毕业设计（论文）-基于单片机的智能温控仪设计.doc

基于AT89C52的智能温控仪设计 基于AT89C52的智能温控仪设计 一、设计任务及要求 1． 设计题目：基于AT89C52的智能温控仪设计 2． 设计要求： （1）采用Pt100温度传感器，测温范围0--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。8 通道、多量程双极性输入、串行输出、逐次逼近型12 bit AD 转换器max1270转换后送入单片机AT89C52；对采样数据进行滤波及标度变换处理后。由高集成化的串行输入/输出的共阴极LED驱动显示器max7219连接两个四位一体数码管显示。输入的设定值则有4位的独立式键盘电路进行调整，可分别对设定值的十位和个位进行加一减一操作，送入单片机AT89c52后，有另一4位七段数码管显示。 本系统的模糊控制由单片机AT89C52的程序来实现。首先有温度采样值与设定值之差求出温度误差，进一步求出误差变化率，经量化及限幅程序处理，得到误差语言变量E和误差变化率语言变量Ec，直接查询模糊控制表就可获的控制量U，然后有定时子程序处理，发出控制信号，控制加热片及风扇工作。加热片及风扇的控制电路采用晶体管驱动的直流电磁继电器的通断时间，从而达到控制温度的目的。若系统温度偏高，则控制风扇工作，进行降温；若温度未达到设定值，则输出温度控制信号，控制加热电路，进行加热。从而实现自动控制温度的目的。 2．基本硬件组成 （1）铂电阻测温调理电路 本系统采用恒流工作调理电路，铂电阻选用标称值为1000欧的PT1000作为温度传感器，其物理、化学性能在高温和氧化性介质中非常稳定，其灵敏度远高于PT100，在-259.34℃~630.74℃温域内可作为温度标准。A1、A2和A3采用低温漂移运放OP07C，由于有电流流经铂电阻传感器，所以当温度为0℃时，载波电阻传感器上有压降，这个电压为铂电阻传感器的偏置电压，是运放A1输出电压的一部分，是恒流工作调理电路的输出实际不为零。所以需要对这个偏置电压调零，图中R1为调零电阻，其作用是当温度为零度时，将恒流工作调理电路的输出调为零。又因为铂电阻的电阻特性为非线性，铂电阻在0～100度变化范围内的非线性误差为0.4％（0.4℃），就有可能对A/D量化和数码管显示造成影响，所以加入了线性化电路，图中运放AR3、及R5、R6和R7一起构成了负反馈非线性化校正化网络，R3用于调整运放A2的增益。 电路的调整方法如下（用精密可调电阻代替铂电阻进行调整）： ① 将精密可调电阻调整到相当于0℃的阻值（1000欧），用R1调零。 ② 将精密可调电阻调整到相当于50℃的阻值（1193.971欧），用R3调整增益。 ③ 将精密可调电阻调整到相当于100℃的阻值（1385.055欧），用R6或R7调整线性。 ④ 反复调整多次，在0~100℃温度范围内适宜为止。 图2 铂电阻恒流工作调理电路 （2）A/D转换电路 目前A/D 转换器的种类繁多，从数据输出形式上可分为串行输出与并行输出两大类。其中串行输出AD转换器因其硬件接口简单而得到广泛应用。另外，从可接受的输入信号极性上看，A/D 转换器又可分为单极性输入和双极性输入。在很多的数据采集场合常常面对极性可变的模拟信号。当然可将待转换信号进行电位移动以将其转化为单一极性，但如此便增加了电路的复杂性。串行输出、双极性输入A/D 转换器MAX1270不增加任何硬件电路可实现对双极性模拟信号A/D 转换。MAX1270 是8 通道、多量程双极性输入、串行输出、逐次逼近型12 bit AD 转换器。其封装形式有24 脚Narrow PDIP 和28 脚SSOP 两种。PDIP 封装的引脚排列如图4所示。各有用引脚功能如下：1－VDD，+5V 电源输入端；2、4－DGND，数字地；5－SCLK，串行时钟输入端；6－/CS,片选输入端，低电平有效；7－DIN,串行数据输入，即AD 转换控制字输入端；8－SSTRB,串行数据输出选通输出端；10－DOUT,串行数据输出端；11－/SHDN,掉电模式控制输入端， 图3 MAX1270 引脚排列 低电平有效；12－AGND,模拟地；13~20－CH0~CH7,模拟信号输入端；21－REFADJ，参考电压输出/外部调节输入；23－REF，参考电压缓冲输出/ADC 的参考输入。 ① MAX1270 的控制字 MAX1270 的8 位控制字及其功能如表1 所示。最高位START 为起始位（高电平），标志控制字的开始。/CS 为低电平期间，控制字在时钟脉冲SCLK 作用下先高位后低位通过DIN 端输入。 表1 控制字格式 BIT7(MSB) BIT6