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电加热炉温度控制系统设计.doc

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电加热炉温度控制系统设计1电加热炉温度控制系统设计1.设计的意义:在现实生活当中,很多场合需要对温度进行智能控制,日常生活中最常见的要算空调和冰箱了,他们都能根据环境实时情况,结合人为的设定,对温度进行智能控制。工业生产中的电加热炉温度监控系统和培养基的温度监控系统都是计算机控制系统的典型应用。2.方案的设计:要求利用所学过的知识设计一个温度控制系统,加热炉温度检测,到设定温度后,进行保温控制. 要想达到技术要求的内容,用到的器件有:单片机、温度传感器、LCD 显示屏、直流电动机等。其中单片机用作主控制器,控制其他器件的工作和处理数据;温度传感器用来检测环境中的实时温度,并将检测值送到单片机中进行数值对比;LCD 显示屏用来显示温度、时间的数字值;直流电动机用来表示电加热炉的工作情况,转动表示电加热炉通电加热,停止转动表示电加热炉断电停止加热。原理图如下图 1:图 1 电加热炉温度控制系统原理图22.1 硬件选择:1.单片机这里选用 AT89C52 单片机作为控制系统的处理器。A T89C52 是 一 种 带 4K字 节 闪 存 可 编 程 可 擦 除 只 读 存 储 器 的 低 电 压 、 高 性 能 CMOS 8 位 微 处 理 器 。2.温度传感器温 度 传 感 器 有 很 多 种 型 号 , 这 里 我 选 用 DS18B20 温 度 传 感 器 。 数字温度传感器 DS18B20 具有独特的单总线接口方式,支持多节点,使分布式温度传感器设计大为简化。测温时无需任何外围原件,可以通过数据线直接供电,具有超低功耗工作方式。测温范围为-55 到+125 摄氏度,可直接将温度转换值以16 位二进制数字码的方式串行输出,因此特别适合单线多点温度测量系统。由于传输的是串行数据,可以不需要放大器和 A/D 转换器,因而这种测温方式大大提高了各种温度测控系统的可靠性,降低了成本,缩小了体积。3. 开 关 器 件由 于 单 片 机 与 电 动 机 之 间 需 要 用 开 关 器 件 连 接 , 并 且 前 者 用 弱 电 控 制 , 后 者由 强 电 控 制 , 这 就 尤 其 需 要 注 意 安 全 问 题 。 于 是 我 想 到 了 在 课 本 中 学 过 的 高性 能 安 全 开 关 器 件 光 电 耦 合 器 。 光 电 耦 合 器 是 由 一 个 发 光 器 件 和 和 一 个 光 电转 换 器 件 组 成 , 这 里 所 用 的 光 电 耦 合 器 OPTOCOUPLER-NPN 是 由 一 个 发 光 二极 管 和 一 个 光 敏 晶 体 管 所 组 成 。 当 发 光 二 极 管 发 光 , 就 会 使 得 光 敏 晶 体 管 导通 , 继 电 器 通 电 动 作 , 将 开 关 吸 合 , 电 动 机 回 路 断 开 。2.2 电路设计方法:1. 显 示 部 分 电 路显 示 电 路 截 图 如 下 图 所 示 :V/W67G图 2 显 示 部 分 电 路 图3这 里 我 选 用 LCD1602 液 晶 显 示 屏 作 为 系 统 的 显 示 器 件 , 如 图 所 示 ,LCD1602 采 用 标 准 的 16 脚 接 口 , 仿 真 时 隐 藏 了 背 光 正 极 和 背 光 负 极 两 个 引脚 。 它 通 过 D0-D78 位 数 据 端 来 与 单 片 机 进 行 数 据 和 指 令 传 输 , 这 里 我 们 将它 与 单 片 机 的 P0 口 连 接 。在 显 示 屏 上 显 示 的 内 容 包 括 设 定 的 温 度 值 SET、 传 感 器 检 测 到 的 环 境 温度 SA 以 及 时 钟 , 这 个 时 钟 是 可 以 调 整 的 , 这 样 方 便 工 作 人 员 在 对 系 统 进 行操 作 时 有 一 个 时 间 概 念 。2. 温 度 检 测 电 路温 度 传 感 器 与 单 片 机 的 连 接 情 况 如 下 图 所 示 。VI/OGNBKR图 3 温 度 检 测 电 路 图温 度 传 感 器 18B20 将 检 测 到 的 环 境 实 时 温 度 进 行 A/D 转 换 和 放 大 , 然后 串 行 送 入 单 片 机 P1.7 口 , 便 于 单 片 机 将 此 数 值 与 设 定 的 温 度 值 进 行 比 较 ,然 后 先 做 出 相 应 反 应 。 在 仿 真 时 , 我 们 只 能 通 过 按 18B20 上 的 加 减 按 钮 来调 节 实 时 温 度 , 是 一 个 模 拟 的 过 程 。3. 键 盘 电 路键 盘 电 路 如 下 图 所 示 。4图 3 键 盘 电 路 图这 里 减 排 设 计 得 比 较 简 单 , S0 键 是 切 换 调 整 对 象 的 , 调
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