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文档分类:高等教育 > 实验设计

水温设计作品报告书.doc


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水温设计作品报告书.doc
文档介绍:
广西交通职业技术学院信息工程系
期考作品报告书
题目: 水温控制器的设计
课程课程设计
班级电信06
学号 2006415020、2006415003、2006415013
姓名刘美芳、陈小冰、黄晓坡
任课教师成世龙
二OO 九年一月
《课程设计》期末作品考试报告书
目录
一、期考作品设计目标 2
二、期考作品设计方案论证与比较 3
2.1 主控模块的设计 3
2.2显示模块的设计 3
2.3单片机的选择 4
三、期考作品设计内容及制作步骤 5
3.1、电路基本总框图及工作原理: 5
3.2 主要单元电路的设计 6
3.2.1主控模块的设计 6
3.2.2 温度采集模块的设计 7
3.2.3指示灯电路的设计 7
3.2.4显示模块的设计 8
3.2.5 加热器控制模块的设计 8
四、期考作品调试过程分析 9
五、期考作品设计制作总结 9
六、期考作品提交及演示 10
七、致谢词 11
八、参考资料 11
附录一:系统电路图 12
附录二电路元件清单 13
一、期考作品设计目标
1、这次期末作品选题当中,经过与组员的讨论,最终选择做水温控制器的设计。其所要求的基本功能如下:
基本要求:
①测温和控温范围:25℃~80℃
②控温精度为±5℃
③实现绝对温度K与摄氏温度℃的转换
发挥部分:
①测温和控温范围增加为:0℃~100℃
②控温精度为±1℃
③控温输出接继电器,控制加热器件,实现温度的自动控制
④其他
2、本作品采用的温度传感器是DS18B20,能过单片机将其采集到水温的数据,进行处理,并用1620液晶显示当前显示水温的温度,当水温的温度没有达到要求时,加热器一直给水加热,直到水的温度达到设定的要求时,加热器才停止加热,此过程是自动进行的,不需要人为进行手动控制。本作品除了实现其功能之外,还具备灯指示的作用,以此使得人更清楚该加热器是处于何种工作状态,是处于加热状态还是停止加热。因此该作品更适合于一些工作忙碌的工作者使用。
二、期考作品设计方案论证与比较
2.1 主控模块的设计
方案一:用单片机的知识来设计电路
本次作品采用编程的方法来实现作品的要求,运用AT89S52作为主控模块,采用温度传DS18B20感器来采集水温的温度,将采集的温度传给单片机进行处理,从而来控制加热器的工作,最终通过液晶显示器1602显示水温的温度,以及人为设置水温的最高温度。
此种方法硬件设计简单,调试方便,但成本相对会比较高
方案二:用数电和模电的知识来设计电路
由温度传感器、K――0C变换、温度设置、数字显示和输出功率级等部件组成,采用AD590温度传感器将温度信号转换成电流或电压信号,K――0C变换器将绝对温度K转换成摄氏温度0C。
虽然该方案不用编程,但其硬件比较复杂,且不易调试,所以综合各项因素的考虑,最终采用方案一,而不用方案二。
2.2显示模块的设计
方案一:采用数码管显示
数码管主要是用来显示数字,而且价格也比较便宜,但本作品显示的数据比较多,若用数码管则焊接工作量大,故在此作品制作当中不使用它。
方案二:采用液晶显示
液晶显示虽然主要是用来显示大量的汉字、数据、和图形,价格也比较贵,但此作品设计中显示数字相对比较多,而且它的外围电路简单,可以显示较多的数字且显示的数据清晰、明了,故作品制作当中使用它。
2.3单片机的选择
方案一:采用AT89S52单片机
用以AT89S52为核心的单片机控制方案,AT89S52有较大程序存储空间和数据存储空间易于实现,AT89S52内部置有ISP在线编程技术可以应用下载线直接连到计算机的并口就可烧写程序,可代替市场上专用的程序烧写器,既经济又实用。进而提高了系统性价比。
方案二:采用AT89C51单片机
用AT89C51作为主控制系统易于实现,但其不支持ISP在线编程技术,需要专用的烧写器来烧写程序,成本高,进而降低了系统性价比。
三、期考作品设计内容及制作步骤
3.1、电路基本总框图及工作原理:



DS18B20
1602液晶显示模块
功率继电器
键盘扫描
电源模块
加热器
工作原理:
本作品采用AT89S52为主控模块,运用键盘来设置水温的上、下限温度,采用DS18B20温度传感器,将其采集的信号给单片机进行处理,与设置的温度进行比较,从而来控制功率继电器的工作,以此来控制加热器,若采集的温度大于设置的温度,则加热器停止工作,
此时指示灯熄灭,若采集的温度小于设置的温度,则加热器继续工作,此时指示灯处于闪烁状态,以便人们方便的了解此时水温的温度,从而实现加热器的自动功能。
3.2 主要单元电路的设计
3.2.1主控模块的设计
AT89S52单片机是双列直插40引脚的集成电路芯片,MCS-51单片机共有4个8位的I/O口(P0、P1、P2、P3),每一条I/O线都能独立地作输出或输入。P0口为三态双向口,能带8个TTL门电路,P1、P2、和P3口为准双向口,负载能力为4个TTL门电路。
MCS-51单片机第20引脚为接地端;第40引脚为电源端;第31引脚需要接高电位使单片机选用内部程序存储器;第18、19脚之间接上一个12MHz的晶振为单片机提供时钟信号;第9脚为复位脚,当其接高电位时,单片机停止当前工作并恢复到初始状态。电路连接如图所示:
3.2.2 温度采集模块的设计
本作品采用数字式温度传感器DS18B20,其可以与单片机I/O口直接连接,不需要外接A/D转换模块。将DS18B20采集到的水温温度传给单片机进行处理,由1602液晶显示当前的温度。DS18B20的性能特点如下:
1.独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信;
2.可通过数据线供电,电压范围为3.0~5.5V;
3.温度测量范围为-55℃~+125℃;
4.测温分辨率可达0.0625℃;
5.温度以9位或12位A/D转换。
DS18B20采用3脚PR-35封装,其电路下图所示:
3.2.3指示灯电路的设计
本作品采用发光二极管来指示加热器的工作状态,当加热器工作时发光二极管闪烁,当加热器停止工作时,发光二极管停止闪烁。其相应的电路图如下:
3.2.4显示模块的设计
本作品采用1602液晶显示,显示由温度传感器DS18B20采集的信号由单片机经过处理之后,显示当前采集的温度,以及所设置的温度上限值和下限值。其电路图如下:
3.2.5 加热器控制模块的设计
本作品采用功率继电器来实现弱电控制强电,用单片机来控制三极管的导通与不导通来控制功率继电器的的常开端吸合还是不吸合,来控制热得快的工作也不工作。当水温的温度达到设定的温度时,给单片机的口线高电平使得三极管导通,三极管导通时,有电流通过功率继电器的线圈,使得刀柄打到常开端,热得快开始工作,当三极管截止时,没有电流流过功率继电器的线圈时,刀柄仍是打到常闭端,此时热得快停止工作。其相应的电路如下: 内容来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.