基于單片機(jī)應(yīng)用的溫度控制器設(shè)計(jì)答辯ppt

基于單片機(jī)應(yīng)用的溫度控制器指導(dǎo)老師：顧振飛答辯人：王凱翔專(zhuān)業(yè)班級(jí)：11014P南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院目錄概述

溫度控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)束語(yǔ)致謝概述隨著社會(huì)的進(jìn)步和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視溫度對(duì)產(chǎn)品的影響，許多產(chǎn)品對(duì)溫度范圍要求嚴(yán)格，目前市場(chǎng)上普遍存在的問(wèn)題有溫度信息傳遞不及時(shí)、精度不夠的缺點(diǎn)，不利于工業(yè)控制者根據(jù)溫度變化及時(shí)做出決定。在這樣的形式下，開(kāi)發(fā)一種實(shí)時(shí)性高、精度高的溫度采集系統(tǒng)就很有必要。本文敘述了用STC12C5A60S2單片機(jī)作為控制器，用NTC熱敏電阻制作的溫度傳感器實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量，該方案根據(jù)熱敏電阻隨溫度變化而變化的特性，采用串聯(lián)分壓電路單片機(jī)采集熱敏電阻的電壓，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換將模擬量電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量電壓信號(hào)，同時(shí)用PID算法計(jì)算出PWM占空比來(lái)控制加熱時(shí)間。經(jīng)過(guò)查表轉(zhuǎn)換得到溫度值，控制數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示溫度值并用LED燈報(bào)警。

溫度控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)如上圖所示將采集的溫度T轉(zhuǎn)換為Rt,根據(jù)電路圖進(jìn)行分壓得到電壓信號(hào)U，此時(shí)通過(guò)AD采集轉(zhuǎn)換輸送到MCU單片機(jī)，再進(jìn)行反饋回去通過(guò)對(duì)半查表法得到溫度T，在數(shù)碼管上實(shí)時(shí)顯示溫度值。本次實(shí)驗(yàn)的被測(cè)溫度原件為NTC熱敏電阻，我們知道熱敏電阻是隨著溫度變化電阻從而變化的，所以我們只需要對(duì)電阻進(jìn)行檢測(cè)就能反映出溫度變化了。由于單片機(jī)不能直接識(shí)別非電量，所以又要將電阻轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)才能被AD轉(zhuǎn)換器采集,采集的信號(hào)就能發(fā)送給單片機(jī)處理了。通過(guò)用PID算法，PWM（脈沖寬度控制）和對(duì)半查表法就能實(shí)現(xiàn)溫度的控制及上下限報(bào)警，并將溫度值顯示在數(shù)碼管上。下圖為溫度控制模塊。

將電阻信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)公式：U=5×Rt/(10K+Rt)，三極管起放大作用。那么怎么根據(jù)電壓信號(hào)反饋回去檢測(cè)溫度呢？公式Rt=10(5-u)/u，當(dāng)算出電阻值后，就能根據(jù)溫度特性表對(duì)半查表法檢測(cè)溫度。硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)STC12C5A60S2單片機(jī)最小系統(tǒng)由STC12C5A60S2單片機(jī)及其時(shí)鐘和復(fù)位電路組成，是整個(gè)控制部分的核心。該單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8-12倍，提供Flash程序存儲(chǔ)器60kByte，1kByte的EEPROM，片上集成1280ByteRAM。工作電壓3.5-5.5V，內(nèi)部集成MAX810專(zhuān)用復(fù)位電路，擁有4個(gè)定時(shí)器，2個(gè)串口，2路PWM，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換，ISP/IAP，內(nèi)置看門(mén)狗電路，外部掉電檢測(cè)電路等。STC12C5A60S2的最小系統(tǒng)包括復(fù)位電路和時(shí)鐘電路，復(fù)位電路有上電復(fù)位、按鍵復(fù)位、看門(mén)狗等復(fù)位方式，本設(shè)計(jì)采用按鍵復(fù)位方式。在單片機(jī)的X1、X2引腳之間加上11.0592MHZ的晶振，并通過(guò)20pF左右的電容接地為單片機(jī)提供工作時(shí)鐘。其最小系統(tǒng)如圖下圖所示。STC12C5A60S2單片機(jī)按鍵有矩陣鍵盤(pán)和獨(dú)立式鍵盤(pán)兩種形式。由于本設(shè)計(jì)中所需要的按鍵并不多，所以采用獨(dú)立鍵盤(pán)就能夠滿(mǎn)足本次設(shè)計(jì)所需，而且節(jié)約硬件電路、操作方便。根據(jù)選用原則：以最少的按鍵，實(shí)現(xiàn)盡可能多的功能。該系統(tǒng)有7個(gè)顯示畫(huà)面，畫(huà)面的切換需要按鍵完成，并且系統(tǒng)需要設(shè)定溫度值，因此根據(jù)所需功能和要求，該系統(tǒng)采用的是4個(gè)獨(dú)立式按鍵，分別為MODE鍵、UP鍵、DN鍵和ENT鍵。MODE鍵功能為界面切換，ENT鍵為實(shí)時(shí)顯示鍵，UP鍵起數(shù)字加作用，DN起數(shù)字減功能。MODE鍵與單片機(jī)P20口相接，UP鍵與單片機(jī)P21口相接，DN鍵與單片機(jī)P22口相接，ENT鍵與單片機(jī)P32口相接，最終完成數(shù)碼管顯示畫(huà)面切換和溫度值設(shè)定功能。電路如下圖所示。

按鍵模塊顯示電路采用的是SM42036顯示器，該顯示器顯示的內(nèi)容主要是溫度設(shè)定值和測(cè)量值，并設(shè)計(jì)為7個(gè)界面的顯示，界面切換由按鍵完成。顯示電路圖如下圖所示