基于单片机STC89C52的智能温度控制器的硬件设计
发布时间：2021-02-06 05:04
基于现代社会智能发展迅速,智能温度普遍应用于仪器仪表或家用电器,特别是在实验教学和科技研发中的应用更为普遍。智能温度控制器比普通温度控制器具有一定的优势,使用起来方便快捷,测温精度和分辨率相比普通控制器较高。所以本设计中控制器的硬件采用单片机STC89C52作为核心元件,满足了温度控制器的硬件要求,具有体积小、成本低、功耗低等优点,使控制器的硬件更加有效、灵活。采用温度传感器AD590采集温度数据当做高阻抗、恒流调节器,通过测量并转变成微安级的电流信号,之后经过电路硬件的设计改造实现了控制报警及加热功能,达到不同的需求。整个控制器硬件的设计智能读取环境温度、连接简捷方便、使用安全。所以使用单片机控制电器的工作状态,可以将温度值稳定在预设温度,是一种具有实时显示温度并控温的智能温度控制器。
【文章来源】：甘肃科技纵横. 2020,49(10)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
系统结构规律框图
ADC0804引脚接线，如图2所示。ADC0804的片选端连接地，是为了使程序中不用每次都片选该位，方便编写程序，同时节约I/O口。分别接单片机的P30和P31引脚，数字输出端DB0～DB7连接单片机P1口，P1口接收到8位数字量输出即为0～255。放大器的输出口接VIN+，地接VIN-,VIN+与放大器之间串联的10kΩ电阻起到限流保护作用，以防止过流而烧坏A/D芯片。CLKR、CLR和GND之间的电阻和电容组成RC振荡电路，形成的脉冲用来给ADC0804提供工作方便，其脉冲的频率为1/（1.1RC），按芯片工作手册C4取150p F,R5取10KΩ。VREF/2端两个电阻R6、R7选用1KΩ，串联分压得到VCC/2电压即2.5V，将该电压作为A/D芯片工作时内部的参照电压进行运用[11]。为了达到精度高、稳定性好的目的，一般这些芯片都是提供独立的模拟地和数字地，即AGND和DGND接到GND。另本设计读取A/D数据未用中断法而是采用查询的方式来实现，因而可不接引脚。2.2 基准电压电路及温度采集电路
本设计通过集成运算放大电路处理温度采集电路电压信号[13]，然后再输入到A/D转换电路。如图5所示，集成运算放大电路依次对信号进行电压跟随、差动放大、电压比较、同相放大处理。电源供电过程中有杂波，为避免杂波干扰选用TL431作为稳压元件，调节电位器使输出电压U1为2.73V，再利用电位器实行分压处理。U2为AD590温度采集对应的电压值。电压信号U1和U2输入差动放大器，则其输出电压U3=U2-U1，因U3信号较薄弱，则再对U3进行同相放大，放大倍数为6，最后输出电压值为Uo=6U3=6(U2-U1）。举例说明：如果被测温度为28℃时，则输出电压Uo=(0.28×6)=1.68V，再将输出电压Uo输入到A/D转换电路，那么A/D转换电路输出的数字量与摄氏温度模拟量就会形成线性比例关系。图4 温度采集电路
【参考文献】：
期刊论文
[1]强制通风温度传感器辐射误差修正与网站设计[J]. 史雪雪,刘清惓,浦玮,王定奥. 现代电子技术. 2019(19)
[2]电路分析在日常生活中的应用与实践[J]. 黄忠和. 中学物理教学参考. 2019(14)
[3]基于带温度补偿的转换器的时域温度传感器[J]. 李梦雨,黄乐天,李强. 电子技术应用. 2018(09)
[4]基于无线传感器网络的工业环境温湿度监测系统[J]. 魏访,郑朝霞. 仪表技术与传感器. 2018(05)
[5]温度系数连续可调的带隙基准源电路设计[J]. 庄楚楠,许佳雄. 液晶与显示. 2018(05)
[6]复杂环境下数显式仪表数码管定位与识别方法[J]. 张历,刘斌,桂军国,金运玉,张程,杜兵,刘博. 工矿自动化. 2018(04)
[7]基于虚拟仪器和单片机的实时温度采集与控制系统[J]. 鲁维佳,潘玉恒,果颖,何冠敏,李杨. 仪表技术与传感器. 2018(01)
[8]基于STC89C52单片机的智能温度控制器设计[J]. 曾思通. 科技创新与应用. 2013(35)
[9]集成温度传感器AD590及其应用[J]. 刘振全. 传感器世界. 2003(03)
硕士论文
[1]基于ARM的智能温度控制器的设计与研究[D]. 蔡恩丰.宁波大学 2014
[2]智能型温度控制器的研制[D]. 符永逸.武汉理工大学 2006
本文编号：3020199
【文章来源】：甘肃科技纵横. 2020,49(10)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
系统结构规律框图
ADC0804引脚接线，如图2所示。ADC0804的片选端连接地，是为了使程序中不用每次都片选该位，方便编写程序，同时节约I/O口。分别接单片机的P30和P31引脚，数字输出端DB0～DB7连接单片机P1口，P1口接收到8位数字量输出即为0～255。放大器的输出口接VIN+，地接VIN-,VIN+与放大器之间串联的10kΩ电阻起到限流保护作用，以防止过流而烧坏A/D芯片。CLKR、CLR和GND之间的电阻和电容组成RC振荡电路，形成的脉冲用来给ADC0804提供工作方便，其脉冲的频率为1/（1.1RC），按芯片工作手册C4取150p F,R5取10KΩ。VREF/2端两个电阻R6、R7选用1KΩ，串联分压得到VCC/2电压即2.5V，将该电压作为A/D芯片工作时内部的参照电压进行运用[11]。为了达到精度高、稳定性好的目的，一般这些芯片都是提供独立的模拟地和数字地，即AGND和DGND接到GND。另本设计读取A/D数据未用中断法而是采用查询的方式来实现，因而可不接引脚。2.2 基准电压电路及温度采集电路
本设计通过集成运算放大电路处理温度采集电路电压信号[13]，然后再输入到A/D转换电路。如图5所示，集成运算放大电路依次对信号进行电压跟随、差动放大、电压比较、同相放大处理。电源供电过程中有杂波，为避免杂波干扰选用TL431作为稳压元件，调节电位器使输出电压U1为2.73V，再利用电位器实行分压处理。U2为AD590温度采集对应的电压值。电压信号U1和U2输入差动放大器，则其输出电压U3=U2-U1，因U3信号较薄弱，则再对U3进行同相放大，放大倍数为6，最后输出电压值为Uo=6U3=6(U2-U1）。举例说明：如果被测温度为28℃时，则输出电压Uo=(0.28×6)=1.68V，再将输出电压Uo输入到A/D转换电路，那么A/D转换电路输出的数字量与摄氏温度模拟量就会形成线性比例关系。图4 温度采集电路
【参考文献】：
期刊论文
[1]强制通风温度传感器辐射误差修正与网站设计[J]. 史雪雪,刘清惓,浦玮,王定奥. 现代电子技术. 2019(19)
[2]电路分析在日常生活中的应用与实践[J]. 黄忠和. 中学物理教学参考. 2019(14)
[3]基于带温度补偿的转换器的时域温度传感器[J]. 李梦雨,黄乐天,李强. 电子技术应用. 2018(09)
[4]基于无线传感器网络的工业环境温湿度监测系统[J]. 魏访,郑朝霞. 仪表技术与传感器. 2018(05)
[5]温度系数连续可调的带隙基准源电路设计[J]. 庄楚楠,许佳雄. 液晶与显示. 2018(05)
[6]复杂环境下数显式仪表数码管定位与识别方法[J]. 张历,刘斌,桂军国,金运玉,张程,杜兵,刘博. 工矿自动化. 2018(04)
[7]基于虚拟仪器和单片机的实时温度采集与控制系统[J]. 鲁维佳,潘玉恒,果颖,何冠敏,李杨. 仪表技术与传感器. 2018(01)
[8]基于STC89C52单片机的智能温度控制器设计[J]. 曾思通. 科技创新与应用. 2013(35)
[9]集成温度传感器AD590及其应用[J]. 刘振全. 传感器世界. 2003(03)
硕士论文
[1]基于ARM的智能温度控制器的设计与研究[D]. 蔡恩丰.宁波大学 2014
[2]智能型温度控制器的研制[D]. 符永逸.武汉理工大学 2006
本文编号：3020199
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