单片机做温控系统设计报告.doc

电子系统综合设计报告 姓名： 学号： 专业： 日期： 摘要 ZJ2011-A温度控制仪系统能够测得传感器感应的温度，并在四联数码管上显示测得的温度。两个键盘按键实现对设定温度的加或者减，按住按键可在数码管上显示设定的温度值。当测得温度高于设定温度时，红色发光二极管亮，蜂鸣器响。当测得温度低于设定温度时，绿色发光二极管亮。控制仪的设计主要分为两个部分，一个是硬件设计，画出相应的电路图，选择相应的电子元器件并做出硬件实物图；另一个是软件设计，编写相应的驱动程序，并烧制进单片机进行实物仿真。 关键词：ZJ2011-A 单片机 A/D转换器 温度传感器 目录 1 引言 4 2 系统设计 4 2.1总体方案设计 4 2.1.1总体设计方案框图 4 2.2设计要求 4 3 单元模块设计 5 3.1各单元模块功能介绍及电路设计 5 3.1.1 热敏电阻测温调理电路 5 3.1.2 ADC采集电路 6 3.1.3 单片机最小系统 6 3.1.4 四位一体LED显示电路 7 3.2元器件的选择 8 3.3特殊器件的介绍 9 3.3.1 ADC0809 9 3.3.2 ULN2003 10 3.3.3 OP07A 11 3.3.4 四联数码管（共阴） 11 3.3.5 P89V51RD2 11 3.4各单元模块的联接 12 3.4.1模块的链接 12 4 软件设计 12 4.1开发工具及设计平台 12 4.1.1 Proteus特点 12 4.1.2 Keil特点 13 4.2软件流程图 13 4.2.1 主框图 13 4.2.2 程序流程图 14 4.2.3 Proteus仿真图 15 4.2.4 C语言程序 15 5 系统测试 18 5.1系统能实现的功能 18 5.2系统指标参数测试 18 5.2.1 传感器测得的电阻与温度的关系 18 5.2.2 系统测得的温度和温度计读得的温度的误差 19 5.2.3 完成的系统和设计要求的对比 19 6 设计总结 20 7 参考文献 20 附录： 21 1 系统原理图： 21 2 软件仿真图： 21 3 软件流程图： 22 4 主程序： 22 1 引言 电子系统可以由若干子系统组成，子系统可以由若干子功能，模块组成，子功能模块可以由若干电子器件组成 电子系统设计要求注重可行性、性能、可靠性、成本、功耗、使用方便和易维护性等。总体方案的设计与选择：由技术指标将系统功能分解为：若干子系统，形成若干单元功能模块。单元电路的设计与选择：尽量采用熟悉的电路，注重开发利用新电路、新器件。要求电路简单，工作可靠，经济实用。本次实验是基于P89L51RD2FN的温度控制仪设计。采用Pt100温度传感器，测温范围 -20℃ 至100℃；系统可设定温度值；设定温度值与测量温度值可实时显示；控温精度：±0.5℃。试验中涉及A/D的转换和单片机中断以及数码管动态显示的语句编程。 2 系统设计 2.1总体方案设计 2.1.1总体设计方案框图 2.2设计要求 1.采用Pt100温度传感器，测温范围 -20℃ --100℃； 最小区分度为1℃，标定温度≤ 1℃； 2.系统可设定温度值； 3.设定温度值与测量温度值可实时显示； 4.控温精度：±0.5℃； 5.温度采样时间：100ms ～10min (可调)； 6.具有超温声、光报警功能； 7.实时温度显示（四位数码管）； 8.实时温度控制（风扇及加热负载）功能； 9.温度参数输入功能（温度+、温度-键） 3.单元模块设计 3.1各单元模块功能介绍及电路设计 3.1.1 热敏电阻测温调理电路 R1=R2=R3=R4=R5=5KΩ，R6=R7=10KΩ 温度与电压的函数分为四个区间： 当电压为0.17V~1.60V 当电压为1.60V~2.90V 当电压为2.90V~3.85V 当电压为3.85V~4.30V 设计思路：实现将温度T 和电阻R的对应关系转化为温度T 和电压V的对应关系。首先利用电桥的原理，R4的阻值变化使电桥两点的电位差改变，此两点作为运算放大器的两个输入。然后利用OP07的放大和减法功能，实现对电压差的放大，并使温度T和电压U成正比例的关系，确保输出电压在0~5V之间，有效的输入到ADC0809中。 3.1.2 ADC采集电路 实现启动、等待、采集数据。 信号调理电路的输出接0809的IN0。0809的ALE的START连接，单片机的P2.7和WR或非后接0809的START，P2.7和RD或非后接0809的OE。START上升沿脉冲来，A/D转换开始，以EOC作为转换完成的标志，采用软件延时等待方式，所以EOC未连接。 3.1.3