doc (基于单片机的温度控制系统的设计与研究)(最终版) ㊣ 精品文档 值得下载

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相同。


传统的控制方式以不能满足高精度,高速度的控制要求,如温度控制表温度接触器,其主要缺点是温度波动范围大,由于他主要通过控制接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的,受仪表本身误差和交流接触器的寿命限制,通断频率很低。


近几年来快速发展了多种先进的温度控制方式,如控制,模糊控制,神经网络及遗传算法控制等。


这些控制技术大大的提高了控制精度,不但使控制变得简便,而且使产品的质量更好,降低了产品的成本,提高了生产效率。


在传统的模拟信号远距离温度测量系统中,需要很好的解决引线误差补偿问题多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差问题等技术问题,才能够达到较高的测量精度。


另外般监控现场的电磁环境都非常恶劣,各种干扰信号较强,模拟温度信号容易受到干扰而产生测量误差,影响测量精度。


因此,在温度测量系统中,采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器是解决这些问题的最有效方案,新型数字温度传感器具有体积更小精度更高适用电压更宽采用线总线可组网等优点,在实际应用中取得了良好的测温效果。


新的线器件体积更小适用电压更宽更经济。


美国半导体公司的数字化温度传感器是世界上第片支持线总线接口的温度传感器,在其内部使用了在板专利技术。


全部传感元件及转换电路集成在形如只三极管的集成电路内。


线总线独特而且经济的特点,使用户可轻松地组建传感器网络,为测量系统的构建引入全新概念。


现在,新代的体积更小更经济更灵活。


使你可以充分发挥线总线的优点。


目前批量采购价格仅元左右。


线总线数字化温度传感器设计论文专用纸同样,也支持线总线接口,测量温度范围为在范围内,精度为。


的精度较差为,。


现场温度直接以线总线的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。


适合于恶劣环境的现场温度测量,如环境控制设备或过程控制测温类消费电子产品等。


与前代产品不同,新的产品支持的电压范围,使系统设计更灵活方便。


而且新代产品更便宜,体积更小。


的特性可以程序设定位的分辨率,精度为。


可选更小的封装方式,更宽的电压适用范围。


分辨率设定,及用户设定的报警温度存储在中,掉电后依然保存。


的性能是新代产品中最好的,性能价格比也非常出色,与软件兼容,是的简化版本。


省略了存储用户定义报警温度分辨率参数的,精度降低为适用于对性能要求不高,成本控制严格的应用,是经济型产品。


继线总线的早期产品后,开辟了温度传感器技术的新概念。


和使电压特性及封装有更多的选择,让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。


接口程序小结本章主要重点介绍了和软件,了解了单片机的基本概念和结构,且重点研究了单片机的原理内部结构和各端口的功能,对温度传感器的概念原理和温度转换都有了很深刻的认识和掌握,为系统的硬件设计做好了理论准备。


设计论文专用纸第四章串口电路设计接口串行通信概念串行通信是指通信的发送方和接收方之间数据信息的传输是在单根数据线上,以每次个二进制位移动。


串行通信分为异步通信和同步通信两种基本通信方式,而异步通信是比较常用的传送方式。


在异步通信中,数据是帧帧传送和接收的,每帧的数据格式由位起始位,位数据位,位奇偶校验位可省略和位停止位组成,在发送和接收端可以有各自的时钟来控制数据的发送和接收,这两个时钟源彼此独立。


互不同步,但必须与字符位数的波特率保持致。


串行接口标准目前是机与通信工业中应用最广泛的种串行接口。


被定义为种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。


采取不平衡传输方式,即所谓单端通讯。


是由美国电子工业协会在年颁布的种串行物理接口标准。


是英文推荐标准的缩写,为标识号,表示修改次数。


总线标准设有条信号线,包括个主通道和个辅助通道。


在多数情况下主要使用主通道,对于般双工通信,仅需几条信号线就可实现,如条发送线条接收线及条地线。


标准规定的数据传输速率为每秒波特。


标准接口是单片机系统中常用的种串行总线之。


与比较,是全双工的,采用半双工工作方式,任何时候只能有点处于发送状态,因此,发送电路须由使能信号加以控制。


其性能如下图所示设计论文专用纸表与性能比较接口操作方式单端差动方式最大距离最大速率最大驱动器数目最大接收器数目接口标准的特点采用负逻辑,即,逻辑为,逻辑为。


采用全双工方式缺点接口的信号电平值较高,易损坏接口电路的芯片,又因为与电平不兼容故需使用电平转换电路方能与电路连接。


传输速率较低,在异步传输时,波特率为因此在南方的老树开发板中,综合程序波特率只能采用,也是这个原因。


接口使用根信号线和根信号返回线而构成共地的传输形式,这种共地传输容易产生共模干扰,所以抗噪声干扰性弱。


传输距离有限,最大传输距离标准值为英尺,实际上也只能用在米左右。


芯片由于单片机的串口使用的是电平,和电平不同,因此,单片机和通信时需要进行电平转换,通常采用的转换电平,由于公司生产的包含两路驱动器和接收器的转换芯片,芯片内部有个电压转换器,可以把输设计论文专用纸入的电压转换为接口所需的电压,适用于没有的单电源系统。


其内部结构连接电路如图所示。


电气特性对电器特性逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。


在和上逻辑逻辑在和等控制线上信号有效接通,状态,正电压信号无效断开,状态,负电压以上规定说明了标准对逻辑电平的定义。


对于数据信息码逻辑传号的电平低于,逻辑空号的电平高于对于控制信号接通状态即信号有效的电平高于,断开状态即信号无效的电平低于,也就是当传输电平的绝对值大于时,电路可以有效地检查出来,介于之间的电压无意义,低于或高于的电压也认为无意义,因此,实际工作时,应保证电平在之间。


与转换是用正负电压来表示逻辑状态,与以高低电平表示逻辑状态的规定不同。


图芯片内部结构图可以用作单片机与单片机之问单片机与机之间进行符合串行标准的接口电路,具有驱动能力,不需要外加驱动电路,因此只要将串行通信设备的发送接收端与之相应的管脚连接即可。


机串口的通过的设计论文专用纸接的脚作为发射部分,而单片机的脚通过的接机串口的作为接收部分,从而构成个完整的串口通信通路,通过机上的串口调试软件和写入单片机内的串口发送接收汇编程序,就可以完成对此遥控系统串口功能的调试。


电路图如下图通行电路原理图上位机与下位机通信的设计引言由于单片机具有体积小价格低廉可应用于恶劣工业环境的特点,在分布式控制系统中大多采用单片机作为下位机来进行数据采集和现场控制。


在这些应用中,单片机只是直接面向被控对象底层。


而对采集到的数据进行进步分析和处理的工作是由功能强大的主控机来完成的。


因此,机和单片机之间就有着大量的数据交换。


在使用单片机控制烤房上中下三处的温度过程中,由于整个系统相对简单,故用单片机进行温度的程序控制,即以单片机作为上位机作为,机为下位机,二者是主从关系。


设计论文专用纸由单片机完成数据的采集及对装置的控制,通过数据通信,从而使命令传递到以机为主的下位机上进行人机监控。


机与单片机通信的硬件设计通常机和单片机之间的通信是通过串行总线实现的。


因此采用以为核心的通信接口电路。


该接口电路适用于由台机与多个单片机串行通信的设计,其原理和方法同样适用于机与其它单片机之间的串行数据通信。


其原理框图见图所示键盘单片机机主从关系图单片机与机通信原理框图该框图中,起着重要作用的是通信接口电路。


它是上位机和下位机之间信息传递的枢纽,切数据的传输必需由它完成,上位机直接利用它的串行口,为此,采用了串行通信来接收或上传数据和指令。


但信号的电平和单片机串口信号的电平不致,必须进行二者之间的电平转换。


在此电路中,采用实现逻辑电平和电平之间的相互转换。


由单的电源供电,只需配接个高精度的钽电容即可完成电平转换。


因此,避免了用和时必需两路电源的麻烦。


转换后的串行信号直接与机的串行口连接。


如此设计论文专用纸设计,既可发挥出机强大的计算和显示功能,又可以体现出单片机灵活的控制功能,有利于对现场信号的实时采集处理和监控。


单片机有个全双工的串行通讯口,所以单片机和电脑之间可以方便地进行串口通讯。


进行串行通讯时要满足定的条件,比如电脑的串口是电平的,而单片机的串口是电平的,两者之间必须有个电平转换电路,我们采用了专用芯片进行转换,虽然也可以用几个三极管进行模拟转换,但是还是用专用芯片更简单可靠。


我们采用了三线制连接串口,也就是说和电脑的针串口只连接其中的根线第脚的第脚的第脚的。


这是最简单的连接方法,但是对我们来说已经足够使用了,电路如下图所示,的第脚和单片机的脚连接,第脚和单片机的脚连接,第脚和单片机的脚连接。


图串行通信串口通讯的硬件电路如上图所示,我们可以采用以下方法来判断串口是否存在硬件问题,将的第脚接地,测量下串口的第脚和第脚之间是否输出左右的直流电压将的第脚接正,测量下串口的第脚和第脚之间是否输出左右的直流电压这样可以判断是否完好和串口线的排线压接处是否有接触不良。


设计论文专用纸上位机与下位机通讯是个应用性广,适用性强的基础设计,还可以应用在变频器上。


要真正做好个具有良好人机界面及交互性,使上位机和下位机能正常高效的通讯,需要设计人员具有很强的和单片机汇编语言的驾驭能力。


软件设计程序结构设计根据以上具体要求,本系统用单片机作为控制单元,智能作为传感器,完成了装置的设计,其系统结构框图可表示为系统采用单闭环形式,其基本控制原理为将温度设定值即输入控制量和温度反馈值同时送入控制电路部分,然后经过调节器运算得到输出控制量,输出控制量控制驱动电路得到控制电压施加到被控对象上,烤房因此达到定的温度。


图控制电路的设计程序流程图设计主程序结构采用循环方式,采用定时器中断处理程序控制电动执行器启动或停止。


主程序进行系统初始化,包括定时器和中断系统的初始化。


循环中进行以下操作拨盘设定值检测温度

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