简易温度采集与控制系统设计课程设计.docVIP

物理与电子工程学院 课程设计 题目: 简易温度采集与控制系统设计 专 业 电子信息工程 目录 1．任务提出与方案论证 3 2．总体设计 3 2.1温度采集电路设计(温度采样及模数转换) 4 2.2单片机控制电路设计 5 3．温度控制系统的硬件设计 7 3.1电源电路 7 3.2传感器与变送器电路 8 3.4单片机最小系统 10 4系统调试及性能分析 12 4.1系统调试 12 4.2系统性能分析 12 5.调试 13 5.1　数码管显示的调试 13 5.2　AD590测温电路的调试 13 5.3　主电路的调试 13 6.结论 15 参考文献 16 附件一 元件清单 17 附件二 单片机仿真 18 附件三 硬件图 19 附件四 程序设计 20 简易温度采集与控制系统设计 ［摘要］温度采集系统由主控制器、温度采集电路、温度显示电路、A/D转换电路组成。它利用单片机AT89C51做控制及数据处理器、温度传感器AD590做温度检测器.LED数码管做温度显示输出设备。硬件电路比较简单，成本较低，测温范围大，测量精度高，读数显示直观，使用方便。 [关键词]：AT89C51 AD590 传感器 温度 1．任务提出与方案论证 温度测控系统设计的基本思路是采用一个控制芯片，将采集进来的信号，进行放大，调幅，滤波，最后通过A/D转换后，输入到控制芯片中，通过程序将各个模块连接起来，实现整套系统的功能。 控制芯片采用的AT89C51。A/D转换芯片的选择ADC0809，该芯片带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件可以单片机直接接口。2．总体设计 总体框图如图1所示，以单片机系统为核心，通过温度传感器AD590将温度信号转换为电流信号，放大后，经A/D转换器ADC0809将送进来的模拟信号转换成数字信号后送到单片机处理，并将采集的温度值与键盘设定的温度值进行比较，通过内部的程序处理，将最后的结果显示在数码管上。 图1温度采集系统结构框图2.1温度采集电路设计温度采样处理电路由温度传感器、A/D转换电路等组成。采用分块结构的温度采样处理电路，其硬件电路结构复杂，也不便于数据的处理。采用温度传感器采样处理电路，能够方便的进行温度的采集及简单的数据处理。并且可以达到设计的技术指标要求。本系统选择作为温度采集电路的核心器件。由及辅助电路构成温度采集电路。 图2 温度采样及模数转换流程图 2.2单片机控制电路设计 单片机控制电路核心是单片机芯片，其加上工作基本电路，就可以展开控制工作。））电源电路由变压器、单相桥式电路滤波电路和三端稳压电路构成。其电路图如图所示AD590是美国AD公司研制的一种电流式集成温度传感器。其直流工作电压为+4V到+30V，当电源电压由5V向10V变化时，其电流变化仅为0.2μA/V，最佳使用温度范围-55℃～+150℃±0.5℃，测量分辨率为0.1℃。其仿真和PCB图如图3-3、3-4和3-5。 AD590的主要特性： （1）2）仅需+ 4V到+30V的直流工作电压，不需要传送器、滤波器和线性化电路等。 （3）具有优良的干扰抑制比，只需很小的功率(115mW)。 （4）电源电压漂移和波纹不敏感。 （5）电气上耐用，可承受+44V正向电压，+20V反向电压，不必担心管脚接错。 图3-3变送器仿真图1 图3-4变送器仿真图2 图3-5变送器PCB板 3.3 A/D转换器设计 ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关的以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件，它是逐次逼近式A/D转换器，多路开关可选通8个模拟通道，允许8位模拟量分时输入，公用A/D转换完的数字量，当OE为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数。 3.4单片机最小系统 该单片机最小系统具有的功能:（1）具有2位LED数码管显示功能。（2）具有八路发光二极管显示各种流水灯。（3）可以完成各种奏乐,报警等发声音类实验。（4）具有复位功能。 功能分析（1）两位LED数码管显示功能，我们可以利用单片机的P0口接两个数码管来现这个功能；（2）八路发光二极管显示可以利用P1口接八个发光二极管实现这个功能；（3）各种奏乐、报警等发声功能可以采用P2.0这个引脚接一蜂鸣器来实现。（4）利用单片机的第9脚可以设计成复位系统，我们采用按键复位；利用单片机的18、19脚可以设计成时钟电路，我们利用单片机的内部振荡方式设计的。 4系统调试及性能分析4.1系统调试 （1）硬件调试 硬件调试比较简单，首先检查电路的焊接是否正确及电路中有没有虚焊等问题，然后可