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室内温度控制系统

2011-11-28 6页 pdf 169KB 103阅读

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室内温度控制系统 专业技能实训报告专业技能实训报告专业技能实训报告专业技能实训报告 (室内温度控制系统(室内温度控制系统(室内温度控制系统(室内温度控制系统 )))) 姓名:XXX 班级:XXXXXXXX 学号:XXXXXXXX 系别:XXXXXXXX 2011.11.15 1.1.1.1. 绪 论 本设计所介绍的温度控制系统,具有读数方便,测量范围广,测量准确, 其输出温度采用电脑上位机显示,操作简单,成本低廉。 功能说明: 本系统包括四个功能模块:采集、控制、报警、存储。 a.采集 传感器采集温度数据,经过 MCU 处理...
室内温度控制系统
专业技能实训专业技能实训报告专业技能实训报告专业技能实训报告 (室内温度控制系统(室内温度控制系统(室内温度控制系统(室内温度控制系统 )))) 姓名:XXX 班级:XXXXXXXX 学号:XXXXXXXX 系别:XXXXXXXX 2011.11.15 1.1.1.1. 绪 论 本设计所介绍的温度控制系统,具有读数方便,测量范围广,测量准确, 其输出温度采用电脑上位机显示,操作简单,成本低廉。 功能说明: 本系统包括四个功能模块:采集、控制、报警、存储。 a.采集 传感器采集温度数据,经过 MCU 处理以后送上位机显示。 b.控制 上位机传输控制信号给单片机。单片机根据控制信号对继电器控制,便可以 控制增\降温设备。 c.报警 可调温度过高、过低亮灯报警和可调温度上限嗡鸣器报警,过 100℃嗡鸣器 长鸣火灾报警。 d.存储 采集到的数据按每分钟记录一次的方式存储到 EXCEL 数据库中。 系统概述:通过单片机检测到 3 点实时温度值送上位机显示并调用报警函数报 警,同时可操作上位机设置报警限值和控制电炉和冷凝器。采集到的数据按分钟 记录到 EXCEL 数据库中。 2. 温度控制方案的设计 2.12.12.12.1 总体方案构思 设计图如图 2.1 所示: 2.2 硬件设计 2.2.1 方案的选择与论证 方案一:AT89s52 + 18b20 +4 个 8 段 LED 数码管 方案二:AT89s52 + 18B20 + 上位机 方案三:AT89s52 + AD590 + 上位机 整体系统的 构思 硬件电路的 选材 电路的焊接 C51软件的 编辑 控制界面的 编程 系统调试 图 2.1 设计流程图 1、单片机选用 AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程 Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常 规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。所以方案一、方案 二、方案三的数据处理芯片都采用AT89S52。 2、 温度采集 方案一、方案二选用 18B20。优点:线路简单、扩展简单、编程容易、价格 便宜。缺点:精度低。 方案三选用 AD590 温度传感器。优点:读数方便 、测量漂移小、测量精度 高。缺点:AD590 温度传感器需辅助电路,线路复杂,编程困难,价格比 18b20 贵。 所以选择方案一或方案二。 3、显示 方案一选用数码管显示。优点:符合构建小系统。缺点:有显示范围限制。 方案二选用上位机。优点:调用电脑显示屏显示无范围限制。综合考虑:选 用方案二 优点:上位机显示,减轻了 MCU 负担;数字信号,读取容易;电脑做 主设备,扩展性强;可调用电脑硬件资源。 所以选择方案二。 2.2.2 硬件设备装置的设计 为了精确的采集到室温且不受增温和降温设备的影响,应科学的分配传感器 和增温、降温设备的位置。在一间大小为一个 3m×5m×3m,有一个门,2扇窗户 的房间配置三个传感器和三个电炉、冷凝器。其安装位置如下图所示。 传感器 电炉、冷凝器 图 2.2 设备装置图 2.3 软件设计 图 2.3 程序流程图 3.通信方案的设计 本设计采用有线通信,通过串行异步通信协议进行下位机和上位机的信息交 换。 AT89S52 单片机内部有一个全双工的串行通信口,可实现串行异步通信。其 串行口寄存器结构如图 3.1 。 从图中可看出,接收缓冲期器前还有输入移位寄存器,这种结构的目的在于 Y 程序初始化 数据转换 N 20℃<温度<30℃? 温度>30℃ 传送给上位机 温度>100℃ Y 温度<20℃ 统计计算 启动警铃 是否转换完 打开冷凝器 稍后关闭 开始 18b20温度采集 启动电炉稍 后关闭 N N Y 接收数据时避免发生数据帧重叠现象,从而避免了出错,增强了通信的准确性, 可靠性。 图 3.1 AT89S52单片机的串行结构图 4.4.4.4. 上位机软件的设计 上位机通信运用串行小助手通过编写 VB程序进行数据信息与命令交换的。其 程序流程图如图 4.1 所示。 图 4.1 上位机软件流程图 发送缓冲器(99H) (SBUF) 接受缓冲器(99H) (SBUF) 输入移位寄存器 移位时钟 发送中断 TI TX 串行输出 内部总线 RX 串行输入 接受中断 RI 开始接收 单 片 机 采 集 结 束 是否接受完毕 Y N 统计计算 将结果填 入 excel 与 25℃比较并发 出相应的命令 单片机接 受命令并 执行命令 5.5.5.5. 总总总总 结结结结 经过这次设计,使我觉得不论从理论知识还是从实际操纵中都学到了不少知 识,我想归纳起来,主要有以下四个方面: 1、经过这次设计,它让我接触更多平时没有接触过的科学仪器设备、元器件以 及获得相关的仪器调试经验,同时我也发现自己在这方面很多不足之处。体会到 理论知识对实践有很大的指导作用,他让我知道,只有在正确的理论指引下,才 能设计出合乎实际需要的硬件电路。 2、学会了高效率的查阅资料、运用工具书、利用网络查找资料。我发现,在我 们所使用的书籍上有一些知识在实际应用中其实并不是十分理想,各种参数都需 要自己去调整。偶而还会遇到错误的资料现象,这就要求我们应更加注重实践环 节。 3、在设计中,我们应当注意重点与细节的关系。 4、失败不可怕,只要不趴下,昂首向前走,希望总会有。 5、同学相互包容,彼此合作,取长补短,才能铸就最后的成功。 可以这样说设 计是对大学四年所学知识的一次运用和检阅,同时对自学能力提出很高的要求, 所以平时的学习离开思考,就是严重的错误,我们学习不应该有偏科现象,各方 面的知识都应该要接触,这样做才能为产品设计打下基石。 参考文献: 1 夏路易著.... 单片机原理及应用. 北京:电子工业出版社,2010.04 2 郑锋,王鼎媛著.... 51 单片机应用系统典型模块开发大全. 北京:中国铁道出版 社,2010.6 3 深圳市安特凌科技有限公司(www.aterlin.com).18B20温度传感器应用解析 专业技能实训报告 (室内温度控制系统) 5.总结
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