毕业设计（论文）论文——单片机温度控制系统设计2.docVIP

1引言 谈到温度，大家并不陌生。虽然温度无处不在，而且时时刻刻影响着我们的日常生活。它是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量，自古至今无论是农业生产中根据温度因地适宜的种植各种作物，还是生活中根据温度的不同来储存物品，这些都与温度有着密切的联系。可以说温度扮演着极其重要的角色，但古代人们对温度的感知只是凭借主观的感受来判断温度的大体走向，却无法准确的知道温度的具体值，随着社会的进步，科技的发展。温度更是成为了一个不可忽视的角色。现代工业设计，工程建设及日常生活中温度控制都起着重要的作用，早期的温度控制主要用于工厂时间生产中，能起到实时采集温度数据，提高生产效率，产品质量之用。随着人们生活质量的提高，现代社会中的温度控制不仅应用在工厂生产方面也应用于酒店，厂房以及家庭生活中，在有些应用中，如高精度的生产厂房，对温度的要求极其严格，温度的变化极有可能对生产的产品造成极大的影响温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用。在这样的环境下科学研究在不断的飞速发展日新月异的新技术正在改变着我们的生活，电子技术的飞速发展，给人类的生活带来了根本的的变革，特别是随着大规模集成电路的产生而出现了微型计算机，更是将人类社会带入了一个新的时代。利用微机的强大功能。人们可以完成各种各样的控制。然而，微机造价高，对于大多数的工业控制来说，也并不需要微机那样强大的功能，于是单片机就运用而生了。单片机其实就是一个简化的微机，将微机的CPU，存储器，I/O接口。定时器/计数器等集成在一片芯片上就是单片机了，它主要用来完成各种控制功能。相对微机来说，单片机价格低，非常适合于应用在简单 的控制场合以降低成本。另外，单片机是按照工业控制要求设计的，其可靠性很高，可在工业现场复杂的环境下运行。单片机依靠其高的可靠性和极高的性价比，在工业控制，数据采集，智能化仪表，家用电器等方面得到极为广泛的应用。 在现在的工厂仓库中对温度的要求也是越来越高，因此，这就需要一种能够及时检测温度变化以及温度变化的设备，提供温度数据值，使人们对温度的变化做及时的调整，因此研制一种与现代科技紧密结合的高精度温度测量系统就至关重要了，多点温度控制可根据人们不同的应用环境自行设置该环境的温度值，及时反映生产，生活中温度变化使人们能及时看到温度变化的第一手资料，提示人们温度变化情况，协助人们能及时的调整，起到温度报警作用，使温度控制更好的服务于社会生产，生活。单片机多点温度控制利用具有极高的性价比，体积小，重量轻，抗干扰能力强对环境的要求不高, 但可靠性好的特点。因此非常适合工厂车间及仓库中的环境。本文设计了一种基于ATmega16L单片机的温度测量和控制装置，能对环境温度进行测量，并能根据温度给定值给出调节量，控制执行机构，实现调节环境温度的目的。 2总体框架 2.1设计思想 实现温度控制的方法有多种可以用工控机作为控制器，用热电阻测量温度；也可以用单片机作为控制器，用热电偶进行温度测量。当然每一种方案都有其各自的优点。本文详细介绍了基于ATmega16L单片机的温度控制的方案、并画出了其原理方框图，对方案的优缺点进行了分析。 2.2设计方案 (1) 硬件组成：单片机、A/D转换器、LED显示器、集成的热电偶温度变送器、固态继电器、大功率发热器。 (2) 工作原理：由集成的热电偶变送器对系统温度进行检测并完成信号标准化、变送功能。单片机执行控制功能、由固态继电器控制大功率发热器电源的导通与断开，从而达到控制温度的目的。 2.3技术指标 设计一个温度控制系统具体化技术指标如下。 被控对象可以是电炉或燃烧炉温度控制在0~100℃，误差为±2℃ LED实时显示系统温度， 用键盘输入温度； 3系统设计 3.1硬件设计 3.1.1总体结构 图1为系统硬件的总体结构图。系统由主控制器、温度传感器、运算放大电路、液晶显示电路、键盘电路、串口通信电路等构成。由结构图1可看出，系统模块较多，所以应合理分配I／O 口资源，各模块以ATmega16L单片机为核心相连接。 ? 3.1.2温度检测与变送环节 图2为温度采集电路。该电路主要由温度传感器AD590和差分运算放大器AD524组成，其中温度传感器AD590是一种新型的两端式恒流器件。激励电压范围是4～30 V，测温范围为-55～+150℃。当AD590的电流流过一个5 kΩ的电阻时，温度升高1 K，该电阻上的电压增加5 mV，即转换成5 mV／K。因此，温度在0～100℃间变化时，电阻电压在1．365～1．865 V间变化。运算放大器AD524用于把绝对温度转换成摄氏温度。 ? 3.1.3 主控制器 图3 ATmega16单片机 如