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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
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