电子科技大学课程设计《恒温自动电路控制系统》.doc

恒温控制电路设计 一．概述： 本设计的主要内容是用单片机系统进行温度实时采集与控制。温度信号由AD590K和温度／电压转换电路提供，对AD590K进行了精度优于正负0.1°C的非线性补偿，温度实时控制采用分段非线性和积分分离PI算法，其分段点是设定温度的函数。控制输出来用脉冲移相触发可控硅来调节加热丝有效功率。系统具备较高的测量精度和控制精度。 二．实施方案： 本题目是设计制作一个恒温箱控制系统，为测量和温度调节方便，内加2L纯净水，加热器为100W电炉。要求能在40度到100度范围内设定控制水温，静态控制精度为0.2°C，并具有较好的快速性与较小的超调．含有十进制数码管显示、温度曲线打印等功能。 关键词： 非线性补偿：大多数被测参数与显示值之间呈现非线性关系，为了消除非线性误差，必须在仪表中加入非线性补偿电路。常用的方法有：模拟式非线性补偿法、非线性数模转换补偿法、数字式非线性补偿法等。由于热敏电阻的阻值与温度之间的关系存在着非线性，需通过计算机进行非线性改正，消除非线性的影响。为克服非线性的影响，采用分段线性法补偿。该温度计的测量范围为5至45，将整个温度测量范围等分为10个小区间，每4度为一个区间，在每个区间内温度与频率的关系可视为线性。过零检测光藕就是在交流电网过零检测光藕.在电网过零时干扰最小,会影响模拟测量的结果这种光耦是在直流电时导通的.它的前级结构是二极管热惯性系统在升温过程中，加热器温度总是高于被控对象温度，在达到设定值后，即使减小或切断加热功率，加热器存储的热量在一定时间内仍然会使系统升温，降温有类似的反向过程，这称之为系统的热惯性。系统在达到设定值后一般并不能立即稳定在设定值，而是超过设定值后经一定的过渡过程才重新稳定传感器滞后是指由于传感器本身热传导特性或是由于传感器安装位置的原因，使传感器测量到的温度比系统实际的温度在时间上滞后，系统达到设定值后调节器无法立即作出反应，产生超调。 主要引脚功能如下： 。Vcc ——主电源（+5V）。 。Vss —— 数字地（0V），有两个Vss，须同时接地。 。Vpd —— RAM备用电源（+5V）。正常操作期间，此电源必须接通。在掉电情况下，当Vcc 尚未降至RAM所需规范电压值以下时（Vpd正常供电），RESET信号有效，则片内寄 存器顶部的16个字节内容得以维持不变，在掉电期间RESET必须保持低电平，直至Vcc 恢复正常且振荡器达到稳定时为止。 。Vref—— 片内A/D的参考电压（+5V），同时也是A/D模拟部分的电源电压及读P0所用逻辑电路的供电电压。 。ANGND——A/D的模拟地，通常应与Vss保持同电位。 。Vpp ——片内EPROM的编程电压针对8795BH而言。 。STAL1——片内反相振荡器的输出，也是片内时钟发生器的输入，通常接外部晶体。 。STAL2——片内反相振荡器的输出，通常接外部晶体。 。RESET——复位信号输入，低电平有效，两个状态周期以上的低电平输入可使芯片复位。RESET再变为高电平时（高电平持续时间大于10个状态周期）可产生10个周期的内部复位序列。 。EA——存储器选择输入端。当EA=0时，CPU对外部存储器操作，当EA=1时，CPU对片内存储器（EPROM/ROM）的2000H––3FFFH单元操作，地址在4000H以后，访问外部 存储器，此引脚内部有下拉作用，若引脚无驱动，它总保持低电平。 。ALE/ADV——地址锁存允许或地址输出有效（由芯片控制器CCR选择）。当ALE为高电平时，表示地址/数据总线上传送的是存储器地址，ALE下降沿将地址锁存到地址锁存到地址锁存器中。 。RD——外部存储器读信号，输出低电平有效。 。WR——外部存储器写信号，输出低电平有效。 。READY——准备就绪信号（输入）。它用来延长对外部存储器的访问周期，以便与慢速存储器或动态存储器接口。它也可用于总线共享，总线周期最多可延长至1μs。通过CCR寄存器可控制插入总线周期中的状态数。该引脚内部有微弱的上位作用，在无外部驱动器时，为高电平。 。HIS——高速输入（HIS。0~HIS。3）引脚，其中HIS。2和HIS。3与两个高速输出引脚公用。 。HSO——高速输出（HSO。0~HSO。5）引脚，其中HSO。4和HSO。5与两个HIS引脚公用。 。P0口——4路高阻输入口，既可作为A/D转换器的模拟量输入（ACH4~ACH7），又可作为数字量输入（P0.4~宽。7），也可同时输入模拟信号和数字信号。 。P2口——4位多功能口（P2.0，P2.1，P2.5）。它们除用作标准的I/O口之外，还具有复用功能，表13.5给出P2口各引脚的基本功能和复用功能。 。P3/P4