文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 高精度恒温水浴控制器的设计

高精度恒温水浴控制器的设计

高精度恒温水浴控制器的设计
高精度恒温水浴控制器的设计

基于单片机的恒温箱控制器的设计

唐山学院 测控系统原理课程设计 题目恒温箱控制器的设计 系 (部) 机电工程系 班级 姓名 学号 指导教师 2014 年 03 月 02 日至 03 月 13 日共两周 2014年 03 月 13 日

测控系统原理课程设计任务书 一、设计题目、内容及要求 1、设计题目:恒温箱控制器的设计 2、设计内容:运用所学单片机、模拟和数字电路、以及测控系统原理与设计等方面的知识,设计出一台以AT89C52为核心的恒温箱控制器,对恒温箱的温度进行控制。完成恒温箱温度的检测、控制信号的输出、显示及键盘接口电路等部分的软、硬件设计,A/D和D/A 转换器件可自行确定,利用按键(自行定义)进行温度的设定,同时将当前温度的测量值显示在LED上。 恒温箱控制器要求如下: 1)目标稳定温度范围为100摄氏度——50摄氏度; 2)以PID控制算法实现控制精度为±1度; 3)温度传感器输入量程:30摄氏度——120摄氏度,电流4——20mA; 4)加热器为交流220V,1000W电炉。 3、设计要求: 1)硬件部分包括微处理器(MCU)、D/A转换、输出通道单元、键盘、显示等; 2)软件部分包括键盘扫描、D / A转换、输出控制、显示等; 3)用PROTEUS软件仿真实现; 4)用Protel画出系统的硬件电路图; 5)撰写设计说明书一份(不少于2000字),阐述系统的工作原理和软、硬件设计方法,重点阐述系统组成框图、硬件原理设计和软件程序流程图。说明书应包括封面、任务书、目录、摘要、正文、参考文献(资料)等内容,以及硬件电路图和软件程序框图等材料。 二、设计原始资料 Proteus 及KEIL51仿真软件,及软件使用说明。 三、要求的设计成果(课程设计说明书、设计实物、图纸等) 设计说明书一份(不少于2000字)。

温度控制器的设计与制作共13页

温度控制器的设计与制作 一、功能要求 设计并制作一个温度控制器,用于自动接通或断开室内的电加热设备,从而使室内温度达到设定温度要求,并能实时显示室内温度。当室内温度大于等于设定温度时,控制器断 ?时,控制器接通电加热设备。 开电加热设备;当室内温度比设定温度小2C 控温范围:0~51C? 控温精度:≤1C? 二、硬件系统设计 1.硬件系统由七部分组成,即单片机及看门狗电路、温度检测电路、控制输出电路、键盘电路、显示电路、设置温度储存电路及电源电路。 (1)单片机及看门狗电路 根据设计所需的单片机的内部资源(程序存储器的容量、数据存储器的容量及I/O口数量),选择AT89C51-24PC较合适。为了防止程序跑飞,导致温度失控,进而引起可怕的后果,本设计加入了硬件看门狗电路IMP813L,如果它的WDI脚不处于浮空状态,在1.6秒内WDI不被触发(即没有检测到上什沿或下降沿),就说明程序已经跑飞,看门狗输出端WDO将输出低电平到手动复位端,使复位输出端RST发出复位信号,使单片机可靠复位,即程序重新开始执行。(注:如果选用AT89S51,由于其内部已具有看门狗电路,就不需外加IMP813L) (2)温度检测电路 温度传感器采用AD590,它实际上是一个与绝对温度成正比的电流源,它的工作电压为4~30V,感测的温度范围为-550C~+1500C,具有良好的线性输出,其输出电流与温度成正比,即1μA/K。因此在00C时的输出电流为273.2μA,在1000C时输出电流为373.2μA。温度传感器将温度的变化转变为电流信号,通过电阻后转变电压信号,经过运算放大器JRC4558运算处理,处理后得到的模拟电压信号传输给A/D转换部分。A/D转换器选用ADC0804,它是用CMOS集成工艺制成的逐次逼近型模数转换芯片,分辨率8位,转换时间100μs,基准电压0~5V,输入模拟电压0~5V。 (3)控制输出电路 控制信号由单片机的P1.4引脚输出,经过光耦TLP521-1隔离后,经三极管C8550直接驱动继电器WJ108-1C-05VDC,如果所接的电加热设备的功率≤2KW,则可利用继电器的常开触点直接控制加热设备,如果加热设备的功率>2KW,可以继电器控制接触器,由接触器直接控制加热设备。 (4)键盘电路 键盘共有四个按键,分别是S1(设置)、S2(+)、S3(-)、S4(储存)。通过键盘来设置室内应达到的温度,键盘采用中断方式控制。 (5)显示电路 显示电路由两位E10501_AR数码管组成,由两片74LS164驱动,实现静态显示,74LS164所需的串行数据和时钟由单片机的P3.0和P3.1提供。对于学过“串行口”知识的班级,实习时,可以采用串行口工作于方式0,即同步移位寄存器的输出方式,通过串行口输出显示数据(实时温度值或设置温度值);对于没学过“串行口”知识的班级,实习时,可以采用模拟串行口的输出方式,实现显示数据的串行输出。 (6)设置温度存储电路 为了防止设定温度在电源断电后丢失,此设计加入了储存电路,储存器选用具有I2C总线功能的AT24C01或FM24C01均可。每次通过键盘设置的室内设定温度都通过储存器储存起来,即使是电源断电,储存器存储的设定温度也不丢失,在电源来电后,单片机自动将设

2位十进制高精度数字频率计设计

广州大学学生实验报告 实验室:电子信息楼 317EDA 2017 年 10 月 2 日 学院机电学院年级、专 业、班 电信 151 姓名苏伟强学号1507400051 实验课 程名称 可编程逻辑器件及硬件描述语言实验成绩 实验项 目名称 实验4 2位十进制高精度数字频率计设计指导老师 秦剑 一实验目的 1 熟悉原理图输入法中74系列等宏功能元件的使用方法,掌握更复杂的原理图层次化设计技术和数字系统设计方法。 2 完成2位十进制频率计的设计,学会利用实验系统上的FPGA/CPLD验证较复杂设计项目的方法。 二实验原理 1 若某一信号在T秒时间里重复变化了N 次,则根据频率的定义可知该信号的频率fs 为:fs=N/T 通常测量时间T取1秒或它的十进制时间。 三实验设备 1 FPGA 实验箱,quarteus软件 四实验内容和结果 1 2位十进制计数器设计 1.1 设计原理图:新建quarteus工程,新建block diagram/schematic File文件,绘制原理图,命名为conter8,如图1,保存,编译,注意:ql[3..0]输出的低4位(十进制的个位), qh[3..0]输出的高4位(十进制的十位) 图片11.2 系统仿真:如图2建立波形图进行波形仿真,如图可以看到完全符合设计要求,当clk输入时钟信号时,clr有清零功能,当enb高电平时允许计数,低电平禁止计数,当低4位计数到9时向高4位进1 图2 1.3 生成元件符号:File->create/updata->create symbol file for current file,保存,命名为conter8,如图3为元件符号(block symbol file 文件): 图3 2 频率计主结构电路设计 2.1 绘制原理图:关闭原理的工程,新建工程,命名为ft_top,新建原理图文件,在project navigator的file 选项卡,右键file->add file to the project->libraries->project library name添加之前conters8工程的目录在该目录下,这样做的目的是因为我们会用到里面的conters8进行原理图绘制,绘制原理图,如图4,为了显示更多的过程信息,我们将74374的输出也作为output,重新绘制了原理图,图5 图4

定时计数器设计.

设计数字钟,内有4组可设置的定时开/关,控制一路开关量输出。定时开关的设置分为单次操作(2011年6月25日8:00开2011年6月26日18:00关),周期操作(如周三8:00 开,周四16:00关)。数码管显示时间(单位秒)与设置值(单位分钟),用发光二极管表示周期与单次操作。 任务安排: (1)设计任务及要求分析 (2)方案比较及认证说明 (3)系统原理阐述,写出设计方案结构图。 (4)软件设计课题需要说明:软件思想,流程图,源程序及程序注释 (5)调试记录及结果分析、 (6)总结 (7)参考资料5篇以上 (8)附录:程序清单 时间安排: 6月24日:安排设计任务;收集资料;方案选择 6月25日:程序设计 6月26——27日:实验室内调试程序并演示 6月28日:撰写报告 7月1日:交能力拓展训练报告

摘要 单片机在电子产品中的应用越来越广泛,特别是51系列的单片机,由于其使用方便、价格低廉等优势,在市场上占有很大的份额。AT89C51就是51系列中的一个比较成熟的型号,它完全兼容51单片机的指令。 本文详细介绍了基于AT89C51单片机的数字电子钟的设计,本电子钟可以实现日期、时间的显示和调整,带有整点提示和一个闹钟,并且可以显示当前气温。 本设计包括硬件设计和软件设计两部分。主要硬件有:三端稳压器LM7805、AT89C51单片机、字符型液晶显示模块HY1602A和若干按键等。软件大致思路为:使用12MHz的晶振,单片机内部的定时器0工作在方式1,每计数50000个机器周期(即50ms)产生一次中断,中断20次就是一秒,这样就可以实现精确计时的目的,不断扫描按键,如果有按键按下,则对按键做出相应的响应。 关键字:单片机;电子钟; LCD1602;

PWM控制直流电机的系统的设计

电力电子与电机拖动综合课程设计 题目: PWM控制直流电机的系统 专业: 05自动化 学号: 200510320219 姓名:张建华 完成日期: 指导教师:李晓高

电力电子与电机拖动综合课程设计任务书 班级:自动化05 姓名:张建华指导老师:2008年6月10日 年月日

目录

1 引言 直流电机由于具有速度控制容易,启、制动性能良好,且在宽范围内平滑调速等特点而在冶金、机械制造、轻工等工业部门中得到广泛应用。直流电动机转速的控制方法可分为两类,即励磁控制法与电枢电压控制法。励磁控制法控制磁通,其控制功率虽然小,但低速时受到磁饱和的限制,高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制;而且由于励磁线圈电感较大,动态响应较差。所以常用的控制方法是改变电枢端电压调速的电枢电压控制法。调节电阻R即可改变端电压,达到调速目的。但这种传统的调压调速方法效率低。随着电力电子技术的进步,发展了许多新的电枢电压控制方法,其中PWM(脉宽调制)是常用的一种调速方法。其基本原理是用改变电机电枢(定子)电压的接通和断开的时间比(占空比)来控制马达的速度,在脉宽调速系统中,当电机通电时,其速度增加;电机断电时,其速度减低。只要按照一定的规律改变通、断电的时间,即可使电机的速度达到并保持一稳定值。最近几年来,随着微电子技术和计算机技术的发展及单片机的广泛应用,使调速装置向集成化、小型化和智能化方向发展。 本电机调速系统采用脉宽调制方式, 与晶闸管调速相比技术先进, 可减少对电源的污染。为使整个系统能正常安全地运行, 设计了过流、过载、过压、欠压保护电路, 另外还有过压吸收电路。确保了系统可靠运行。 2 系统概述 2.1 系统构成 本系统主要有信号发生电路、PWM速度控制电路、电机驱动电路等几部分组成。整个系统上采用了转速、电流双闭环控制结构,如图1所示。在系统中设置两个调节器,分别调节转速和电流,二者之间实行串级连接,即以转速调节器

基于单片机的模糊温度控制器的设计

基于单片机的模糊温度控制器的设计 1 引言 本文研究的被控对象为某生产过程中用到的恒温箱,按工艺要求需保持箱温100℃恒定不变。我们知道温度控制对象大多具有非线性、时变性、大滞后等特性, 采用常规的PID 控制很难做到参数间的优化组合, 以至使控制响应不能得到良好的动态效果。而模糊控制通过把专家的经验或手动操作人员长期积累的经验总结成的若干条规则,采用简便、快捷、灵活的手段来完成那些用经典和现代控制理论难以完成的自动化和智能化的目标, 但它也有一些需要进一步改进和提高的地方。模糊控制器本身消除系统稳态误差的性能比较差, 难以达到较高的控制精度, 尤其是在离散有限论域设计时更为明显, 并且对于那些时变的、非线性的复杂系统采用模糊控制时, 为了获得良好的控制效果, 必须要求模糊控制器具有较完善的控制规则。这些控制规则是人们对受控过程认识的模糊信息的归纳和操作经验的总结。然而, 由于被控过程的非线性、高阶次、时变性以及随机干扰等因素的影响, 造成模糊控制规则或者粗糙或者不够完善, 都会不同程度的影响控制效果。为了弥补其不足, 本文提出用自适应模糊控制技术,达到模糊控制规则在控制过程中自动调整和完善, 从而使系统的性能不断完善, 以达到预期的效果。 2 自调整模糊控制器的结构及仿真 (1) 控制对象 一般温度可近似用一阶惯性纯滞后环节来表示, 其传递函数为: 式中: K———对象的静态增益; Tc———对象的时间常数; τ———对象的纯滞后时间常数。 本文针对某干燥箱的温度控制, 用Cohn-Coon 公式计算各参数得: K=0.181; Tc=60; τ=20。 ( 2) 自调整模糊控制器的结构 自调整模糊控制器的结构如图1 所示。

温度控制器的设计

目录 第一章课程设计要求及电路说明 (3) 1.1课程设计要求与技术指标 (3) 1.2课程设计电路说明 (4) 第二章课程设计及结果分析 (6) 2.1课程设计思想 (6) 2.2课程设计问题及解决办法 (6) 2.3调试结果分析 (7) 第三章课程设计方案特点及体会 (8) 3.1 课程设计方案特点 (8) 3.2 课程设计心得体会 (9) 参考文献 (9) 附录 (9)

第一章课程设计要求及电路说明 1.1课程设计要求与技术指标 温度控制器的设计 设计要求与技术指标: 1、设计要求 (1)设计一个温度控制器电路; (2)根据性能指标,计算元件参数,选好元件,设计电路并画出电路图; (3)撰写设计报告。 2、技术指标 温度测量范围0—99℃,精度误差为0.1℃;LED数码管直读显示;温度报警指示灯。

1.2课程设计电路说明 1.2.1系统单元电路组成 温度计电路设计总体设计方框图如图1所示,控制器采用单片机AT89S51,温度传感器采用DS18B20,用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 1.2.2设计电路说明 主控制器:CPU是整个控制部分的核心,由STC89C52芯片连同附加电路构成的单片机最小系统作为数据处理及控制模块. 显示电路:显示电路采用4个共阳LED数码管,用于显示温度计的数值。报警电路:报警电路由蜂鸣器和三极管组成,当测量温度超过设计的温度时,该电路就会发出报警。 温度传感器:主要由DS18B20芯片组成,用于温度的采集。 时钟振荡:时钟振荡电路由晶振和电容组成,为STC89C52芯片提供稳定的时钟频率。

第二章课程设计及结果分析 2.1课程设计 2.1.1设计方案论证与比较 显示电路方案 方案一:采用数码管动态显示 使用一个七段LED数码管,采用动态显示的方法来显示各项指标,此方法价格成本低,而且自己也比较熟悉,实验室也常备有此元件。 方案二:采用LCD液晶显示 采用1602 LCD液晶显示,此方案显示内容相对丰富,且布线较为简单。 综合上述原因,采用方案一,使用数码管作为显示电路。 测温电路方案 方案一:采用模拟温度传感器测温 由于本设计是测温电路,可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,在将随被测温度变化的电压或电流采集过来,进行A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来,这种设计需要用到A/D转换电路,感温电路比较麻烦。 方案二:采用数字温度传感器 经过查询相关的资料,发现在单片机电路设计中,大多数都是使用传感器,所以可以采用一只温度传感器DS18B20,此传感器,可以很容易直接读取被测温度值,进行转换,就可以满足设计要求。 综合考虑,很容易看出,采用方案二,电路比较简单,软件设计也比较简单,故采用了方案二。 2.1.2设计总体方案 根据上述方案比较,结合题目要可以将系统分为主控模块,显示模块,温度采集模块和报警模块,其框图如下:

高精度单片机频率计的设计

《综合课程设计》 一.数字频率计的设计 姓名:万咬春学号2005142135 一、课程设计的目的 通过本课程设计使学生进一步巩固光纤通信、单片机原理与技术的基本概念、基本理论、分析问题的基本方法;增强学生的软件编程实现能力和解决实际问题的能力,使学生能有效地将理论和实际紧密结合,拓展学生在工程实践方面的专业知识和相关技能。 二、课程设计的内容和要求 1.课程设计内容 (硬件类)频率测量仪的设计 2.课程设计要求 频率测量仪的设计 要求学生能够熟练地用单片机中定时/计数、中断等技术,针对周期性信号的特点,采用不同的算法,编程实现对信号频率的测量,将测量的结果显示在LCD 1602 上,并运用Proteus软件绘制电路原理图,进行仿真验证。 三.实验原理 可用两种方法测待测信号的频率 方法一:(定时1s测信号脉冲次数) 用一个定时计数器做定时中断,定时1s,另一定时计数器仅做计数器使用,初始化完毕后同时开启两个定时计数器,直到产生1s中断,产生1s中断后立即关闭T0和T1(起保护程序和数据的作用)取出计数器寄存器内的值就是1s内待测信号的下跳沿次数即待测信号的频率。用相关函数显示完毕后再开启T0和T1这样即可进入下一轮测量。 原理示意图如下:

实验原理分析: 1.根据该实验原理待测信号的频率不应该大于计数器的最大值65535,也就是说待测信号应小于65535Hz。 2.实验的误差应当是均与的与待测信号的频率无关。 方法二(测信号正半周期) 对于1:1占空比的方波,仅用一个定时计数器做计数器,外部中断引脚作待测信号输入口,置计数器为外部中断引脚控制(外部中断引脚为“1”切TRx=1计数器开始计数)。单片机初始化完毕后程序等待半个正半周期(以便准确打开TRx)打开TRx,这时只要INTx (外部中断引脚)为高电平计数器即不断计数,低电平则不计数,待信号从高电平后计数器终止计数,关闭TRx保护计数器寄存器的值,该值即为待测信号一个正半周期的单片机机器周期数,即可求出待测信号的周期:待测信号周期T=2*cnt/(12/fsoc) cnt为测得待测信号的一个正半周期机器周期数;fsoc为单片机的晶振。所以待测信号的频率f=1/T。 原理示意图如下: 实验原理分析: 1.根据该实验原理该方法只适用于1:1占空比的方波信号,要测非1:1占空比的方波信号 2.由于有执行f=1/(2*cnt/(12/fsoc))的浮点运算,而数据类型转换时未用LCD 浮点显示,故测得的频率将会被取整,如1234.893Hz理论显示为1234Hz,测 得结果会有一定程度的偏小。也就是说测量结果与信号频率的奇偶有一定关 系。 3.由于计数器的寄存器取值在1~65535之间,用该原理时,待测信号的频率小于单片机周期的1/12时,单片机方可较标准的测得待测信号的正半周期。故用 该原理测得信号的最高频率理论应为fsoc/12 如12MHZ的单片机为1MHz。 而最小频率为f=1/(2*65535/(12/fsoc))如12MHZ的单片机为8Hz。 四.实验内容及步骤 1. 仿真模型的构建 数字方波频率计的设计总体可分为两个模块。一是信号频率测量,二是将测得的频率数据显示在1602液晶显示模块上。因此可搭建单片机最小系统构建构建频率计的仿真模型。原理图,仿真模型的总原理图如下:

数字频率计设计与仿真

数字频率计设计与仿真 1 引言 在现代电子技术中,频率是基本的参数之一,并与许多电子参量的测量方案和测量结果有密切的关系。因此我们对于频率的认识显得就更为重要。频率的测量方法有很多,其中数字频率计具有测量精度高、使用方便和测量迅速等优势,是目前测量频率的主要手段。 Multisim 是以Windows 为基础的一种仿真工具,适合用于数字电路或者模拟电路的设计工作。它有直观的捕捉和强大的仿真功能,能够轻松,快速,高效对电路图进行设计和验证。 图1-1 频率计方框图 数字频率计是一种最基本的测量仪器,是通信设备、计算机应用、音频视频设备等等科研生产领域里不测或缺的测量设备之一,是一种用十进制数字显示被测信号的频率的数字的测量仪器,迄今为止已经有几十年的发展历史,频率计的基本功能是用来测量三角波信号、正弦波信号及方波信号等单位时间内变化的物理量。因而其实际运用范围是很广泛的。在早期,人们对于数字频率计的研究主要表现在扩大测量范围和提高精确度,而这些技术现在已日却成熟,现在人们对数字频率计又提出很多新的要求,例如价格低,操作方便,高精度,高稳定度甚至还包括数据处理和分析功能。较老的频率计是 输 主门 十进制计数器 显示器 主门触发器 十进制计数器 时基振荡器 输入放 大器

多芯片同步十进制技术,新型频率计要求芯片的数量要少,这样器件越少的话对于频率计的技术就会更准确,误差也会越小。一个基本的频率计的方框图如图1-1所示。 而本课题涉及的主要内容是对输入信号的整形,闸门电路控制输入信号,以及对脉冲的计数,锁存和译码,通过该项设计可以将数字电路和模拟电路的理论知识运用到实际的设计中去,具有方便快捷,容易测量等特点。 2 选择测量方式 信号频率指的是信号在单位时间内周期信号变化的次数,其表达式可写为f=N/T ,其中f 指被测信号的频率,N 为信号所累计的脉冲的个数,T 是产生N 个脉冲所需要的时间参数。该表达式其所记录的结果就是被测信号的频率。如在1s 的时间内记录了100个脉冲,则该被测信号的频率就是100HZ 。 对于频率的测量方法大体可以分为两种:一种是直接测频法,就是在一定的测量时间内测量被测信号的脉冲个数,因此又可称为计数法。该方法是将被测信号经过脉冲形成电路以后加到闸门电路的一个输入端,只有在闸门被开通的T 秒时间内,被测信号的脉冲才被送到十进制计数器里进行计数。 如果在闸门打开的时间为T ,计数器在T 的时间内得到的计数数值为N 1,则被测信号的频率f= N 1/T ,如图2-1所示就是直接测频法的测量原理。 图 2-1 直接测频法测量原理 对于直接测频法,信号的频率越高,误差就越小;而信号的频率越低,测量误差反而越大。所以直接测频法适合用于对高频信号的测量,频率越高,测量精度也越高。 被测信号 计数值N 1 标准闸门 T

恒温箱温度控制系统的设计任务书

编号: 毕业设计任务书 题目:恒温箱温度控制系统的设计 学院:机电工程学院 专业:电气工程及其自动化 学生姓名:孙卉 学号:1200120304 指导教师单位:机电工程学院 姓名:韦寿祺 职称:教授 题目类型:?理论研究?实验研究?工程设计?工程技术研究?软件开发 2015年12月28日

一、毕业设计(论文)的内容 恒温箱广泛应用在医疗、工业生产和食品加工等领域,其对温度稳定性要求较高,如何实现对温度的精确控制是恒温箱温度控制系统的关键。温度控制系统通常由被控对象、测量装置、调节器和执行机构等组成。目前,测量装置大多采用温度传感器采集温度,但是在常规的环境中,温度受其它因素影响较大,而且难以校准,因此,温度也是较难准确测量的一个参数,常规方法测量温度误差大、测量滞后时间长。当前,普遍使用单片机或者PLC实现恒温箱温度的智能控制,两种控制方式各有优势。本课题要求设计一种智能恒温控制系统,选择合适的控制方式实现温度的智能控制,具体任务如下: 1、收集有关恒温箱的文献资料,了解恒温箱的工作原理、工艺要求等,重点学习掌握恒温箱温度控制系统的构成、运行参数、控制特点等,选择合适的控制方式,制定恒温箱电热温度控制系统的控制方案。 2、建立恒温箱电热温度控制系统的数学模型,应用仿真软件进行仿真,选择调节器参数,分析系统稳态和动态控制性能指标。 3、完成恒温箱电热温度控制系统的硬件电路设计和相关控制软件程序的编写,绘制系统原理图,计算元器件参数,选择元器件型号。 4、制作演示模拟样机,进行软硬件联调。 二、毕业设计(论文)的要求与数据 1、收集恒温箱温度控制系统的工作原理和控制方法的相关文献资料15篇以上,其中英文文献不少于2篇。 2、恒温箱电热温度控制系统的输入电源为单相220V,电加热额定功率5kW,温度调节范围室温~200℃,温度控制精度在±1℃以内。 3、恒温箱对加热电源电流的传递函数为18.4 e ,采用PID调节器或九点 1.2s 控制器设计恒温箱电热温度控制系统,选择单片机或PLC作为控制器。 4、演示模拟样机采用单相220V供电,自行定义加热功率,最高温度100℃,温度控制精度在±1℃以内。 三、毕业设计(论文)应完成的工作 1、完成二万字左右的毕业设计说明书,要求原理正确,数据详实,文理通顺,格式规范;毕业设计说明书的英文摘要要求300个单词以上,内容与中文摘要一致,语句通顺,无语法错误;附15篇以上参考文献,其中英文文献不少于

温度控制器课程设计要点

郑州科技学院 《模拟电子技术》课程设计 题目温度控制器 学生姓名 专业班级 学号 院(系)信息工程学院 指导教师 完成时间 2015年12月31日

郑州科技学院 模拟电子技术课程设计任务书 专业 14级通信工程班级 2班学号姓名 一、设计题目温度控制器 二、设计任务与要求 1、当温度低于设定温度时,两个加热丝同时通电加热,指示灯发光; 2、当水温高于设定温度时,两根加热丝都不通电,指示灯熄灭; 3、根据上述要求选定设计方案,画出系统框图,并写出详细的设计过程; 4、利用Multisim软件画出一套完整的设计电路图,并列出所有的元件清单; 5、安装调试并按规定格式写出课程设计报告书. 三、参考文献 [1]吴友宇.模拟电子技术基础[M]. 清华大学出版社,2009.52~55. [2]孙梅生.电子技术基础课程设计[M]. 高等教育出版社,2005.25~28. [3]徐国华.电子技能实训教程[M]. 北京航空航天大学出版社,2006.13 ~15. [4]陈杰,黄鸿.传感器与检测技术[M].北京:高等教育出版社,2008.22~25. [5]翟玉文等.电子设计与实践[M].北京:北京中国电力出版社,2005.11~13. [6]万嘉若,林康运.电子线路基础[M]. 高等教育出版社,2006.27 ~29. 四、设计时间 2015 年12月21 日至2015 年12 月31 日 指导教师签名: 年月日

本设计是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、使用寿命长、具有一定的实用性等优点的温度控制电路。本文设计了一种温度控制器电路,该系统采用模拟技术进行温度的采集与控制。主要由电源模块,温度采集模块,继电器模块组成。 现代社会科学技术的发展可以说是突飞猛进,很多传统的东西都被成本更低、功能更多、使用更方便的电子产品所替代,本课程设计是一个以温度传感器采用LM35的环境温度简易测控系统,用于替代传统的低精度、不易读数的温度计。但系统预留了足够的扩展空间,并提供了简单的扩展方式供参考,实际使用中可根据需要改成多路转换,既可以增加湿度等测控对象,也能减少外界因素对系统的干扰。 首先温度传感器把温度信号转换为电流信号,通过放大器变成电压信号,然后送入两个反向输入的运算放大器组成的比较器电路,让电位器来改变温度范围的取值,最后信号送入比较器电路,通过比较来判断控制电路是否需要工作。此方案是采用传统的模拟控制方法,选用模拟电路,用电位器设定给定值,反馈的温度值与给定的温度值比较后,决定是否加热。 关键词:温度传感器比较器继电器

简易数字频率计的设计与制作

简易数字频率计的设计与制作 作者:赵玉龙 【摘要】:本设计是基于单片机内部的两个定时器/计数器与外围硬件相结合,并通过一定的软件控制达到测量频率的目的的简易数字频率计,可以直接精确测量1KHZ到65.535KHZ的频率范围。本设计的优点在于直接利用单片机进行频率的测量,更加的方便,实用。 【关键词】:单片机频率测量

前言 单片机即单片微控制器单元,由微处理器,存储器,I/O接口,定时器/计数器等电路集成在一块芯片上构成,现在应用于工业控制,家用民用电器以及智能化仪器仪表,计算机网络,外设,通信技术中,具有体积小、重量轻、性价比高、功耗低等特点, 同时具有较高的抗干扰性与可靠性可供设计开发人员灵活的运用各种逻辑操作,实现实时控制和进行必要的运算.目前单片机更朝着大容量、高性能与小容量、低廉化、外围电路内装化以及I/O接口的增强和能耗降低等方向发展.本设计的意义在于如何利用较少的硬件达到直接测量较高精度频率的目的,更加的方便,快捷,相对于传统的数字频率计实用性更高。

第一章 系统硬件电路的设计 1.1方案的选择: 方案一.采用组合电路和时序电路等大量的硬件电路来构成,利用555多谐振荡产生闸门时间,两个D 触发器来进行门控信号的选择,数码管,以及其他硬件电路组成。 方案二.利用一块AT89C51单片机芯片直接来驱动数码管。 比较方案一与方案二在实现功能一样的情况下,我们可以发现纯粹利用硬件电路来实现不仅产品体积较大,运行速度慢,而且增加了许多的硬件成本,而利用单片机体积小、功能强、性能价格比较高等特点,在实际使用时节约了很多的硬件成本,符合设计的要求,故而本设计选择方案二来实现频率的测量. 1.2系统功能分析 本系统是基于单片机的简易数字频率计,在硬件的基础上通过软件的控制 达到频率测量的目的,整个系统工作由软件程序控制运行。整个系统主要可以分为两个部分,频率测量单元和频率显示单元。频率测量单元主要完成对被测信号的测量,而显示单元主要完成用数码形式将测量结果显示出来。 1.3.系统的方框图: 被测信号通过单片机的内部处理,完成对被测信号的测量,经过转换以数字形式显示出来。 图一 系统方框图 具体情况如下: 将单片机定时/计数器0设置成定时器方式,由它对单片机机器周期信号计数定时,形成时间间隔T,去控制单片机定时/计数器1的启动和停止, 单片机定时计数器1设置成计数器方式,由它对被测信号计数. 这里需要说明能够的是单片机内的两个定时/计数器在同一时刻不能既作为计数器使用又作为定时器使用,如设置成定时器模式就不能作为计数器使用;如设置成计数器模式就不能作为定时器使用. 1.4.各功能部件单元电路设计

永磁同步电机高精度控制及高效节能控制技术研究

永磁同步电机高精度控制及高效节能控制技 术研究

目录 永磁同步电机高精度控制及高效节能控制技术研究 0 1.基本情况 (2) 1.1背景 (2) 1.2技术特征 (2) 1.3 主要技术成熟程度 (3) 1.4对社会经济和科技进步的意义 (6) 2 主要研究方案及关键技术 (7) 2.1 技术方案论证 (7) 2.2总体性能指标 (10) 2.3 关键技术 (11) 3永磁同步电机调速方法的研究 (12) 3.1 永磁同步电机数学模型的研究 (12) 3.2 永磁同步电机直接转矩控制技术 (20) 3.3 无速度传感控制技术 (34) 3.4 电机保护、远程监控技术研究 (38) 4 智能化电机系统节能方法的研究 (53) 4.1普通高效电机用在泵类负载节能技术研究 (53) 4.2 泵类负载系统的变频调速节能调速范围研究 (62) 4.3 典型电机系统节能措施研究 (73) 5 项目推广应用的前景和社会效益 (89)

1.基本情况 1.1背景 我国已经越来越重视对电动机系统节能技术的研究和项目的开展,但我国电动机系统节能技术与装备水平距离节能目标相差很远,与国际相比有一定差距。我国电机系统由于系统设计最大化、选型和设备采购等原因,导致电机系统大都运行在“大马拉小车”状态下,能源浪费严重。目前用户采用最多的变频调速技术,虽然常常达到了一定的节能效果,但并没有挖掘出系统存在的全部节能潜力。全国电机系统运行效率比国外先进水平低10-30个百分点,相当于国际20世纪七、八十年代的水平,由此产生的电能浪费达到2000多亿千瓦时每年,可见我国电机系统节能潜力巨大。我国政府机关以及相关部门已经提出相关法规政策来推进电机系统节能发展进程,十六届五中全会提出“十一五”期间“单位生产总值能耗应比…十五?降低20%左右”;国家发展和改革委员会启动了“十一五”国家十大重点节能工程,电机系统节能工程是其中之一;同时2008年1月颁布了电动机“能效标识”管理办法,并于2008年6月1日开始实施,这些政策和标准的实施将进一步促进电机系统节能工程的快速发展,也说明了我国对电机系统节能的迫切需求。 1.2技术特征 永磁同步电动机调速方法及系统节能方法的技术特征如下: (1)永磁同步电机调速方法的先进性 对永磁同步电动机的数学模型和控制理论进行全面、深入研究,采用了

电热恒温水浴锅

电热恒温水浴锅 一、用途 电热恒温水浴锅广泛用于蒸馏、干燥、浓缩及浸渍化学药品或生物制品。 二、型式 双列6孔HH-6加热功率1500W。 三、用法 1、设定温度:使用时必须先加水于锅内,再接通电源,按SET 键可设定或查看温度设定点,按一下SET键数码管字符开始闪动,表示仪表进入设定状态,按△键设定值增加,按▽键设定值减少,长按△键或▽键数据会快速变动,再按一次SET键仪表回到正常工作状态,温度设定完毕。 2、提前量设置:按SET键3秒仪表进入内层参数设定状态。第一个出现并闪动的参数为E00即加热停止的提前量,提前量参数要慎重调整,为减少温度过冲,仪表控制加热输出时提前截止加热,当温度下跌到提前量以下时又开始加热,在设定值与提前量范围内输出(继电器)是不动作的,这样可减少继电器动作次数以利延长继电器寿命。例:若设定值是50℃,提前量为0.5,仪表控制加热到49.5℃时继电器释放,温度下跌到49.4℃时继电器又吸合。提前量越大继电器动作次数越小,提前量过大会降低精度。调整好提前量参数后按SET键3秒仪表回到正常工作状态。 3、误差的修正:仪表出厂时修正值为0.0,使用时要防止把显示

正确的仪表修正至不正确;在确认仪表显示的值不是正确的测量值时可对显示值进行修正。按SET键3秒进入仪表内层菜单。第一个出现并闪动的参数为E00即提前量在按一次SET键出现并闪动的参数即误差修正配合△或▽键可修改此参数。误差修正的范围为-9.9℃到9.9℃,修正完成后再按一下SET键退出。 由于锅内水是静止的,故水温上下之间有一定差别,需经过几次加热、恒温转换后才能达到均匀恒定(此过程不需要进行任何操作,即能自动完成),锅内不可加水过多,以免沸腾时水溢出锅外,并应注意锅内水不能使电热管露出水面,以免烧坏电热管,造成漏水。 四、注意事项 1、为了确保安全,使用时请接上地线。 2、严禁不加水、干烧,不工作时,应切断电源,以防发生意外。

模电课设—温度控制系统设计

目录 1.原理电路的设计 (11) 1.1总体方案设计 (11) 1.1.1简单原理叙述 (11) 1.1.2设计方案选择 (11) 1.2单元电路的设计 (33) 1.2.1温度信号的采集与转化单元——温度传感器 (33) 1.2.2电压信号的处理单元——运算放大器 (44) 1.2.3电压表征温度单元 (55) 1.2.4电压控制单元——迟滞比较器 (66) 1.2.5驱动单元——继电器 (88) 1.2.6 制冷部分——Tec半导体制冷片 (99) 1.3完整电路图 (1010) 2.仿真结果分析 (1111) 3 实物展示 (1313) 3.1 实物焊接效果图 (1313) 3.2 实物性能测试数据 (1414) 3.2.1制冷测试 (1414) 3.2.2制热测试 (1818) 3.3.3性能测试数据分析 (2020) 4总结、收获与体会 (2121) 附录一元件清单 (2222) 附录二参考文献. (2323)

摘要 本课程设计以温度传感器LM35、运算放大器UA741、NE5532P及电压比较器LM339 N为电路系统的主要组成元件,扩展适当的接口电路,制作一个温度控制系统,通过室温的变化和改变设定的温度,来改变电压传感器上两个输入端电压的大小,通过三极管开关电路控制继电器的通断,来控制Tec制冷片的工作。这样循环往复执行这样一个周期性的动作,从而把温度控制在一定范围内。学会查询文献资料,撰写论文的方法,并提交课程设计报告和实验成品。 关键词:温度;测量;控制。

Abstract This course is designed to a temperature sensor LM35, an operational amplifier UA741,NE5532P and a voltage comparator LM339N circuit system of the main components. Extending the appropriate interface circuit, make a temperature control system. By changing the temperature changes and set the temperature to change the size of the two input ends of the voltage on the voltage sensor, an audion tube switch circuit to control the on-off relay to control Tec cooling piece work. This cycle of performing such a periodic motion, thus controlling the temperature in a certain range. Learn to query the literature, writing papers, and submitted to the curriculum design report and experimental products. Key words: temperature ; measure ;control

等精度频率的测量设计报告

等精度频率的测量设计报告 报告人:朱伯程(074100138)周哲远(074100137) 报告摘要:本文介绍了一种同步测周期计数器的设计,并基于该计数器设计了一个高精度的数字频率计。文中给出了计数器的VHDL编码,并对频率计的FPGA实现进行了 仿真验证,给出了测试结果。同时在分析了等精度测频在实现时存在的问题的基 础上,介绍了一种基于自适应分频法的频率测量技术,可达到简化测量电路、提高 系统可靠性、实现高精度和宽范围测量的目的 关键词:频率计VHDL FPGA 周期测量等精度自适应分频 一、实验原理 1.频率测量的几种方法: 工程上测量频率和周期的方法一般可以分为无源测频法、有源比较法、电子计数器3种。无源测频法又可分为谐振法和电桥法,常用于频率粗测,精度在1%左右。有源比较法可分为拍频法和差频法,前者是利用信号线性叠加,产生拍频现象,通过检测零差后现象测频,常用于低频测量,误差在零点几赫;后者是利用两个信号非线性叠加,产生差频现象,通过检测零差现象测频,常用于高频测量,误差为士20Hz左右。可见,以上在测量范围和精度上都难以达到要求。 电子计数器的测频原理实质上以比较法为基础,它将被测信号频率人与时基信号频率相比,两个频率相比得到的结果以数字的形式显示出来。同时,它在测量范围和精度上都能达到要求。 2.等精度测频基本原理 等精度频率测量技术又叫做多周期同步测量技术,它主要由被测信号计数器、参考信号计数器、同步闸门控制器、采样时间控制器以及运算单元等组成,工作原理下图所示。 波形图解:

根据设计任务的要求,因此我们选择用等精度测量法进行系统设计。 二、实验任务与要求 (一)任务设计一个简易等精度频率计。 (二)要求 a.测量范围信号:方波幅度:TTL电平; 频率:1Hz~1MHzb.测试误差≤0.1%(全量程) * 闸门时间:~1s,响应时间:~2s乘除运算: 单片机、FPGA、计算器计算 三、系统总体方案设计 根据测频过程的思路,可编写相应的软件。测频程序流程图下图所示: 根据流程图与要求,本实验的需要注意的地方: 1.计数器的位数。由于要测量的频率范围为1Hz~1MHz。所以可以设置计数器位数为20位。对于基准信号的频率,选用1MHz的标准脉冲信号。 2.分频器。首先要进行2分频。(供粗测使用)。再进行任意分频,供精测使用。 3.锁码器。为的是稳定计数器的最后数据。 4.在第一次计数完成之后,要能自动对计数器进行清零。

恒温箱的PID控制-自动控制原理课程设计报告

恒温箱的PID控制 摘要:为满足生产生活中对稳定温度的需求,恒温箱是必不可少的。用PID调节方法控制恒温箱的温度,保证温度在标准范围内稳定。在完成任务的基础上,采用PID整定方法或通过改良PID控制器实现稳、准、快的要求,并在调节过程中发现、整理如何调节PID参数相对最优。 Abstract:To meet the needs of production in the life of stable temperature, constant temperature box is indispensable.Control the temperature of the incubator with the PID method, guarantee the stability of the temperature within the scope of the standard.On the basis of completing the task, using PID setting method or through improved PID controller to realize steady, accurate, fast, and found in the process of adjusting and sort out how to adjust the relative optimal PID parameters. 关键词:PID,恒温箱,整定方法 Key word:Proportion Integration Differentiation,incubator,Setting method

温度控制系统毕业设计

摘要 在日常生活及工农业生产中,对温度的检测及控制时常显得极其重要。因此,对数字显示温度计的设计有着实际意义和广泛的应用。本文介绍一种利用单片机实现对温度只能控制及显示方案。本毕业设计主要研究的是对高精度的数字温度计的设计,继而实现对对象的测温。测温系数主要包括供电电源,数字温度传感器的数据采集电路,LED显示电路,蜂鸣报警电路,继电器控制,按键电路,单片机主板电路。高精度数字温度计的测温过程,由数字温度传感器采集所测对象的温度,并将温度传输到单片机,最终由液晶显示器显示温度值。该数字温度计测温范围在-55℃~+125℃,精度误差在±0.5℃以内,然后通过LED数码管直接显示出温度值。数字温度计完全可代替传统的水银温度计,可以在家庭以及工业中都可以应用,实用价值很高。 关键词:单片机:ds18b20:LED显示:数字温度. Abstract In our daily life and industrial and agricultural production, the detection and control of the temperature, the digital thermometer has practical significance and a wide range of applications .This article describes a programmer which use a microcontroller to achieve and display the right temperature by intelligent control .This programmer mainly consists by temperature control sensors, MCU, LED display modules circuit. The main aim of this thesis is to design high-precision digital thermometer and then realize the object temperature measurement. Temperature measurement system includes power supply, data acquisition circuit, buzzer alarm circuit, keypad circuit, board with a microcontroller circuit is the key to the whole system. The temperature process of high-precision digital thermometer, from collecting the temperature of the object by the digital temperature sensor and the temperature transmit ted to the microcontroller, and ultimately display temperature by the LED. The digital thermometer requires the high degree is positive 125and the low degree is negative 55, the error is less than 0.5, LED can read the number. This digital thermometer could

相关文档