数字电子课程设计论文解读.docx

课 程 设 计 报 告 课程设计名称： 水 温 控 制 系 统  专 业 班 级： 自 动 化142 学 生 姓 名：= 学 号： 同 组 人 员： 指 导 教 师： 课程设计时间： 2016年6月 1 设计任务、要求以及文献综述 3 1.1设计课题的重要性及意义 3 1.2论文题目及要求 3 2 原理叙述和设计方案 3 2.1 设计方案选择和论证 3 2.2 电路的功能框图及其说明 4 2.3 功能块及单元电路的设计、计算 5 2.4 总体电路原理图 8 3 电路的仿真与调试 8 3.1 电路仿真 8 3.2 调试中出现的问题及解决方法 9 3.3 测试数据的记录与分析 10 4 制作与调试 10 4.1 PCB版图和元件清单、实物照片 10 4.2 调试方法和过程、测试结果波形图 10 4.3 制作与调试过程中遇到的问题及解决办法 11 5 心得体会 11 6 参考文献 12 水温控制系统 1 设计任务、要求以及文献综述 1.1设计课题的重要性及意义 温度控制是无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，过低的温度或过高的温度都会使水资源失去应有的作用，从而造成水资源的巨大浪费。特别是在当前全球水资源极度缺乏的情况下，我们更应该掌握好对水温的控制，把身边的水资源好好地利用起来。 由于工业过程控制的需要，特别是在微电子技术和计算机技术的迅猛发展，以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国外温度控制系统发展迅速，并在智能化自适应参数自整定等方面取得成果。在这方面以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，并且都生产出了一批商品化的性能优异的温度控制器及仪器仪表，目前，国外温度控制系统及仪表正朝着高精度智能化、小型化等方面快速发展。 1.2论文题目及要求 要求设计一个水温控制系统，能正常控制和测量温度范围。 设计要求为： （1）测温和控温范围：室温～80℃（实时控制）； （2）控温精度：±0.5℃； （3）控温通道输出为双向晶闸管或继电器，一组转换点为市电（220v，10A）。 2 原理叙述和设计方案 2.1 设计方案选择和论证 水温控制器的基本组成主要包括温度传感器、K-℃变换、温度设置、数字显示和输出功率等部件。温度传感器的作用是把温度信号传唤成电流或电压信号，K-℃变换器是将温度K变换成摄氏温度℃。信号经过放大和刻度标定（0.1/℃）后由三位半数字电压表直接显示温度值，并送入比较器与预先设定好的固定电压（对应控制温度点）进行比较，由比较器输出电平的高低变化来执行机构（如继电器）工作，实现温度的自动控制。 2.2 电路的功能框图及其说明 2.3 功能块及单元电路的设计、计算 图中温度传感器采用了AD590。AD590适用于150°C以下、目前采用传统电气温度传感器的任何温度检测应用，具有低成本的单芯片集成电路及无需支持电路的特点，片内薄膜电阻经过激光调整，可用于校准器件，使该器件在298.2K (25°C)时输出298.2 μA电流。输出的电压经过同相比例放大电路，进入ADC数模转换器。以下是ADC的引脚功能说明： IN0～IN7：8路模拟量输入端。?? ?2-1～2-8：8位数字量输出端。? ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。???? ALE：地址锁存允许信号，输入端，高电平有效。? START：?A/D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。? EOC：?A/D转换结束信号，输出端，当A/D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。? OE：数据输出允许信号，输入端，高电平有效。当A/D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。? CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHz。??? ?REF（+）、REF（-）：基准电压。??? ?Vcc：单一电源，+5V。? ??GND：数字地。 由上述说明可知，要使ADC工作就必须输入脉冲电压，这里的脉冲电压由555计时器产生。 由于系统要求有人为的温度输入，及我们希望