【优秀论文下载】利用单片机实现温度控制的系统设计

(江西理工大学341000)应用技术[摘要]利用单片机实现自动控制已经在较多领域实现应用，并且已经证明在可靠性、功耗、实时性、结构和体积等方面性能卓越，它不但应具有过程控制功能，而且还应具有信息管理能力。文章基于此主要分析了利用单片机实现温度控制的系统设计思想。[关键词]自动控制单片机系统设计中图分类号：献标识码：009—914X(2009)5(b)一0047—01嵌入式系统已经渗透到多个领域，包括工业自动化、数据通信、电信、仪器仪表、卫生保健等等，它不但具有一般计算机系统的功能和特点，还在可靠性、功耗、实时性、结构和体积等方面性能卓越。自动化控制实际上就是移动的工业自动化，它不但应具有过程控制功能，而且还应具有信息管理能力。文章基于此主要分析了利用单片机实现温度控制的系统设计思想。1．基于单片机温度监控系统的总体设计1．1项目的总体目标设计工业现场的温度控制系统，采用距离传输方式，盘设定，自动切换变频、工频状态，具有超限报警、切断变频器保护，可持续工作，高可靠性和较低的生产成本性能。1．2低成本设计思路系统的总体设计思路是围绕着如何实现低功耗、低成本、高精度展开的。对于数字化的测量系统，虽然数据采集、A／这一过程很快，一般在毫秒级甚至微妙级就可以完成，这样可以适当的选择采样周期，在一个采样周期内，迅速的测量压力，然后进入电流消耗较低的“休息”状态，那样就可以大幅度减少整个系统的电流功耗；这就像一个人每天只土作不到半小时，而其他时间都在休息一样，当然能量功耗要小多了，寿命自然就会提高很多了。1．3方案总体设计总体设计应该是全面考虑系统的总体目标，进行硬件初步选型，然后确定一个系统的草案，同时考虑软硬件实现的可行性。总体方案经过反复推敲，确定了以美国德州公司推出的51系列单片机为温度智能控制系统的核心，并选择低功耗和低成本的存储器、放大器、数码显示器等元件。以单片机为核心，通过单片机来控制温度传感器和放大器的供电，传感器感受的温度信号转换为电信号后，经过放大器放大转换为适合于A／后通过A／转换，温度信号转换为数字量。然后单片机根据存储于外部存储器(自身算出的温度值送显示器显示。在校准过程中建立起测量值与标准温度的对应关系，校准数据保存于外部存储器中。其中人工输入指的是操作人员可以通过键盘来输入校准值，输入的校准值被记忆在据温度的范围，可以选择对外部操作，这一部分在D／时为了实现远程操作，还给单片机加上机遇85的串行通讯功能，使单片机里的数据能够远程传输到上位机的现远程对温度的监测。同时，计算机可以对单片机进行操作，实现远程控制温度的操作。1．4硬件的选取在工控现场中，为保障温度控制及其系统的安全可靠，在设计过程中必须采取措施。比如，在系统上电初始阶段和欠压情况下，系统各部件可能出现不确定状态，造成意外操作。这时，就必须使使其它各部件处于就绪的确定状态。由于工业现场对控制系统可能造成很强的干扰，为保证控制器在任何干扰条件下都能正常工作，就必须对单片机的运行进行监控，避免死机、程序跑飞或进入死循环。采用看门狗电路则可以大大提高整个系统的抗干扰能力。2．系统功能的实现2．1信号调理以及A／且传感器的灵敏度和零点都存在差异，必须进行信号调理，以适合换器的输入范围。信号调理的最佳状态是调整到放大器的输出与A／时系统的精度最高，否则，如果放大器的输出范围大于A／会使系统的测量范围减小，如果放大器的输出范围小于A／会使系统测量精度降低。但是考虑到传感器、放大器、A／该给这些变化留有一定的空间，使系统有更好的适应性。对于数字温度表的设计来说，由于温度传感器都存在一定的超温安全系数，因此，应该在满量程以上留有一部分空间，仍然可以测量并显示温度。我们选择满量程的10％，超出之后显示超压错误。同样在零点也应该留有一定的安全余量，保证在零点漂移后仍能够有数据显示，这些都需要在校准过程中给予注意。传感器的输出为一个电阻桥路，数字温度表的精度目标设定在1％，因为电阻的变化来测量温度的变化，而工业现场要求的远程测量需要远距离的导线，因为导线本身就存在电阻，如果不考虑这些因素的话，就会对测量精度造成很大的影响，甚至测量错误，因此必须进行温度补偿。2．2 种是温度显示；另一种是 C，因此温度的十进制显示需要用4位，还有一位用于显示单位。访问片外是基本过程是相同的，)或者)。