广州金满鸿电子科技有限公司

 
 承接设计任务
 1、基本要求（1）功能要求①采用模拟温度传感器设计温度检测电路，并完成模拟信号调理；②采用Protues软件进行模拟电路仿真；③采用51单片机（内置ADC）采集温度信号，再通过数码管显示温度数值。（2）技术指标①温度测试范围：0℃~110℃②温度测试精度：±2℃③温度测试分辨率：0.2℃④温度显示方式：4位数码管显示，第1位数码管显示符号（零下温度显示“—”号，零上及低于100℃不显示）第2位数码管显示温度的十位数值，第3位数码管显示温度的个位数值及小数点，第4位数码管显示温度测量值的小数点后第一位数值。2、提高要求（1）功能要求①实现温度自动控制功能，具有温度检测和温度控制两种工作状态，并可手动切换工作状态；②对象温度控制：可通过单片机控制加热器进行温度自动调节，并可设置和显示温度恒定数值，无锡维力安智能科技有限公司，维力安智能科技，控制对象为大功率电阻；（2）技术指标①温度控制数值可在40℃~70℃之间设置②温度控制精度：±1℃③研究合适的温度控制算法。

 根据设计任务设计几种实现方案，经比较从中优选确定一种实现方案。2．说明所选电路的组成及工作原理，并绘出原理框图。3．设计各单元电路，计算元器件参数并选择元器件类别型号。
 
画出实际电路图，并用Protues软件进行电路仿真。5．列出元器件清单。6．组装并调试方案电路，.维力安智能科技___r智能温控系统设计订购
，记录调试步骤及结果。7．设计单片机程序，完成数据采集、处理和显示。8．对电路功能及技术指标进行测试，记录测试数据。

 系统方案设计图
 温度测量与温度传感器
 温度测量方法可分为接触式和非接触式两类，接触式的测温方法是基于物体的热交换现象。选定某一测温器，与被测物体相接触，进行充分的热交换，待两者温度一致时，测温器输出的大小即反映被测温度的高低。接触式测温的优点是简单、可靠、测量精度高；缺点是测温时有较大的滞后，对运动物体测温较困难，测温器易影响被测对象的温度场分疋布，测温上限受到测温器件材料性质的限制，故所测温度不能太高。温度传感器是把温度转换为电量的测温器。常用的温度传感器有：金属热电阻和半导体热敏电阻、热
 单片机开发板
 AD转换
 参考电压源
 温度传感器
 模拟信号调理
 驱动电路
 加热元件
 

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 电偶、PN结型传感器和集成温度传感器、石英晶体温度传感器、涡流式温度传感器、电容式温度传感器等。采用集成温度传感器测量温度，具有省电、体积小、线性好、成本低等优点，而且能满足一般测温工作（－50℃~＋150℃）的需要，因此本设计使用集成温度传感器，型号为LM35（电压输出型）。传感器使用说明见附件1：《LM35数据手册》。
 4.3模拟信号调理
 1．调零与调满度半导体温度传感器有一个共同的特点，即其输出电压或电流与绝对温度成正比或线性关系。因为常用的温标为摄氏温度，而且为便于测量，希望在0℃（传感器插入冰水中）时，测温电路输出显示为0，在100℃（传感器插入沸水中廾）时，测温电路输出显示为100。因此，半导体测温电路中需要设计调零电路和调满度（也称调灵敏度）电路。2．放大与电平平移模拟传感器输出的信号通常为非标准双极性或单极性小信号，为实现数据采集，需适应A/D转换器输入电平要求，因此要对模拟信号进行放大和电平平移。
 4.4模拟信号A/D转换
 模拟信号需经A/D转换后，才能被采集到单片机中，完成后续的处理。4.5数码管显示4位数码管显示，电路设计参考硬件资料。
 4.6软件顶层流程图
 1．软件顶层流程图软件的部分顶层流程图如图42所示。
 

 开始
 系统初始化
 温度数据采集
 按键检测处理
 系统状态设置
 温度数据显示
 

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 图4.2软件顶层流程图
 2．软件组成框图主要包括主控程序、硬件接口程序、人机接口程序、处理算法程序、通用模块程序等，每个程序又由若干子程序或模块组成。软件的部分组成框图如图5.3所示。
 

 图4.3软件组成框图
 4.7加热器应用技术
 为实现温度的自动调节，实验装置需要设计一个加热器，.维力安智能科技___r智能温控系统设计订购
，并对其温度进行实时检测和闭环控制。实验项目采用单片机外接驱动电路控制大功率电阻，作为简易的加热装置。
 

 4.8设计资料
 附件1：LM35数据手册附件6：Proteus入门教程附件7：Multisim10仿真软件简介与使用
 主控程序
 硬件接口程序ADC初始化子程序
 按键检测子程序
 数码管显示子程序
 LED显示子程序
 中断处理模块
 PWM控制子程序
 

 

 …
 人机接口程序按键处理子程序
 系统显示子程序
 温度刷新子程序
 

 

 …处理算法程序温度处理子程序
 温度控制子程序
 PID计算子程序
 

 

 …
 

 

 …
 系统软件
 

 


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