单片机水温控制电路的设计.doc

目　录 摘　要 1 第1章　绪　论 2 第2章　方案论证 3 2.1 分方案论证 3 2.1.1 方案一 3 2.1.2 方案二 3 2.2 方案确定 4 第3章　单元电路的设计 5 3.1 电源电路的设计 5 3.2 温度采集电路的设计 5 3.3 键盘控制及显示电路硬件的设计 7 3.3.1 键盘控制硬件的设计 7 3.3.2 显示电路的设计 8 3.4 主控电路硬件的设计 9 第4章　软件的设计 11 4.1 A/D转换软件的设计 11 4.2 键盘部分 13 4.3 总体电路流程图 15 第5章 系统调试 18 5.1 仿真软件简介 18 5.2 测试与调试 18 总　结 21 参考文献 22 附录1　总体电路图 23 附录2　源程序 24 附录3　元器件明细表 31 摘　要 论文设计了一种水温控制器电路，该热水器控制系统可控25℃～45℃温度，在不可控下温度能继续升高，并在最高温度时报警。该系统采用单片机80C52进行温度的采集与控制由液晶屏显示模块，A/D转换模块，电源模块，键盘控制模块，水温采集模块，继电器模块，二分频模块，工作指示模块组成。温度信号由热敏电阻采集，水温控制采用继电器控制电热丝进行水温加热与停止。系统具备较高的测量精度和控制精度，并能灵敏监测完成温度控制。 第1章　绪　论 在现代社会中电子技术的发展，特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化，温度控制不仅应用在工厂生产方面，其作用也体现到了各个方面，随着人们生活质量的提高，酒店厂房及家庭生活中都会见到温度控制的影子，温度控制将更好的服务于社会而今，电器随着生产技术的发展和生活水平的提高越来越普及，一个简单稳定的温度控制系统能更好的适应市场。 早期的温度控制器，由于体积大、操作复杂、抗干扰能力差，给工程现场的使用带来了很大不便。随着单片机技术的不断发展，温度控制器正向单片集成化、智能化的方向迅速发展，国内外各厂家也设计了许多应用在各个领域的温控器。目前，智能温控器总存在一些问题，如测温误差大、抗干扰能力差等，这是在工程界非常棘手的问题。 而该设计是以系列单片机为控制核心，实现温度控制的设计基本解决了测温误差大、抗干扰能力差等问题而且整个系统灵活、可靠性高，系统达到热平衡较快，精度也比较高。 第2章　方案论证 2.1 分方案论证 2.1.1 方案一此方案温度采样电路、电位器电路、运放比较器电路和控制电路框图如图2-1所示首先温度传感器把温度信号转换为电流信号，通过放大器变成电压信号，然后送入两个反向输入的运算放大器组成的比较器电路，电位器来改变温度范围的取值，后信号送入比较器电路，通过比较来判断控制电路是否需要工作。此方案是采用传统的模拟控制方法，选用模拟电路，用电位器设定给定值，反馈的温度值与给定的温度值比较后，决定是否加热。 图2-1 方案框图 图2-2 方案二系统框图 2.2以上两种方案都能达到设计目的采用模拟电路来设计，电路简单易懂。但是系统所得结果的精度不高并且调节动作频繁，难实现温度的显示，系统精度受外界温度变化而变化。采用单片机来设计电路，编程能实现温度控制，易于实现温度的显示，并能达到较高的控制精度。但是单片机编程比较复杂。比较两个方案可知，采用单片机来实现本题目，不管是从结构上，还是从工作量上都占有很大的优势，所以最后决定使用80C52，PT100和A/D0808数模转换器构成的温度采集电路作为该控制系统的核心。选择方案来实现热水器水温控制电路的设计。本设计主要包括五个部分：电源电路设计；温度采集电路设计；功率控制电路设计；键盘控制及显示电路设计；报警电路设计及加热指示电路。 3.1如图3-1所示220V的交流电经9V的变压器变压后输出9V电压到桥式整流电路中，由于本设计采用的是桥式整流，因此根据公式U0=0.9Ui得到经桥式整流电路后的电压为8.1V。桥式整流电路的输出电压含有较大的脉动成分，因此必须加滤波电路，经过滤波电路的电压由公式U0=1.2Ui计算得输出为10.8V。经过整流滤波后的电压由三端稳压块7805的第一脚输入，第三脚输出+5V的电压，然后再输入到后级电路中。 图3-1 电源电路原理图 3.2温度采集电路由采样放大电路和A/D转换电路来构成温度采集电路。在采集装置中，温度采集用铂热电阻（Pt100），经测量电路采样放大后输出2~5V电压，再经模数转换芯片ADC0808进行转换，变为数字量后送入单片机进行分析处理。运放采用HT9274集成芯片，温度传感器使用Pt热电阻。铂热电阻具有尺寸小、响应速度快、阻值大、灵敏度高等特点，因此它在许多领域被广泛应用。温度传感器的作用是将温度经过热敏电阻Rt转换为电压信号，并从OUT端输出并输入A/D转换电如图3-2所示图3-2 温度采集电路原理图 由于