三部分组成:输入电路,隔离(耦合)和输出电路。

安输入电压的不同类别,输入电路可分为直流输入电路,交流输入电路和交直流输入电路三种。

有些输入控制电路还具有与TTL/CMOS兼容,正负逻辑控制和反相等功能。

固态继电器的输入与输出电路的隔离和耦合方式有光电耦合和变压器耦合两种。

固态继电器的输出电路也可分为直流输出电路,交流输出电路和交直流输出电路等形式。

交流输出时,通常使用两个可控硅或一个双向可控硅,直流输出时可使用双极性器件或功率场效应管。

●优点(1)高寿命,高可靠:SSR没有机械零部件,有固体器件完成触点功能,由于没有运动的零部件,因此能在高冲击,振动的环境下工作,由于组成固态继电器的元器件的固有特性,决定了固态继电器的寿命长,可靠性高。

(2)灵敏度高,控制功率小,电磁兼容性好:固态继电器的输入电压围较宽,驱动功率低,可与大多数逻辑集成电路兼容不需加缓冲器或驱动器。

(3)快速转换:固态继电器因为采用固体其间,所以切换速度可从几毫秒至几微妙。

(4)电磁干扰小:固态继电器没有输入"线圈",没有触点燃弧和回跳,因而减少了电磁干扰。

大多数交流输出固态继电器是一个零电压开关,在零电压处导通,零电流处关断,减少了电流波形的突然中断,从而减少了开关瞬态效应。

●缺点(1)导通后的管压降大,可控硅或双相控硅的正向降压可达1~2V,大功率晶体管的饱和压浆液灾1~2V之间,一般功率场效应管的导通电祖也较机械触点的接触电阻大。

(2)半导体器件关断后仍可有数微安至数毫安的漏电流,因此不能实现理想的电隔离。

(3)由于管压降大,导通后的功耗和发热量也大,大功率固态继电器的体积远远大于同容量的电磁继电器,成本也较高。

(4)电子元器件的温度特性和电子线路的抗干扰能力较差,耐辐射能力也较差,如不采取有效措施,则工作可靠性低。

(5)固态继电器对过载有较大的敏感性,必须用快速熔断器或RC阻尼电路对其进行过在保护。

固态继电器的负载与环境温度明显有关,温度升高,负载能力将迅速下降。

1.3.2交流接触器交流接触器是广泛用作电力的开断和控制电路。

它利用主接点来开闭电路,用辅助接点来执行控制指令。

主接点一般只有常开接点,而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点,小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。

交流接触器的接点,由银钨合金制成,具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。

交流接触器主要有四部分组成:(1) 电磁系统,包括吸引线圈、动铁芯和静铁芯;(2)触头系统,包括三副主触头和两个常开、两个常闭辅助触头,它和动铁芯是连在一起互相联动的;(3)灭弧装置,一般容量较大的交流接触器都设有灭弧装置,以便迅速切断电弧,免于烧坏主触头;(4)绝缘外壳及附件,各种弹簧、传动机构、短路环、接线柱等。

交流接触器的工作原理:当线圈通电时,静铁芯产生电磁吸力,将动铁芯吸合,由于触头系统是与动铁芯联动的,因此动铁芯带动三条动触片同时运行,触点闭合,从而接通电源。

当线圈断电时,吸力消失, 动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离,使主触头断开,切断电源。

1.3.2晶闸管触发电路晶闸管有三个极,分别为阳极、阴极和控制极。

为了说明晶体闸管的工作原理,我们把晶闸管看成由PNP (T1)和NPN (T2)两个三极管组合而成,用图1-2表示电路模型来表示。

当阳-阴极之间加正向电压Vak (Ea )时,同时控制极-阴极间加正向电压Vgk (Eg )时,就产生控制极电流Ig (Ib2),经T2放大后,形成集电极电流Ic2=β2Ib2,这个电流又是T1的基极电流Ib1,即Ib1=Ic2,同样经T1放大,产生集电极电流Ic1=β1β2Ib2,此电流又作为T2的基极电流再行放大,如此循环往复,形成正反馈过程,从而使晶闸管完全导通。

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