一种基于单片机的温度监控系统设计.pdf

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一种基于单片机的温度监控系统设计叫一咖愀叫输㈣觧电路卜—胡晓玲,康海静在工业控制领域,温度控制的应用非常广泛,控制精度的高低直接影响到产品的质量及使用寿命,研究和设计高性能的温度控制系统具有非常重要的意义。目前控制算法的多样化也为温度控制提供了便利条件,应用较为普遍的有比例积分微分刂啤⒛:刂等蒥。本文根据某温控设备的控制要求设计了一种以单片机为核心的监控系统。系统采用热电偶温度传感器测温,利用位置式惴ǎ迪至宋露鹊氖凳奔测、超限报警、显示与控制等功能。低秤布杓本系统主要由热电偶温度传感器、低噪声精密运算放大器、双积分型疍转换器⒖杀喑定时/计数接口芯片、テ绕骷成‘引。系统框图如图尽电源模块分模拟电源和数字电源两大部分,分别对本机的模拟电路和数字电路供电,地线各自独立,按疍转换器的要求只在疍转换器处将模拟地和数字地相连。数字电源和模拟电源都采用三端稳压块稳压,在个别要求电源精度较高的场合选用低温漂稳压二极管进行二级稳压。温度采集模块温度数据采集模块灌匀鹊缗嘉露却ǜ衅魑:心部件,将温度变化量转化为电压信号,经精密运算放大器进行放大,/;黄鹘懈呔ǘ饶J;弧疍转换后,往往要进行相应的换算,得到系统所需要的数据。之后将数据送往单片机,此信号一部分送往显示模块,以提供实时数据的显示;另一部分送往控制模块,将实时数据与目标数据对比,继而进行控制。图中采用接口电路是为系统升级为具有多路温度检测控制功能而设置的。度传感嚣、运算放大嚣、疍转换器等构成温度采集模块,通过对采集到的温度数据值进行比例积分微分运算处理,并采用肷献』型ㄐ牛迪忠恢治露燃嗫叵低车纳杓啤J笛楸砻鞲孟低尘哂凶;凰俣瓤臁⒕ǘ雀摺⒖刂颇芰η康忍氐恪关键词:单片机;温度传感器;比例积分微分控制;数据采集电源模块楹欧糯蟮骼淼缏啥祭砉ご笱Чこ碳际跹г四川乐山摘要:对现场参量准确的测量是高性能温度控制的基础。以单片机魑N露燃嗫睾诵牟考捎萌鹊缗嘉中图分类号:文献标识码:文章编号:—一,緄珹/—收稿日期:一—一一看门狗电路图系统框图,:,甌——.琫:籺;籨R癵。,,,,温度传感器裕琂、模块臘转换电路?超限撤警’
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:输出控制电路主要包括驱动和执行两部分。可用达林顿阵列醋髑刂平涣鞴烫电器猄械乃蚩煽毓璧墓囟虾偷纪ǎ员切断或接通加热电源。原理是采用双向可控硅交流“调功”方式控制加热电热丝发热量,即在每一个控制周期时间内,改变加在电热负载上交流电压半波的个数来调节电热丝的发热量。显示与报警显示模块由牍芎颓缏纷槌伞1ň统采用声光报警由发光二极管,扬声器及驱动电路组成,当单片机发出超限报警信号,将驱动发光二极管和扬声器实现报警。看门狗电路为了防止系统受干扰而使程序丢失,或走进死循环而使系统死机,应加人看门狗电路,以保证系统的可靠性和稳定性。本系统采用常用的集成看门狗电路琗是一种集看门狗、电压监控和串行三种功能于一体的可编程电路。低橙砑杓系统程序的控制思想如下:设置目标温度后,系统对炉温采样,并通过预设温度、当前温度、历史偏差等进行怂悴涑霾问ü貌问刂萍尤仁奔洌从而调节加热器的平均功率,实现系统的刂啤整体功能通过主程序、串行通信中断服务程序、制子程序等配合实现。这里主要介绍主程序流程和刂谱映绦蛄鞒獭O低呈紫瘸跏蓟疘/⒍时器、等部件,然后进入主循环,进行温度采样和相关处理。本系统软