毕业设计 水温控制系统设计,共32页,13593字 摘 要 本系统为水温控制系统,其目的为了控制水的温度,一般控制系统都是使用单片机实现控制功能,本系统也不例外,又为了实现拓展功能-语音播报功能,权衡一下选择比较好的实现方案——使用凌阳单片机。 若采用89C51系列的单片机,还需要外加语音芯片,因此本系统采用具有语音信号处理功能的凌阳十六位单片机SPCE061A实现对水的温度控制,利用SPCE061A的简易开发板“61板”可以在线编程在线调试,并且开发环境友好易用可直接调用语音播放函数,基于这些优点可大大得简化工作量,缩短开发时间。 “61板”上具有按键电路,可用来设置想要的温度值;凌阳单片机的一大主要特色是具有语音信号处理功能,我们这里使用它的语音输出功能,可直接使用它的 “61板”上的音频输出电路,通过SPY0030功率放大器,驱动喇叭,完成语音播报功能。 数据采集使用在高温和氧化性介质中物理化学性能很稳定的PT1000,把采集的温度信号通过放大器放大之后送到单片机的模数转换端口(7个通道将模拟量信号转换为数字量信号,可直接通过引线IOA0-IOA6)这里我们选择IOA3口,通过PID算法我们编写程序写进单片机,比较设定值与当前值大小,然后产生相应的控制信号,输出到IOA4口来控制继电器的闭合或断开,从而控制热电炉。同时,本系统的数码显示电路,可用来显示温度的设定值和当前值. 关键字:SPCEL61A单片机;Pt1000;PID算法 目 录 引言………………………………………………………………………………… 1 水温控制系统的设计要求…………………………………………………………… 2系统硬件电路设计方案的选取…………………………………………………… 2.1测量部分…………………………………………………………………………………… 2.2驱动控制部分……………………………………………………………………………… 2.3电路方框图及说明………………………………………………………………………… 3 系统硬件电路设计……………………………………………………………………… 3.1主控部分电路设计………………………………………………………………………… 3.1.1 CPU介绍…………………………………………………………………………………. 3.1.2 SPCE061A简介…………………………………………………………………………… 3.1.3 芯片的引脚排列和说明………………………………………………………………… 3.1.4 CPU与其外围电路设计连接…………………………………………………………… 3.2 键盘设置电路设计……………………………………………………………………… 3.2.1 键的特性及去抖方法…………………………………………………………………… 3.2.2本系统中的去抖方法…………………………………………………………………… 3.3 数码显示电路设计……………………………………………………………………… 3.3.1 数码管简单介绍………………………………………………………………………… 3.3.2 LED数码显示器的连接与编程………………………………………………………… 3.3.3 LED数码显示器件的检测……………………………………………………………… 3.3.4数码管显示电路设计及电路分析……………………………………………………… 3.4 音频输出电路设计……………………………………………………………………… 3.4.1 SPY0030功率放大器的介绍…………………………………………………………… 3.4.2 功率放大电路及电路分析……………………………………………………………… 3.5 热电炉控制电路设计…………………………………………………………………… 3.5.1 继电器的介绍………………………………………………………………………… 3.5.2 继电器控制电路及电路分析………………………………………………………… 3.6 测温部分电路设计……………………………………………………………………… 3.6.1 Pt1000的介绍………………………………………………………………………… 3.6.2数据采集电路设计……………………………………………………………………. 3.6.3 使用芯片LM324介绍…………………………………………………………….. 4软件设计……………………………………………………………………………… 4.1 PID控制算法介绍………………………………………………………………… 4.1.1PID各控制环节的作用……………………………………………………………… 4.1.2PID控制算式的数字化…………………………………………………………… 4.1.3 数字PID控制的工程实现……………………………………………………………… 4.1.4智能PID控制……………………………………………………………………………. 4.2 程序结构图……………………………………………………………………………… 4.3 主程序流程图分析……………………………………………………………………… 4.4 中断流程图………………………………………………………………………………… 5 电路板设计………………………………………………………………………………. 5.1 Protel 99简介…………………………………………………………………………….. 5.2 设计原理图………………………………………………………………………………… 5.3 焊接…………………………………………………………………………………….. 6 调试测试做准备工作…………………………………………………………… 6.1 “61板”的焊接……………………………………………………………………………… 6.2 “61板”的检测…………………………………………………………………………… 6.3 “61板”特色……………………………………………………………………………… 6.4 “61板”接口说明………………………………………………………………………… 6.4.1 输入/输出(I/O)接口……………………………………………………………………. 6.4.2音频输入/输出接口…………………………………………………………………… 6.4.3 在线调试器PROBE和EZ_PROBE接口……………………………………………… 6.4.4 电源接口………………………………………………………………… 6.4.5 外部复位………………………………………………………………… 6.5 十六位单片机集成开发环境简介……………………………………………………… 7 实现水温控制的调试测试过程……………………………………………………… 7.1 利用“61板”实现本系统电路功能 ……………………………………………………… 7.2 整块板的组装与测试………………………………………………………………… 7.3 调试………………………………………………………………………………………… 7.4 测试方法和测试结果……………………………………………………………………. 8 总结………………………………………………………………………………………. 谢辞………………………………………………………………………………… 参考文献………………………………………………………………………………… 附录………………………………………………………………………………… |
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