溫度測(cè)量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)石化學(xué)院

溫度丈量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)石化學(xué)院溫度丈量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)石化學(xué)院溫度丈量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)石化學(xué)院北BEIJINGINSTITUTEOFPETROCHEMICALTECHNOLOGYIIII測(cè)部班20141101北京石油化工學(xué)院BEIJINGINSTITUTEOFPETROCHEMICALTECHNOLOGY電子工程設(shè)計(jì)（II）用紙目錄綱要：3一、設(shè)計(jì)要求41.電路設(shè)計(jì)42.程序設(shè)計(jì)43.系統(tǒng)聯(lián)調(diào)44.本學(xué)期關(guān)注的要點(diǎn)4二、系統(tǒng)框圖5三、單片機(jī)控制模塊設(shè)計(jì)與制作51、單片機(jī)模塊原理圖5四、鍵盤顯示模塊設(shè)計(jì)與制作61、顯示模塊原理圖6五、D/A模塊設(shè)計(jì)與制作61、模數(shù)變換原理圖6六、系統(tǒng)調(diào)試7七、故障清除14八、儀器、設(shè)施、元器件清單141、儀器設(shè)施及工具142、元器件清單15九、溫度丈量控制系統(tǒng)的作品整體顯現(xiàn)16十、總結(jié)、收獲與領(lǐng)會(huì)252北京石油化工學(xué)院BEIJINGINSTITUTEOFPETROCHEMICALTECHNOLOGY電子工程設(shè)計(jì)（II）用紙綱要：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用給現(xiàn)代工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域帶來(lái)了一次新的技術(shù)革命，自動(dòng)化、智能化均離不開單片機(jī)的應(yīng)用。單片機(jī)因?yàn)槠浼?xì)小的體積和極低的成本，寬泛的應(yīng)用于家用電器、工業(yè)控制等領(lǐng)域中。跟著電子技術(shù)的發(fā)展，假如說(shuō)微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)使現(xiàn)代的科學(xué)研究獲取了質(zhì)的飛騰，那么可編程控制器的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)控制測(cè)控領(lǐng)域帶來(lái)了一次新的革命。跟著人們生活質(zhì)量的提升，酒店廠房及家庭生活中都會(huì)見到溫度控制的影子，跟著社會(huì)的發(fā)展，溫度的控制要求也愈來(lái)愈高，關(guān)于室內(nèi)溫度控制也就相應(yīng)的不斷提升，而我們?cè)O(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)就是為了達(dá)到這樣的溫度控制要求而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。我們模擬制冷空調(diào)的控制過(guò)程?？梢燥@示目前溫度和設(shè)定溫度，顯示偏差不超過(guò)1℃，溫控偏差不超出±1℃。要點(diǎn)字：溫度丈量，溫度控制，單片機(jī)，鍵盤顯示，數(shù)模變換3北京石油化工學(xué)院BEIJINGINSTITUTEOFPETROCHEMICALTECHNOLOGY電子工程設(shè)計(jì)（II）用紙一、設(shè)計(jì)要求電路設(shè)計(jì)⑴核心單元—單片機(jī)應(yīng)用電路⑵模擬量接口—A/D、D/A電路⑶人機(jī)交互單元—顯示、鍵盤控制電路程序設(shè)計(jì)⑴控制模/數(shù)變換進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)收集。⑵控制數(shù)/模變換改變控溫元件工作狀態(tài)，進(jìn)行溫度控制。⑶控制鍵盤與顯示器，進(jìn)行控制溫度設(shè)定和丈量溫度顯示。⑷將溫度數(shù)據(jù)變換為顯示溫度數(shù)值的算法程序。⑸控制溫度精準(zhǔn)、安穩(wěn)變化的的算法程序。系統(tǒng)聯(lián)調(diào)⑴電路系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，配合測(cè)試程序?qū)崿F(xiàn)基本的測(cè)溫、控溫功能。⑵程序聯(lián)調(diào)，經(jīng)過(guò)電路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、安穩(wěn)的溫度控制。本學(xué)期關(guān)注的要點(diǎn)⑴設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)可以精準(zhǔn)、穩(wěn)固控制溫度的系統(tǒng)。⑵知道了一個(gè)典型的電子系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備哪些主要功能。⑶知道了一個(gè)典型電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程和工作方法。⑷知道怎樣設(shè)計(jì)測(cè)試方法、創(chuàng)建測(cè)試條件，對(duì)設(shè)計(jì)達(dá)成的電路模塊或電路系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，使電路或系統(tǒng)的功能、指標(biāo)充分顯現(xiàn)。⑸設(shè)計(jì)組裝的電路系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可以依據(jù)電路或系統(tǒng)的工作原理、自己掌握的專業(yè)知識(shí)以及累積的經(jīng)驗(yàn)，迅速確立故障范圍和故障原由。⑹掌握電路的設(shè)計(jì)方法，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、計(jì)算實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)要求。⑺組裝焊接電路，焊接靠譜雅觀。4北京石油化工學(xué)院BEIJINGINSTITUTEOFPETROCHEMICALTECHNOLOGY電子工程設(shè)計(jì)（II）用紙電子工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練的基本設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)小型溫度丈量二與、控系制統(tǒng)系統(tǒng)框圖---典型電子系統(tǒng)控制履行單元變傳0~100C°受控0~100C°驅(qū)送感測(cè)溫對(duì)象控溫動(dòng)器器器前向通道主控單元后向通道模/數(shù)單片機(jī)數(shù)/模變換器變換器顯示測(cè)輸入控人機(jī)交溫結(jié)果溫?cái)?shù)據(jù)互單元圖1溫度丈量控制系統(tǒng)總框圖三、單片機(jī)控制模塊設(shè)計(jì)與制作1、單片機(jī)模塊原理圖圖2單片機(jī)模塊原理圖5北京石油化工學(xué)院BEIJINGINSTITUTEOFPETROCHEMICALTECHNOLOGY電子工程設(shè)計(jì)（II）用紙四、鍵盤顯示模塊設(shè)計(jì)與制作1、顯示模塊原理圖VCCR8R9300300VCCJ11VCCVCC2L33C1L44100uFL55L66L77L88L99L1010L11L711D0L12L912D1L13L1113D2L14L1314D3L15L1515D4L16L1716D5L17L1917D6L18L21L1919L2020L21L1621A1L22L1422A2L23U7A23L24L241GNDL6GND226WR74HC32C4L8RDL8

LED1LED2a1a2a1a2f1g1b1f2g2b2f1g1b1f2g2b2e1c1e2c2e1c1e2c2d1dp1d2dp2d1dp1d2dp2243VCCVCC2VCC3VCC4U1U2U3U474LS27374LS27374LS27374LS273U6A2AY0435BY16Y217EY3374HC139U6B14AY012R9LINE11311R11BY1LINE2Y210R17LINE3159R21EY3LINE474HC139U7B6574HC32圖3顯示模塊原理圖

VCCR7R6300300R1R2R3R4J214.7K4.7K4.7K4.7K2VCC3R545R66R7R57U5R8874LS2444.7KR991020R10GNDVCC1018R111Y111162R19R121Y21A1ROW112144R15R131Y31A2ROW213126R13R141Y41A3ROW31498R7R152Y11A4ROW4157R5R162Y2ROW516511R172Y32A117313R182Y42A21815R192A319117R201G2A42019R212G21R222223242526五、D/A模塊設(shè)計(jì)與制作1、模數(shù)變換原理圖6北京石油化工學(xué)院BEIJINGINSTITUTEOFPETROCHEMICALTECHNOLOGY電子工程設(shè)計(jì)（II）用紙+5+5J1J2VCCVCC11VCCVCC2C1R32L333100uFR4L444R5L555R6L6+5U166R7L72018R777lsbDB0D0R8L8VccREF17R988L5DB1D1R9L9616R1199VinDB2D2R1L10Vin(+)15R13010R2DB3D3R110L1110k1914R15111DB4D4R111L12CLK-R13R17212DB5D5R112L13C3412R19313DB6D6R113L14150pfCLK-IN11R21SW1414msbDB7D7R1145R315INTRR115L161R22P3.2616CSR116L17C2717R117L182R8818RDRDR118L199919R219L20Vref/23R60207WRWDR220L21Vin(-)1218R221L22A-GND22210R222L23GND323R223L24ADC0801424GND24GND2525GNDGND2626圖4模數(shù)變換原理圖六、系統(tǒng)調(diào)試開環(huán)控制程序調(diào)試/*************************************************************************/#include"C8051F020.h"http://包括C8051F020硬件信息的頭文件#include"absacc.h"http://包括絕對(duì)地點(diǎn)接見信息的頭文件#include"data_define.c"#include"Init_Device.c"#defineADCXBYTE[0x2000]#defineDP1XBYTE[0x0000]#defineDP2XBYTE[0x0001]#defineDP3XBYTE[0x0002]#defineDP4XBYTE[0x0003]#defineCS2XBYTE[0x4000]#defineTIMER0x80unsignedchartable[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};unsignedintkey=0;unsignedchard=0x80;ucharflag;voiddelay(void);voiddisplay(unsignedcharx,unsignedchary);/************************************************初始化*************************************************/7北京石油化工學(xué)院BEIJINGINSTITUTEOFPETROCHEMICALTECHNOLOGY電子工程設(shè)計(jì)（II）用紙voidinit( ){Init_Device( );CS2=0x80;DP1=0xff;DP2=0xff;DP3=0xff;DP4=0xff;}/************************************************讀取溫度*************************************************/voidtep(void){unsignedlongintadc=0;unsignedchary=0,z=0;unsignedchard1=0,d2=0;ADC=adc;/*啟動(dòng)A/D變換*/delay( );/*等候A/D變換結(jié)束*/adc=ADC;d1=d&0x0f;//AD值d2=d&0xf0;d2=d2>>4;display(1,d1);display(2,d2);adc=(adc*100)/256;//溫度值z(mì)=adc/10;display(4,z);y=adc%10;display(3,y);}voidkeyboard( ){unsignedcharx;ucharl_val,r_val,r_state,temp,conter,c;8北京石油化工學(xué)院BEIJINGINSTITUTEOFPETROCHEMICALTECHNOLOGY電子工程設(shè)計(jì)（II）用紙key=0x0004;x=1;c=XBYTE[key];if(r_state=~c&0x1f){for(conter=1,temp=0x01;conter<6;++conter,temp=temp<<1)if((r_state&temp)!=0){r_val=conter;l_val=x;if(r_val==1&&l_val==1){if(flag==0){flag=0xff;d=d+1;CS2=d;}}elseif(r_val==5&&l_val==1){if(flag==0){flag=0xff;d=d-1;CS2=d;}}}}elseflag=0x00;}voidmain(void){init( );flag=0x00;while(1)9北京石油化工學(xué)院BEIJINGINSTITUTEOFPETROCHEMICALTECHNOLOGY電子工程設(shè)計(jì)（II）用紙{tep( );keyboard( );}}voiddisplay(unsignedcharx,unsignedchary)/*數(shù)值顯示函數(shù)*/{if(x==3)DP3=table[y];elseif(x==4)DP4=table[y];elseif(x==2)DP2=table[y];elseDP1=table[y];}voiddelay(void)/*延時(shí)函數(shù)*/{unsignedinti;for(i=0;i<TIMER;++i);for(i=0;i<TIMER;++i);for(i=0;i<TIMER;++i);}閉環(huán)控制程序調(diào)試/*************************************************************************/#include"C8051F020.h"http://包括C8051F020硬件信息的頭文件#include"absacc.h"http://包括絕對(duì)地點(diǎn)接見信息的頭文件#include"data_define.c"#include"Init_Device.c"#defineADCXBYTE[0x2000]#defineDP1XBYTE[0x0000]#defineDP2XBYTE[0x0001]#defineDP3XBYTE[0x0002]#defineDP4XBYTE[0x0003]#defineCS2XBYTE[0x4000]#defineTIMER0x80unsignedchartable[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};unsignedintkey=0;unsignedchard=0x80;unsignedcharinput1=0,input2=0;unsignedcharinput=0;unsignedchary=0,z=0;ucharflag;10北京石油化工學(xué)院BEIJINGINSTITUTEOFPETROCHEMICALTECHNOLOGY電子工程設(shè)計(jì)（II）用紙voiddelay(void);voiddisplay(unsignedcharx,unsignedchary);/************************************************自定義延緩*************************************************/voiddelay_ms( ){unsignedinti;for(i=0;i<=400;i++)delay( );}/************************************************初始化*************************************************/voidinit( ){Init_Device( );CS2=0x80;DP1=0xff;DP2=0xff;DP3=0xff;DP4=0xff;}/************************************************讀取溫度*************************************************/voidtep(void){unsignedlongintadc=0;unsignedchard1=0,d2=0;ADC=adc;/*啟動(dòng)A/D變換*/delay( );/*等候A/D變換結(jié)束*/adc=ADC;display(1,input1);display(2,input2);11北京石油化工學(xué)院BEIJINGINSTITUTEOFPETROCHEMICALTECHNOLOGY電子工程設(shè)計(jì)（II）用紙adc=(adc*100)/256;//溫度值z(mì)=adc/10;display(4,z);y=adc%10;display(3,y);}/************************************************鍵盤*************************************************/voidkeyboard( ){unsignedcharx;ucharl_val,r_val,r_state,temp,conter,c;key=0x0004;for(x=1;x<5;x++,key++){c=XBYTE[key];if(r_state=~c&0x1f){for(conter=1,temp=0x01;conter<6;++conter,temp=temp<<1)if((r_state&temp)!=0){r_val=conter;l_val=x;if((r_val>=1&&r_val<6)&&(l_val>=1&&l_val<=2))//+1{if(flag==0){delay_ms( );if(flag==0){flag=0xff;input2=(l_val-1)*5+(r_val-1);}}}elseif((r_val>=1&&r_val<6)&&(l_val>=3&&l_val<=4))//-1{12北京石油化工學(xué)院BEIJINGINSTITUTEOFPETROCHEMICALTECHNOLOGY電子工程設(shè)計(jì)（II）用紙if(flag==0){delay_ms( );if(flag==0){flag=0xff;input1=(l_val-3)*5+(r_val-1);}}}}}elseflag=0x00;}}voidmain(void){init( );flag=0x00;while(1){tep( );keyboard( );input=input2*10+input1;if(input<=(z*10+y)){d=0x00;CS2=d;}else{d=0xff;CS2=d;}}}/************************************************數(shù)值顯示函數(shù)13北京石油化工學(xué)院BEIJINGINSTITUTEOFPETROCHEMICALTECHNOLOGY電子工程設(shè)計(jì)（II）用紙*************************************************/voiddisplay(unsignedcharx,unsignedchary){if(x==3)DP3=table[y];elseif(x==4)DP4=table[y];elseif(x==2)DP2=table[y];elseDP1=table[y];}voiddelay(void)/*延時(shí)函數(shù)*/{unsignedinti;for(i=0;i<TIMER;++i);for(i=0;i<TIMER;++i);for(i=0;i<TIMER;++i);}七、故障清除這學(xué)期我們感覺的壓力很大，因?yàn)檫@學(xué)期的電路比上學(xué)期的難度大太多，特別開始的時(shí)候我們的數(shù)碼管那塊板塊焊完了卻果檢查出來(lái)電路焊錯(cuò),當(dāng)時(shí)真的想放棄了，可是仍是堅(jiān)持了下來(lái)，把線全拆了從頭開始焊！終于，當(dāng)心的焊完了電路。在接下來(lái)的調(diào)試過(guò)程中，也會(huì)出現(xiàn)很多小問(wèn)題，比方數(shù)碼管顯示不完整等常有現(xiàn)象，,還有一些虛焊的問(wèn)題,接觸不良問(wèn)題,最后經(jīng)過(guò)仔細(xì)調(diào)試都一一解決.在編程過(guò)程中，因?yàn)閷?duì)c語(yǔ)言知識(shí)認(rèn)識(shí)不多，可是在劉知己,閆碩，穆詩(shī)瑤等人的的幫助下，我們順利的達(dá)成了一個(gè)個(gè)程序，在這我們要感謝他們。八、儀器、設(shè)施、元器件清單1、儀器設(shè)施及工具萬(wàn)用表示波器電烙鐵剝線鉗鑷子、電源試驗(yàn)臺(tái)14北京石油化工學(xué)院BEIJINGINSTITUTEOFPETROCHEMICALTECHNOLOGY電子工程設(shè)計(jì)（II）用紙2、元器件清單鍵盤顯示電路元器件器件個(gè)數(shù)數(shù)碼管226管腳排針274LS273474LS244174LS138174LAS004電阻300Ω4電阻4.7KΩ5鍵盤1DIP40IC插座1DIP20IC插座1DIP16IC插座1DIP14IC插座1線路板1導(dǎo)線、焊錫若干數(shù)/模變換電路元器件器件個(gè)數(shù)26管腳排針2芯片DAC08321NE55321芯片底座3電阻7.5、K15K、30K各一個(gè)線路板1導(dǎo)線、焊錫若干單片機(jī)電路圖26管腳排針2C8051F023174LS3731芯片底座174LS1371線路板1導(dǎo)線、焊錫若干15北京石油化工學(xué)院BEIJINGINSTITUTEOFPETROCHEMICALTECHNOLOGY電子工程設(shè)計(jì)（II）用紙九、溫度丈量控制系統(tǒng)的作品整體顯現(xiàn)自己攝影?。。。?！十、總結(jié)、收獲與領(lǐng)會(huì)經(jīng)過(guò)本次實(shí)訓(xùn)，我們最不單嫻熟掌握了自動(dòng)控制的知識(shí)，并且也擁有了實(shí)質(zhì)設(shè)計(jì)的能力，具備了一線工作人員應(yīng)具備的基本素質(zhì)。本次實(shí)訓(xùn)，更是在老師的指導(dǎo)和幫助下，借助學(xué)校給我們供給的物質(zhì)平臺(tái)，培育自己剖析、解決實(shí)質(zhì)問(wèn)題的能力和勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神的起點(diǎn)。我們?cè)诒敬螌?shí)訓(xùn)中得益非淺，但我們不可以把這些能力的獲