单片机的温度控制系统的设计
一、绪 论 1
(一)概述 1
(二)功能与设计要求 2
二、温度传感器简介 2
(一)数字温度传感器 2
(二)模拟温度传感器 4
三、方案论证 6
四、元器件的介绍 9
(一)AD590的性能特点和工作原理 9
(二)ADC0809芯片 10
五、单元电路设计及软件设计 12
六、总体电路图 15
致谢 16
一、 绪 论
(一) 概述
温度检测在我们生活生产的方方面面都使用得到。在现代化的生活中,温度检测的范围我们经常选在 -40℃~125℃温度范围内的应用,比如农场里的大棚种植,粮仓储存粮食等都需要知道它的里面温度来更好地防范。
本设计是对一种控温系统的具体阐述,这种系统专门用于单片机的使用,这种系统可以实现简单便捷得采集周围环境的温度、显示测出来的温度的具体数值等多个功能。单片机是这个设计的核心部分,这个设计最主要的就是围绕单片机进行的。单片机的调试工作是很方便的,因为机器内的电子元部件较少,连接的配电线更少,所以单片机体积很小,操作方便快捷,所以可以用在控温系统中用来测量温度,这样就可以提高控制的质量和自动化水平。
集成的温度传感器它的好处是好的线性、比较高的稳定性、处理起来方便、能够呼唤等,所以可以在各种各样的场合使用。本设计中单片机的主要作用是测量需要维护的环境温度,并通过与本设计中连接的键盘,就可以设一个需要的温度的标准值。而且本设计最大的好处就是,可以连接外围电路,来加热,当被控制的.环境温度,低于设定的标准温度时,单片机开始工作,加热器就开始加热了,这 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
样就能将周围环境的温度提高,当环境温度达到我们自己所需要得标准值时,加热器就停止加热了。
初始化的程序、主要得程序、监控显示的程序等部分,是本设计的软件。转换方式(A/D)是为了初始化程序,可以设置本设计中单片机的接口工作方式等部分;初始化显示的模块、设定显示的方式及输出的显示,是显示程序;对采集出来的数据由主程序完成。
(二) 功能与设计要求
在整个设计过程中,采集温度与控制温度的功能是很容易被实现的,功其能被实现之后,温度的测定功能、显示功能以及利用遥控器自主设置温度的定标准与范围等这些功能就能够正常运用了。不仅如此,还能够与外部电路相连接,在单片机发出调整指令后,能够及时对周围的温度做出适当的调整,当温度达到自己所需要的温度的范围的时候,加热器就可以停止工作了。
1、采集温度/显示温度。在温控系统中,测量温度是最最简单的了,只需要准确采集周围的温度并传输到显示器输出出来即可。
2、设定测控温度的标准值。温度得采集一般预先设置的一个温度值,一旦测出的温度,低于这个温度值的话,连接的外围的电路就对环境温度做出改变,提高环境温度。
3、专用的直流供电电源。本个设计的,用来采集温度的设备由于只能够输出模拟电流,经常受到其他电流的干扰,所以供电的电源都是采用专业的直流电源来避免干扰问题。
二 温度传感器的简介
根据不同的接口方式,输出的方式的不同,温度传感器可分为模拟和数字两种。
(一) 数字温度传感器
半导体的温度传感器,具有相应的接口/重构,以及各种其他功能的集成,形成的数字温度传感器,会有强大的功能,而且比较精确,还有价格低廉。
1、单线输出的数字温度传感器
单线输出最明显的特点是与其他形式相比,接口部分电路是最简单的。所以正常情况下,我们第一个选择的是这种芯片。因为只有一条线,测得的温度,在一种方式,生产时间的价值。渠道,将时间转换为价格。先与生产输出和频率输出相连接,然后传输到为处理器等待反馈,最后温度传感器接收到指令进行温度测量,等待最终的处理。
2、时间输出的温度传感器
Tmp 03 / 04是一种经常在设计中使用到的,是一种数字调制后的,输出温度传感器。主要是使用了,矩形波输出的方波的占空比(T1 / T2),以及T1的T2的实际宽度,可以计算出,我们所需要测量的温度。只有芯片,连接单片机的定时器/计数器,这种我们就可以很简单的测出T1和T2的值。
Max6578也是一个温度传感器的问题。它的方波输出信号的周期与绝对的温度成一个正比。通过之前的论证表明,L/h芯片是一个比较方便的(时间输出型)。长于根可多达8个I / O -在同一时间线,只有八分,而不同引脚TS0,TS1和选择“L”和“H”不同不同的芯片的延迟系数可以确定。温度的测量,微处理器开始后的绝对温度值成正比的,/输出线保持非常小。通过对时间的计算考量,然后用芯片里面的延时系数来计算,测得的温度。该芯片本身具有不同的系数,由于延迟有不会重叠的情况,使用的微处理器/定时器对所有的芯片,最后的计算依据单个芯片测量温度的时间。
3、频率输出的单线温度传感器
MAX 6577它的输出波形是方波,它是一种输出频率信号的温传。它的占空比为二分之一,并且随着频率的不断增加,温度也会不断上生。在内部结构与使用方法上来看,它与MAX6578极其相似。它的运行流程是这样的:先在TS0和TS1中选择与之相匹配的频率/温度之比,之后微处理器中的技术设备来计算频率,之后根据这些数据才能够计算出最终的温度。温度传感器(时间输出型)与微处理器的接口电路方式如图2-1
图2-1 温度传感器(时间输出型)
与微处理器的接口电路
4、数值输出的单线温度传感器
对于这种温传来说它的输出方式是串行,芯片来输出具体温度数值,因此时序在运行的过程中扮演着重要的角色。它的通信就只需一个接口引脚,可用我们平时经常使用的数据线,连接供应电,并能测量多点的温度。
(二)模拟温度传感器
1、输出电流/电压信号的模拟温度传感器
半导体温度传感器、热敏电阻、热(电偶/电阻)等都是电流先经过接口电路,然后将测量的温度数值转换成模拟的电流或者电压信号才能够输出,根据这些信号就可以计算出我们所要的。然而在这一过程中,模数转换器就至关重要,它可以将这些信号转换成微处理器可以读取的数码,最终达到目的,如图2-2。
图2-2 采用A/D接口的电路
输出阻抗高,输出的电流不受电压噪声也不受传输线路电压降的影响,是电流输出型的温度传感器的最大的优点。可以很厉害的,抑制电源电压的漂移和脉动。电流输出的传感器,想要和微处理器接口相连时,正常情况下,需将电流变成电压,然后再用转换器(A/D),转换成微处理器能解决的信号。这样的传感器有AD590、TMP17等。电压输出的温度传感器的主要特点是,电源电压比较低,电流也比较低,在传输线路中电压降和电压噪声,不作为主要的影响的因素的时候,它的电压输出就可以直接成为控制系统,还有数据采集系统的,输入的信号。常用的这种类型的温度传感器有TMP35/36/37、LM35/45/50/60等。
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