恒温箱温度控制系统设计.pdf
温箱温度控制系统设计
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恒温箱工作在70℃-80℃,精度℃,有越线报警;具有断电保护,报警等功能;
二·原理框图
存储器
被控对象传感器变送器A/DCPUD/A
键显
盘示
执行器变送器
三.总体方案
本次设计的以“AT89C52单片机”为核心,模数转换器和LED数码管为主的硬件电路;
用C语言编写程序为软件;做成一个自动控制的恒温箱;其主要功能是通过数字温度传感
器DS18B20实时测量箱内的温度,并及时的显示;并通过报警功能实时监控恒温箱的工作
状态,同时采用后备电源实现断电保护功能;
四·系统器件分析
1、温度传感器
本实验采用数字温度传感器DS18B20,与传统的热敏电阻相比,他能够直接读出被测
温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式;可以分别在
和750ms内完成9位和12位的数字量,并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的
信息仅需要一根口线单线接口读写,温度变换功率来源于数据总线,总线本身也可以
向所挂接的DS18B20供电,而无需额外电源;因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单,
可靠性更高,成本更低;测量温度范围为~55℃~+125℃;C,在一10℃~+85℃;C范围内,
精度为±℃;DS1822的精度较差为±2℃;现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,
大大提高了系统的抗干扰性;
2.单片机
本次设计选择AT89C52作为单片机,AT89C52是美国的ATMEL公司生产的CMOS8位单
片机有着低电压,高性能的特性,片内含有8kbytes的可反复擦写
的只读程序存储器Flash和256bytes的随机存取数据存储器,器件采用的是ATMEL公
司的高密度、非易失性存储的技术生产,还兼容标准MCS-51系统指令,片内置通用Flash
存储单元和8位中央处理器
3.报警
报警功能由蜂鸣器实现,当由于意外因素导致电阻炉温度高于设置温度时,单片机驱
动蜂鸣器鸣叫报警;报警上限温度值为预置温度+5℃,即当前温度上升到高于预置温度
,并停止加热;报警下限温度值设为预置温度-5℃,即当前温度下降到低于预
置温度-5℃,且报警允许时报警,这是为了防止开始从较低温度加温时误报警;报警的同时
也关闭电电炉;
4.断电保护
温箱断电后将由后备电源继续提供电源,达到保护器件的目的;
D转换器
ICL7135是美国的Intersil公司是较流行的双积分A/D转换器,其具有4位半的精
度相当于14位A/D的转换器,自动校零,自动极性输出,单基准电压,动态字位扫描BCD
码输出;ICL7135具有精度高相当于14位双积分型A/D转换,价格低的优点.其转换速度
与时钟频率相关;所以选择ICL7135为这次设计的A/D转换器;
五.硬件原理框图
存储器
温度显示单片机A/D转换器变送器传感器恒温
系统
键盘
可控硅触发电路电炉
声音报警
后备电
六·控制算法
PID调节是连续系统中技术最成熟的、应用最广泛的一种控制算方法;它结构灵活,
不仅可以用常规的PID调节,而且可以根据系统的要求,采用各种PID的变型,如PI、PD
控制及改进的PID控制等;它具有许多特点,如不需要求出数学模型、控制效果好等,特别
是在微机