智能溫控器作業(yè)

1、姓名:馬波學號:0902040146專業(yè):測控0901智能水溫控制器該產品以單片機和傳感器為基礎，實行了自動采集熱水和冷水的溫度信號，經過單片機的計算，輸出客戶需要得水溫，總之，不管輸入端水溫如何變化，但輸出的混合水溫是恒定的(該產品可以解決用戶在洗澡過程中所遇到水溫不斷變化的問題)。產品介紹此產品的有溫度調控器、單片機、P100溫度傳感器、直流電動機、三通球閥組成，在混合水處有溫度傳感器檢測混合后水溫，然后將檢測的信號輸入的單片機，單片機將輸入預定值與檢測溫度進行比較、計算，輸出信號去調控閥門的兩個輸入口所開角度大小，從而決定了熱水和冷水的比例，實現(xiàn)輸出預定值。(該圖僅供參考，具體實物還在制

2、作過程中)注：產品二是我們最近研究出來的產品，具體的成本還沒有進行預算。電路分析此電路以AT89C52單片機為核心，由單片機完成對檢測到的熱水和冷水及出水口的混合水溫度數(shù)據的采集、處理和控制，其中溫度的采集由PT100完成.此閥門還要求隨時能調節(jié)水溫，并且能夠顯示預設溫度，這都將由單機的軟件與硬件組合后實現(xiàn)在后面給出詳細解釋。電路圖1）溫度輸入：溫度的采集由PT100完成，因對溫度要求精度高，所以此處采用PT100完成，為減小PT100的延時作用，我們將定制我們自己原件。為減小誤差同時將電阻的變化轉換為電壓的變化，此處采用文氏電橋的結構如圖（3）（R1為PT100，R4為滑動變阻器） R1R3

3、R4R2UiUo圖(3)由公式Uo=Ui*（R1+R）/(R1+R+R2)-R3/(R3+R4)）可知電橋調零后此公式可變?yōu)閁o=Ui*（R1+R）/(R1+R+R2)-0.5）由公式 Rt=R0*（1+A*t+B*t*t）A、 B分別為常數(shù)（A=0.003908，B=0.0000005775）Rt100電阻分度表為：電阻0123456789阻值注：因為我們做的是水溫控制，所以此處我僅作0-100的電阻分度表由上面的公式可知：當Ui=5v、Rt=138.5歐姆時其理論輸出值為： Uo=5*（138.5/238.5-0.5）v0.4036v經十倍放大后：(A為放大倍數(shù)) U=Uo*A =4.03

4、6v即ADC0809的基準電壓為4.036v， ADC0809通道選擇有74LS373鎖存的控制信號決定經延時130微妙后單片機從P0口讀取溫度信息。等待調用。2）脈沖時間測定：脈沖時間測定模塊中采用+5v對流量計供電，利用三態(tài)門決定將冷水流量計或熱水流量計中的一個與單片機外部中斷1引腳接通，使得單片機的外部中斷1引腳接收到流量計送來矩形脈沖信號。預先將單片機的工作方式定義為定時器1工作在方式1，工作方式為定時方式。當一個三態(tài)門導通時外部中斷1引腳等待低電平的出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)低電平則進入定時狀態(tài)，直到外部中斷1引腳再次出現(xiàn)高電平時退出中斷，并將定時的值返回給主程序。其中三態(tài)門的通斷由單片機的P1

5、.0、P1.1控制。3）溫度顯示：溫度顯示模塊由串行口RXD引腳提供串行數(shù)字信號，經74LS74轉換成并行數(shù)據，經330歐姆的電阻限流后傳輸給7段數(shù)碼管。7段數(shù)碼管的位選由單片機的P2.5、P2.6控制三極管完成。通過對P2.5、P2.6賦以不同的數(shù)值使得三極管導通或者截止從而達到位選的目的。4）溫度調節(jié)：因為隨時都有可能去調節(jié)溫度，所以就要求一旦有鍵按下單片機就必須立即無條件響應。因此對于溫度的調節(jié)采用最高級別的中斷即外部中斷0。兩個按鈕點動開關的公共端接至+5v電源，經限流后傳給與非門，一旦有一個鍵按下即有一個輸入變?yōu)楦唠娖竭@時與非門將輸出低電平，此時單片機就能立即響應外部中斷0，在外部中

6、斷的子程序中實現(xiàn)對P2.0、P2.1的掃描，從決定對輸出水的溫度的升溫或者降溫。工作原理我們設計的智能調節(jié)閥從外觀看有一個出水口和兩個進水口（一個熱水入水口和一個冷水入水口）組成。其內部結構為熱水入口下方的管道內有一個內置PT100其位置位于管道中心位置與管道的軸心線平行，再往下去時就是測流量的傳感器，再往下就是一個由電機驅動的閥門，其閥門出口接至冷水與熱水的混合器。冷水的通道結構與熱水通道結構相同，此處不多做陳述。電路結構首先將PT100測的信號AT89C5,AT89C52經一定的算法處理決定電機的正反轉來改變兩個入水口閥門的開度大小，從而引起流量的變化，使傳感器測得值發(fā)生變化，再經AT89

7、C52單片機處理后反復驅動電機來改變閥門開度大小，從而得到預設水溫。其中預設水溫值由外電路經按鍵操作輸入AT89C52單片機。概述：基于熱量計算公式Q=C*M*T（Q為熱量，C為比熱容，M為質量，T為溫度。）設：Q1為熱水的熱量，Q2為冷水的熱量，Q3為混合后的熱量由能量守恒可知： Q1+Q2=Q3所以：C*M1*T1+C*M2*T2=C*M3*T3由 M=P*V(此公式內P為液體密度，V為液體體積。)由上得： V1*T1+V2*T2=V3*T3管道內流過液體體積為： V=vst (v為液體流動速度，s為管道橫截面積，t為液體已流時間。)所以上式可變?yōu)椋簐1*s*t*T1+ v2*s*t*t2

8、= v3*s*t*T3上式可化簡為：v1*T1+ v2*t2= v3*T3又因為流量計輸出為形式為3600脈沖每噸水,所以任何一個時刻的水流速度都將在脈沖寬度上反映出來，其大致對應關系為：v =1000/（s*t）所以上式可變?yōu)椋篢1/ t 1+T2/ t 2=T3/ t3有上述推導可知對水熱量的測量可以變?yōu)閷λ疁睾蜁r間的測量,故可以根據此來設計電路。程序框圖開始開通相應端口開始轉換轉換延時到返回結果NAD轉換模塊延時消抖開始P20=1P21=1A=+aA=-a延時延時水溫設定NYY返回結果開始開低位關高位送高位數(shù)據延時到開高位關低位送低位數(shù)據返回LED顯示延時到NNYY電路（1）程序#inc

9、lude#include sbit p3_3=p33; int a=42, b, i, j, m, l, o, p, n,R; float t1, t2, t3, E, F, D, t ,G;/AD輸入ad(D) delay4(); /等待轉換完成t=P1;Return(); delay4()for(o=0;o130;o+); /脈沖時間的測定Interrupt2() TMOD = 0x90;/定時器T1工作在方式1 TH1=0; TL1=0; TR1=1; While(p3_3=1);/準備計時 TR1=1; While(p3_3=0);/開始計時 While(p3_3=1);/停止計時 T

10、R1=0; Readt();Return(T);Readt() Do G=T; TH-high=TH1; While(TH-high!=TH1)/判定讀取是否正確 /水溫設定Interrupt0()DELAY0();I(p20=1) /減水溫a=-a;b=a;delay1();If(p21=0) /升水溫 a=+a; b=a; delay1();Return(a);delay0() /延時10ms進行消抖 for(i=0;i50;i+) For(r=0;r20;r+) led(); Delay1()for(j=0;j50;j+) /延時0.1S p25=!p25; for(k=0;k50;k+

11、) p26=!p26;for(n=0;n4;n+) led();/水溫顯示led() p25=1;p26=0;a=b; a=a&0x7fh;/取低7位sbuf=a;delay3();p26=1;p25=0;a=b;a=a/07fh; /取高7位sbuf=a;delay3(); delay3() for(m=0;m10;m+);main ( )M() p0=02h; /in2輸入（混合水溫度） ad(t3); t3=t; led(); if(t3=b) M(); p0=00h; /in0輸入（冷水溫度） ad(t1); t1=t; led(); p0=01h; /in1輸入（熱水溫度） ad(t2); t2=t; LED(); p1=00h; /輸入熱水時間 ie=0ffh; ip=0ffh; p10=1; /開熱水三態(tài)門m1() if (int1=0) /等待低電平出現(xiàn) m1(); Else E=G;