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基于单片机的标准电容环境温度控制系统设计 学院：自动化与电子信息学院 学生：李户林 专业班级：自动化2007.1 指导教师:谭飞(副教授) 张泽厚(高工) 摘要 [摘要Microcontroller-Based Temperature Control System of The Standard Capacitor ABSTRACT: The issue lies in the constant temperature control system based on single chip, the temperature of the sampling part of the system using high-precision temperature sensor Pt1000, high-performance AD converter ICL7135 will sensor to the voltage signal into digital, then the microcontroller Computing and processing, combined with advanced PID control method to control the heating wire and, ultimately, the temperature of the heated tank in the ± 0.03 ℃ range. Capacitors placed in the criteria for accurate high-precision thermostat tank, thereby reducing the environmental impact of temperature on the capacity. Key words: MCU;Pt1000；AD Conversion；PID；onstant Temperature ; Capacity 1.引言 因工作单位的科研项目所需，本课题研究的内容为高精度单值温控型标准电容器。深入地研究影响高精度电容器电容值的因素，精选优质的电容器电极材料，采用金属全密封结构，消除湿度及电磁干扰的影响；同时，结合本专业的自动控制技术，设计出高精度的恒温控制系统，将标准电容器置于该恒温环境中，以消除温度变化的影响；精心设计引出端子，尽可能地减小残电容的影响，从而达到项目指标要求。 2.方案论证 2.1.单片机芯片的选择方案和论证 采用AT89S52,片内ROM全都采用Flash ROM；能以3V的超底压工作；与MCS-51系列单片机完全兼容，该芯片内部存储器为8KB ROM，同样具有89C51的功能，且具有在线编程可擦除技术，对电路进行调试时，由于修改错误程序或拓展功能新增程序时，不需要对芯片多次拔插，所以不会对芯片造成损坏。所以决定采用AT89S52作为主控制系统。 2.2.显示模块的选择方案和论证 采用LED数码管动态扫描,LED数码管价格适中,对于显示数字最合适,而且采用串口显示法与单片机连接,占用的单片机口线少。所以决定采用LED数码管作为显示。 2.3.A/D转换模块的选择方案和论证 采用德州仪器公司生产的ICL7135，此芯片是一块“四位半”的A/D转换芯片，分辨率为1/19999，模拟输入量为0.1mV～2V，在四位半的数字三用表中应用较为广泛，最大的优势在于可以将数字量以BCD码并行输出。所以决定采用ICL7135作为A/D转换器。 2.4.E2PROM模块的选择方案和论证 采用ST93C46作为片外存储器，E2PROM是一种掉电后数据不会丢失的存储芯片，ST93C46是储存空间为1K的串行E2PROM，将计算得到的比例增益Kp、积分时间Ti、微分时间Td存储在此芯片中，下次上电时，系统无需再次进行整定计算，加快了控制器相应的时间。所以选择此方案。 2.5.抗干扰模块的选择方案和论证 采用MAX705组成看门狗电路，此芯片是CMOS工艺的集成电路，主要用作监视微控制器的工作状态。它可以提供一个独立的看门狗，如果1.6S内单片机没有向MAX705发送高电平(喂狗信号)，它将产生一个复位信号，从而使单片机复位。所以选择此方案。 2.6.温度传感器的选择方案和论证 采用铂热电阻Pt1000搭制电桥，此期间在0℃时它的阻值为1000Ω。300℃时约为2120.515Ω。在这个区间内，它的阻值会随着温度的变化匀速增长，与常见的Pt100相比，Pt1000更适合测量小范围的温度变化，当温度每变化1℃，阻值会增大或减小3.8欧姆，便于检测电路读数，哪怕细微的温度变化也能产生较明显的阻值变化；而Pt100的阻值增减