北京工业大学电子工程设计--二阶实验报告
电子工程设计报告
题目:温度测量系统/闭环温度控制系统设计
专业:电子科学与技术
小组: 7
:学号:
袁彬 11023221
赖力 11023222
指导教师:高新
完成日期:2013.12.12
目录
一、摘要 (3)
二、设计任务与要求 (3)
(二)、设计要求 (4)
(三)单片机 (5)
(一)、电路工作原理及主要元件的功能 (5)
(二)、电路的调试 (9)
四数/模(D/A)转换电路 (10)
(一)、电路工作原理及主要元件功能 (10)
(二)、电路主要参数计算 (12)
(三)、电路调试 (12)
五、模/数(A/D)转换电路 (13)
(一)、ADC0804芯片介绍 (13)
(二)、电路主要参数计算 (14)
(三)、电路调试 (15)
六、电路显示与键盘控制电路 (16)
(一)、电路工作原理 (16)
(二).电路调试 (19)
七、温度测量 (22)
八、心得体会 (25)
九、附录 (26)
一、摘要
在上学期我们完成了温度控制系统的第一阶段,在这一阶段,我们完成了焊接包括电源板、驱动器和变送器在的一些工作。也为我们这次的第二阶段做好了准备。通过上学期的准备,我们对焊接电路已经基本上熟练掌握了,对一些电路的原理和设计也都达到了必要的要求,正是基于此我们目前已经完成了第二阶段的所有容。下面就主要介绍一下我们第二阶段的工作。
二、设计任务与要求
设计小型温度测量与控制系统 --- 典型电子系统
1.电路设计
⑴核心单元—单片机应用电路
⑵模拟量接口—A/D、D/A 电路
⑶人机交互单元—显示、键盘控制电路
2.程序设计
⑴控制模/数转换进行温度数据采集
⑵控制数/模转换改变控温元件工作状态,进行温度控制。
⑶控制键盘与显示器,进行控制温度设定和测量温度显示。
⑷将温度数据转换为显示温度数值的算法程序。
(5)控制温度精确、平稳变化的的算法程序。
3.系统联调
⑴电路系统联调,配合测试程序实现基本的测温、控温功能。
⑵程序联调,通过电路系统实现精确、平稳的温度控制
4.本学期关注的重点
⑴设计并实现了一个能够精确、稳定控制温度的系统。
⑵知道了一个典型的电子系统应该具备哪些主要功能
⑶知道了一个典型电子系统的设计实现过程和工作方法。
⑷知道如何设计测试方法、创造测试条件,对设计完成的电路模块或电
路系统进行测试,使电路或系统的功能、指标充分展现。
⑸设计组装的电路系统出现故障,能够根据电路或系统的工作原理、自
己掌握的专业知识以及积累的经验,快速确定故障围和故障原因。
⑹掌握电路的设计方法,通过设计、计算实现电路设计要求。(二)、设计要求
1.温度测量围:0°C ~ +100°C。
2.温度测量误差:不大于± 2°C
3.单片机:具有独立电路板结构。
片选信号:4个,
地址信号:4个,
数据总线:AD0~AD7,
I/O口线:P3口,P1口。
4.数/模(D/A)转换电路:具有独立电路板结构。
输入围:00H ~ 0FFH,
对应输出:-10V~+10V,
误差:1%,响应时间:< 1ms,
电源供电:+5V,±12V。
5.模/数(A/D)转换电路: 独立电路板结构
输入信号围: 0V~+5V
分辨率: 8bit
精度:1LSB
转换时间:< 1ms
6.显示与键盘控制电路:
4 位7 段数码显示,
前 3 位含小数点独立电路板安装结构
0 ~ 9数字输入键及若干功能设置按键控制
(三)单片机
(一)、电路工作原理及主要元件的功能
1,芯片的介绍和参数
MCS-51系列单片机性能优异,因此单片机芯片采用MCS-51系列中的89C51。
在单片机的40条引脚中有2条专用于主电源的引脚,2条外接晶体的引脚,4条控制或与其它电源复用的引脚,32条输入/输出(I/O)引脚。
下面按其引脚功能分为四部分叙述这40条引脚的功能。
1)主电源引脚VCC和VSS:
VCC——(40脚)接+5V电压;
VSS——(20脚)接地。
2)外接晶体引脚XTAL1和XTAL2:
XTAL1(19脚)接外部晶体的一个引脚。在单片机部,它是一个反相放大器的输入端,这个放大器构成了片振荡器。当采用外部振荡器时,对HMOS单片机,此引脚应接地;对CMOS单片机,此引脚作为驱动端。
XTAL2(18脚)接外晶体的另一端。在单片机部,接至上述振荡器的反相放大器的输出端。采用外部振荡器时,对HMOS单片机,该引脚接外部振荡器的信号,即把外部振荡器的信号直接接到部时钟发生器的输入端;对XHMOS,此引脚应悬浮。
3)控制或与其它电源复用引脚RST/VPD、ALE/PROG、PSEN和EA/VPP:
RST/VPD(9脚)当振荡器运行时,在此脚上出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。
ALE/PROG(30脚):当访问外部存贮器时,ALE(允许地址锁存)的输出用于锁存地址的低位字节。即使不访问外部存储器,ALE端仍以不变的频率周期性地出现正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此,它可用作对外输出的时钟,或用于定时目的。