可编程温控测试仪研制硬件设计(附件)
本次课题是以单片机为核心的设计出的温控系统，本课题重点是如何把单片机技术、温控技术这两者完美的结合,同时还要看到这两门技术各自的发展趋势,在设计的过程当中力求用到各自的新技术。具体研究内容如下首先介绍了单片机目前在市面上的应用状况以及研究发展趋势，通过课题的研究重点以及课题的研究背景系统的讲述了本次课题的设计意义。本次课题主要是系统的硬件设计，制作出温度控制结构框图，根据所需要的系统硬件部分，设计出系统的原理框图。将整个系统分成输入模块、通信模块、控制模块、人机接口模块和输出模块这五大模块，针对每个模块进行精准的操作。本设计实现的任务是单片机对温度进行检测，经A/D转换芯片得到相应的数字量，送到计算机进行PID运算调节，得到恒定的温度值。因为要实现两种工作方式（即内给定和外给定），因而还涉及到与计算机通讯方面的设计。对系统的软件部分进行简单的概述，对系统的硬件部分进行调试，进行脱机检查和联机调试，得出了相关的检查和调试结果，根据调试现象证明了系统可以没有错误的运行，最后通过软硬件的联合调试，最终基本实现本次设计课题的所要实现的目的，得出了设计系统的正确性关键词 单片机，硬件调试，温控，A/D转换
目 录
1 绪论 1
1.1引言 1
1.2 课题研究背景 1
1.3课题研究重点 2
2 系统的硬件设计 3
2.1温度测控系统总体结构简介 3
2.2输入方面的方案 3
2.2.1温度检测及放大电路模块设计 4
2.2.2 A/D转换模块设计 5
2.3控制模块的设计 7
2.3.1 SCM控制模块 7
2.3.2继电器控制模块 9
2.4通信模块的设计 10
2.5人机接口模块的设计 11
2.5.1键盘模块设计 11
2.5.2 LED显示器模块设计 13
2.6电源模块的设计 15
3软硬件的调试 15
3.1软件调试描述 15
3.2硬件系统调试 16
3.2.1离线检验 16
3.1.2联机调试 16
结 论 19
致 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
谢 20
参 考 文 献 21
1 绪论
1.1引言
自从单片机诞生以来,单片机已普遍使用于消费进程控制、主动检测、数据收集与处置、高科技的计算、企业治理和工作自动化等范围。它含有小巧的体积、质量轻，耗费能量少、造价成本低、实用准确性高、生动性好等优势,在gps定向、交通工具智能化的应用、交通信号灯管理和燃气热水器的特殊管控中也有着普遍的实用性。跟着单片机的快捷的开展,它快速应用到大量的科研项目。单片机技术在众多方面范围的运用慢慢的普遍,全球涌现出的集成电路制造商研发并投入市场众多性能优异的单片机。厂家生产出的单片机种类很多，在生活中得到很大的运用，凭借着技术上的优势、运用过程中很少出现问题和生产成品便宜,很快就推广到市场市场，得到大家的一致认可，成为在中国在单片机的运用范围的主力军。现在,在MCS51系列单片机的研制里面用到的硬件频繁出现,众多研发系统和软件也频繁得到良好的改善，用途十分广泛。系统使用PID管制计算方法完成温度掌控。系统准确度提升到0.5 C,准确度和可靠性。使用单循环控制作为样本，系统很容易被转换为一个大型的多环控制。
该项设计的工作是经过单片机测量温度，使用A / D转换芯片收集正确的号码，然后发送到计算机开始PID调整。得到恒定的温度值。因为要完成两种任务模式,所以还接触到与计算机通信项目的设计。
1.2 课题研究背景
温控仪表方面得到快捷的开展,让其拥有了各种自动控制性能,从各种温控仪表的前景观测,智能化设计的温控仪表的未来很让人乐观。它重点显露在它的智能性。其运用理论相对来说还是类似智能化并而简单易懂的,其使用了一块智能化的芯片，它使用一个智能化的集成线路块,然后添加一个外部信号输入和输出函数集成检测。,其运用理论就如同计算机一样，通过集成电路来是实现数据的甄别正确做出指令，就像我们平时使用的手机一样，因为中央处理器的缘故可以使用各种软件。通过一系列的输入出处控制之类的模块，以单片机为主体，最终实现数据信号的处理。
智能温度测控是九几年面向世界的。现在,全球已经研制了各类智能化温控的成品,如医学方面、动植物养殖方面的温度控制等。智能温控仪器含有温度传感器、A/D转换器、信号处理器、寄存器和接口电路。
2000年之后,智能温控测试仪器朝着高效准确度、功能全面、总线标准化、高稳定性和注重安全的目标展开,研制出了虚构的温控测试仪和互联网温控测试安装装置,研制出了温度控制系统。
1.3课题研究重点
此设计任务的关键是怎么将单片机方面的技术、温度控制方面的技术集成到一起，放眼未来认真研究两项技术的发展前景,通过开发的行动过程，完美契合的使用研发的新技术,根本上让效率、精确方面和稳固安定性上统统符合布置的要点;本人做得是可编程温控的硬件实际，所以我必须设计好硬件模块最终画出硬件原理图，最后还要软硬件结合时能够正常运行。
2 系统的硬件设计
2.1温度测控系统总体结构简介
本系统运用到比例、积分、微分的算法完成温度的智能化管控。系统精度可达0.5℃,准确度和可靠性性良好。温度控制结构为五方面分别是控制器、驱动器、执行器、控制对象、温度检测及变换电路
/
图2.1 温度控制结构框图
该系统硬件主要模块为灯光报警模块、MCS51单片机模块等，且用到单回路控制系统
/
图2.2 系统框图
上述系统框图的流程就是，通过计算机输入由温度采集模块收集的温度数值信号，然后由模数转换器将温度采集模块采集的数值信号更换后输入到单片机控制模块，再由单片机控制模块比较得到的温度与设置的温度对比，如果高与给定值就果断切断电源，避免温度上升破坏设备，如果温度没有达到，则继续升温，数码管模块负责显示实时数值。
2.2输入方面的方案
2.2.1温度检测及放大电路模块设计
1、温度采集模块主要使用到AD590传感器，并且以51单片机控制模块为主。主要研究内容如下:1。AD590的温度范围为150℃以下。
2,查询AD590的电压电源范围,电源电压在4V~6V界限内改变,电流变化1（A），根据查询AD590能接受的正反向电压,所以设备反向连接没可能被损伤。
3，高准确度
图2.3是电平转换模拟电路的成果。检测的温度是0~100℃,更改电压界限为1~3.5V之间,此电压界限中,能够确保检测准确度,缩小误差。
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目 录
1 绪论 1
1.1引言 1
1.2 课题研究背景 1
1.3课题研究重点 2
2 系统的硬件设计 3
2.1温度测控系统总体结构简介 3
2.2输入方面的方案 3
2.2.1温度检测及放大电路模块设计 4
2.2.2 A/D转换模块设计 5
2.3控制模块的设计 7
2.3.1 SCM控制模块 7
2.3.2继电器控制模块 9
2.4通信模块的设计 10
2.5人机接口模块的设计 11
2.5.1键盘模块设计 11
2.5.2 LED显示器模块设计 13
2.6电源模块的设计 15
3软硬件的调试 15
3.1软件调试描述 15
3.2硬件系统调试 16
3.2.1离线检验 16
3.1.2联机调试 16
结 论 19
致 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
谢 20
参 考 文 献 21
1 绪论
1.1引言
自从单片机诞生以来,单片机已普遍使用于消费进程控制、主动检测、数据收集与处置、高科技的计算、企业治理和工作自动化等范围。它含有小巧的体积、质量轻，耗费能量少、造价成本低、实用准确性高、生动性好等优势,在gps定向、交通工具智能化的应用、交通信号灯管理和燃气热水器的特殊管控中也有着普遍的实用性。跟着单片机的快捷的开展,它快速应用到大量的科研项目。单片机技术在众多方面范围的运用慢慢的普遍,全球涌现出的集成电路制造商研发并投入市场众多性能优异的单片机。厂家生产出的单片机种类很多，在生活中得到很大的运用，凭借着技术上的优势、运用过程中很少出现问题和生产成品便宜,很快就推广到市场市场，得到大家的一致认可，成为在中国在单片机的运用范围的主力军。现在,在MCS51系列单片机的研制里面用到的硬件频繁出现,众多研发系统和软件也频繁得到良好的改善，用途十分广泛。系统使用PID管制计算方法完成温度掌控。系统准确度提升到0.5 C,准确度和可靠性。使用单循环控制作为样本，系统很容易被转换为一个大型的多环控制。
该项设计的工作是经过单片机测量温度，使用A / D转换芯片收集正确的号码，然后发送到计算机开始PID调整。得到恒定的温度值。因为要完成两种任务模式,所以还接触到与计算机通信项目的设计。
1.2 课题研究背景
温控仪表方面得到快捷的开展,让其拥有了各种自动控制性能,从各种温控仪表的前景观测,智能化设计的温控仪表的未来很让人乐观。它重点显露在它的智能性。其运用理论相对来说还是类似智能化并而简单易懂的,其使用了一块智能化的芯片，它使用一个智能化的集成线路块,然后添加一个外部信号输入和输出函数集成检测。,其运用理论就如同计算机一样，通过集成电路来是实现数据的甄别正确做出指令，就像我们平时使用的手机一样，因为中央处理器的缘故可以使用各种软件。通过一系列的输入出处控制之类的模块，以单片机为主体，最终实现数据信号的处理。
智能温度测控是九几年面向世界的。现在,全球已经研制了各类智能化温控的成品,如医学方面、动植物养殖方面的温度控制等。智能温控仪器含有温度传感器、A/D转换器、信号处理器、寄存器和接口电路。
2000年之后,智能温控测试仪器朝着高效准确度、功能全面、总线标准化、高稳定性和注重安全的目标展开,研制出了虚构的温控测试仪和互联网温控测试安装装置,研制出了温度控制系统。
1.3课题研究重点
此设计任务的关键是怎么将单片机方面的技术、温度控制方面的技术集成到一起，放眼未来认真研究两项技术的发展前景,通过开发的行动过程，完美契合的使用研发的新技术,根本上让效率、精确方面和稳固安定性上统统符合布置的要点;本人做得是可编程温控的硬件实际，所以我必须设计好硬件模块最终画出硬件原理图，最后还要软硬件结合时能够正常运行。
2 系统的硬件设计
2.1温度测控系统总体结构简介
本系统运用到比例、积分、微分的算法完成温度的智能化管控。系统精度可达0.5℃,准确度和可靠性性良好。温度控制结构为五方面分别是控制器、驱动器、执行器、控制对象、温度检测及变换电路
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图2.1 温度控制结构框图
该系统硬件主要模块为灯光报警模块、MCS51单片机模块等，且用到单回路控制系统
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图2.2 系统框图
上述系统框图的流程就是，通过计算机输入由温度采集模块收集的温度数值信号，然后由模数转换器将温度采集模块采集的数值信号更换后输入到单片机控制模块，再由单片机控制模块比较得到的温度与设置的温度对比，如果高与给定值就果断切断电源，避免温度上升破坏设备，如果温度没有达到，则继续升温，数码管模块负责显示实时数值。
2.2输入方面的方案
2.2.1温度检测及放大电路模块设计
1、温度采集模块主要使用到AD590传感器，并且以51单片机控制模块为主。主要研究内容如下:1。AD590的温度范围为150℃以下。
2,查询AD590的电压电源范围,电源电压在4V~6V界限内改变,电流变化1（A），根据查询AD590能接受的正反向电压,所以设备反向连接没可能被损伤。
3，高准确度
图2.3是电平转换模拟电路的成果。检测的温度是0~100℃,更改电压界限为1~3.5V之间,此电压界限中,能够确保检测准确度,缩小误差。
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