1、“.....在控制精度要求不高的情况下,人们往往采用开环控制,这种控制方式结构简单,易于实现。但是在控制精度要求较高时,单纯地采用开环控制往往达不到满意的控制效果,所以此时必须采用闭环控制方式,常规采用模拟量的调节方式。尽管这种方法已经被人们广泛采用,但是由于控制对象的复杂及多样性,在有些情况下未能获得满意的控制精度。微型计算机,特别是单片微助计算机的应用,使各种工业控制都发生了巨大的变化,由于单片机成本低功能强抗干扰性能好,从而使计算机控制应用于工业生产及各种领域成为可能,单片机在温度控制中的应用更具有其他控制手段无法比拟的优越性。温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制,有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量,因而设计种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。根据温度变化慢,并且控制精度不易掌握的特点,本文设计了以单片机为检测控制中心的水温自动控制系统。温度控制采用改进的数字控制算法......”。
2、“.....该设计结构简单,控制算法新颖,控制精度高,有较强的通用性。所设计的控制系统有以下功能温度控制设定范围为,最小区分度为,标定温差,静态误差实现控制可以升温也可以降温实时显示当前温度值按键控制设置复位键功能转换键加键减键越限报警。第章硬件电路设计在温度控制中,经常采用是硬件电路主要有两大部分组成模拟部分和数字部分,对这两部分调节仪表进行调节,但都存在着许多缺点,用单片机进行温度控制使构成的系统灵活,可靠性高,并可用软件对传感器信号进行抗干拢滤波和非线性补偿处理,可大大提高控制质量和自动化水平总的来说本系统由四大模块组成,它们是输入模块单片机系统模块计算机显示与控制模块和输出控制模块。输入模块主要完成对温度信号的采集和转换工作,由温度传感器及其与单片机的接口部分组成。输出模块由可控硅和可控硅驱动器组成。芯片是种集成的带有光耦合的双向可控硅驱动电路。它内部集成了发光二极管双向可控和过零触发电路等器件......”。
3、“.....水温控制硬件原理图系统组成图从功能模块上来分有主机电路本系统以单片机为检测控制中心输入模块输出模块单片机系统计算机数据采集电路键盘显示电路温度检测电路光电隔离电路转换接口电路控制执行电路以及掉电保护电路。硬件结构框图如图所示。型单片单板机图温度控制系统原理硬件结构框图本系统的任务是对水的温度进行实时检测和控制,单片机定时对温度进行检测,通过温度传感器把温度值转换成微弱的电压信号,该电压经放大器放大后通过转换得到相应的数字量,再经数字滤波和查表程序得到当前的采样温度通过串行通讯送给计算机。将采样温度与设定温度进行比较,如果≠,则按照设计好的算法对偏差采样温度设定温度进行运算处理,得到个调节量。这里的调节量实际上对应着加热源打开或断开的时间。如果采样温度小于设定温度,则单片机的脚输出高电平,内部导通,双向可控硅控制端端出现同步触发脉冲,控制可控硅导通,接通加热器使温度升高温度升高到设定值时,单片机的脚自动输出低电平,内部截止......”。
4、“.....关闭加热器,如果采样温度大于设定温度,则单片机的脚输出高电平,接通冷却器或风扇使温度降低,直到两者的温度相同后,再让单片机的脚输出低电平,关闭冷却器或风扇,从而使系统的温度保持在所要求的温度值上,达到温度控制的目的。温度控制范围,控制精度主机电路的设计主机选用公司的系列单片机来实现,利用单片机软件编程灵活自由度大的特点,力求用软件完善各种控制算法和逻辑控制。本系统选用的芯片时钟可达,运算速度快,控制功能完善。其内部具有字节,而且内部含有的不需要外扩展存储器,可使系统整体结构更为简单实用。通道的硬件电路的设计就本系统来说,需要实时采集水温数据,然后经过转换为数字信号,送入单片机中的特定单元,然后部分送去显示另部分与设定值进行比较,通过算法得到控制量并经由单片机输出去控制电炉加热或风扇降温。数据采集电路的设计数据采集电路主要由,位电路。显示采用位共阳静态显示方式,显示内容有温度值的十位个位及小数点后位......”。
5、“.....从而节省了单片机端口资源,在口和的控制下通过来实现位静态显示。数字电路硬件部分见图。温度检测电路采用铂电阻温度传感器,设计成电桥放大电路,把温度的变化转换成铂电阻的变化,用电阻连成电桥,再把铂电阻的变化转换成电桥电压的变化,该电压经放大后送芯片进行模数转换,放大电路选用单运放构成差动放大器,放大倍数约倍左右,运放内设补偿,可承受大的差动输入电压且输入阻抗较高,具体电路如图所示转换接口电路型单片单板机扩展片模数转换芯片芯片,从而可实现路的输入,其口地址。的转换结束信号与的脚相连,所以通过查询脚是否为高电平便可知转换是否已经结束。可以读入转换好数字量,并将该数字量送到软件部分查表程序的参数入口,从而查出它所对应的温度值,即为采样温度值。光电隔离电路设计本系统采用单片机的线去控制加热或冷却器风扇的通或断,由于要经常地接通和断开,而这些被测控动作都要和强电联系在起,为避免强电控制电路可能对单片机系统产生严重的干扰......”。
6、“.....使输入与输出完全绝缘。具体电路如图所示,图中的为限流电阻,当的脚为高电平经非门为低电平时,光耦导通,经驱动器后就能驱动加热工作反之,当的脚为高电平时,光耦断开,因此不能驱动加热器工作。掉电保护电路的设计掉电保护电路是为防止系统因为意外掉电导致丢失数据而设计的。采用单片机构成掉电保护装置,对掉电流的检测电路,补偿电路均可采用原保护装置中的电路单元,运算处理单元主要由单片机,可编程并行接口转换器等组成,其原理图见图所示,其检测电路补偿电路部分略。此电路可实现电网对地电容电流的动态补偿及自动调整保护动作时间等功能。由检测电路测量的电网对地电容电流,经转换器转换为位数字量后,经并行接口的通道输入给单片机,由进行运算分析后发出调整补偿命令,由的通道输出,自动调整零序电抗器的电感值,从而调整补偿效果,达到动态最佳补偿。的通道高位为输入,低位为输出,其中为由检测电路输入的掉电流,在掉电时......”。
7、“.....不掉电时为低电平为横向选择性保护的状态输入。掉电时,若横向保护拒动或分支开关拒动,其输入为低电平,动作为高电平。据此,可判断横向选择性掉电保护装置是否动作可靠,从而自动调整纵向保护的动作时间。在纵向保护动作时,由输出高电平,使开关跳闸。时钟电路的设计该部分电路为计算机提供了个精确的时标,在该系统中靠计算加热及冷却脉冲数计时来调温,故时间的准确与否直接影响数据精度。本系统采用内部时钟方式用外接晶体和电容组成的并联谐振回路构成时钟电路,另外该时钟内置直流电源,所以是掉电可运行的,即无论系统掉电与否,都不会影响正常走时。通过内部定时器产生中断来实现计时的。工作在定时器工作方式,每产生次中断,利用软件将基准单元进行累加计数,当定时器产生次中断后就产生了秒信号,这时秒单元加,同理,可对分单元和时单元计时,从而产生秒分时的时间值,并通过连接在口口上的六位显示器进行显示,系统硬件框图如图所示......”。
8、“.....系统参数整定的好坏直接影响调节品质。利用温度控制曲线可以方便地实现参数的整定。曲线反映了系统对温度控制的状况。通过该曲线可以很方便地输入或修改参数参数参数和参数。表中上限正常和下限指示当前温度范围。当测得温度大于上限温度设定值理,表中上限指示灯闪烁,测得温度小于等于温度下限设定值时,下限指示灯闪烁反之,温度在上限温度和下限温度之间时正常指示灯亮,同时,当温度越上限或下限时,单片机硬件部分也会发出报警信号。本软件具备与硬件实时通讯,实时显示系统状态的特点。单片机系统的键盘对参数的任何修改,也会影响本软件的参数。另外通过本软件也可很方便对串行通讯波特率进行修改。系统的软件由三大模块组成主程序模块功能实现模块和运算控制模块。程序结构采用中断方式,其中,作为外部中断的中断源,定时器用作采样周期的定时中断,每隔秒种中断次。在中断服务程序中启动,读入采样数据,进行数字滤波,上下限报警处理,计算......”。
9、“.....启动定时器,返回主程序。脉冲的宽度由计数器溢出中断决定。在等待中断时,将本次采样数值转换成对应的温度值放入显示缓冲区,然后调用显示子程序从中断返回后,再从中断返回主程序并继续显示本次采样温度,等待下次中断。需要说明的是,系统控制程序逻辑采用两次中断嵌套方式来设计,中断嵌套在中断之中。主程序模块在主程序中首先给定算法的参数值,然后通过循环显示当前温度,并且设定键盘外部中断为最高优先级,以便能实时响应键盘处理软件设定定时器为秒定时,在无键盘响应时每隔秒响应次,以用来采集经过转换的温度信号设定定时器为嵌套在之中的定时中断,初值由算法子程序提供,以用来执行对电炉或风扇的控制。主程序流程图见图。图主程序流程图功能实现模块功能实现模块主要由转换子程序中断处理子程序键盘处理子程序显示子程序等部分组成。限于篇幅,只介绍中断处理子程序。中断子程序该中断是单片机内部定时中断,优先级设为最低,但却是最重要的子程序。在该中断响应中......”。
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