承接設(shè)計(jì)任務(wù)1、基本要求（1）功能要求①采用模擬溫度傳感器設(shè)計(jì)溫度檢測(cè)電路，并完成模擬信號(hào)調(diào)理；②采用Protues軟件進(jìn)行模擬電路仿真；③采用51單片機(jī)（內(nèi)置ADC）采集溫度信號(hào)，再通過數(shù)碼管顯示溫度數(shù)值。（2）技術(shù)指標(biāo)①溫度測(cè)試范圍：0℃~110℃②溫度測(cè)試精度：±2℃③溫度測(cè)試分辨率：0.2℃④溫度顯示方式：4位數(shù)碼管顯示，第1位數(shù)碼管顯示符號(hào)（零下溫度顯示“—”號(hào)，零上及低于100℃不顯示）第2位數(shù)碼管顯示溫度的十位數(shù)值，第3位數(shù)碼管顯示溫度的個(gè)位數(shù)值及小數(shù)點(diǎn)，第4位數(shù)碼管顯示溫度測(cè)量值的小數(shù)點(diǎn)后第一位數(shù)值。2、 提高要求（1）功能要求①實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)控制功能，具有溫度檢測(cè)和溫度控制兩種工作狀態(tài)，.維力安智能科技___r溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)加工，并可手動(dòng)切換工作狀態(tài)；②對(duì)象溫度控制：可通過單片機(jī)控制加熱器進(jìn)行溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)，并可設(shè)置和顯示溫度恒定數(shù)值，控制對(duì)象為大功率電阻；（2）技術(shù)指標(biāo)①溫度控制數(shù)值可在40℃~70℃之間設(shè)置②溫度控制精度：±1℃③研究合適的溫度控制算法。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)幾種實(shí)現(xiàn)方案，經(jīng)比較從中優(yōu)選確定一種實(shí)現(xiàn)方案。2．說明所選電路的組成及工作原理，并繪出原理框圖。3．設(shè)計(jì)各單元電路，計(jì)算元器件參數(shù)并選擇元器件類別型號(hào)。畫出實(shí)際電路圖，并用Protues軟件進(jìn)行電路仿真。5．列出元器件清單。6．組裝并調(diào)試方案電路，.維力安智能科技___r溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)加工，記錄調(diào)試步驟及結(jié)果。7．設(shè)計(jì)單片機(jī)程序，完成數(shù)據(jù)采集、處理和顯示。8．對(duì)電路功能及技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，記錄測(cè)試數(shù)據(jù)。系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)圖溫度測(cè)量與溫度傳感器溫度測(cè)量方法可分為接觸式和非接觸式兩類，接觸式的測(cè)溫方法是基于物體的熱交換現(xiàn)象。選定某一測(cè)溫器，與被測(cè)物體相接觸，進(jìn)行充分的熱交換，待兩者溫度一致時(shí)，測(cè)溫器輸出的大小即反映被測(cè)溫度的高低。接觸式測(cè)溫的優(yōu)點(diǎn)是簡單、可靠、測(cè)量精度高；缺點(diǎn)是測(cè)溫時(shí)有較大的滯后，對(duì)運(yùn)動(dòng)物體測(cè)溫較困纟難，測(cè)溫器易影響被測(cè)對(duì)象的溫度場分布，測(cè)溫上限受到測(cè)溫器件材料性質(zhì)的限制，故所測(cè)溫度不能太高。溫度傳感器是把溫度轉(zhuǎn)換為電量的測(cè)溫器。常用的溫度傳感器有：金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻、熱單片機(jī)開發(fā)板AD轉(zhuǎn)換參考電壓源溫度傳感器模擬信號(hào)調(diào)理驅(qū)動(dòng)電路加熱元件4電偶、PN結(jié)型傳感器和集成溫度傳感器、石英晶體溫度傳感器、渦流式溫度傳感器、電容式溫度傳感器等。采用集成溫度傳感器測(cè)量溫度，具有省電、體積小、線性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，而且能滿足一般測(cè)溫工作（－50℃~＋150℃）的需要，因此本設(shè)計(jì)使用集成溫度傳感器，型號(hào)為LM35（電壓輸出型）。傳感器使用說明見附件1：《LM35數(shù)據(jù)手冊(cè)》。4.3模擬信號(hào)調(diào)理1．調(diào)零與調(diào)滿度半導(dǎo)體溫度傳感器有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即其輸出電壓或電流與絕對(duì)溫度成正比或線性關(guān)系。因?yàn)槌Ｓ玫臏貥?biāo)為攝氏溫度，而且為便于測(cè)量，希望在0℃（傳感器插入冰水中）時(shí)，測(cè)溫電路輸出顯示為0，在100℃（傳感器插入沸水中）時(shí)，測(cè)溫電路輸出顯示為100。因此，半導(dǎo)體測(cè)溫電路中需要設(shè)計(jì)調(diào)零電路和調(diào)滿度（也稱調(diào)靈敏度）電路。2．放大與電平平移模擬傳感器輸出的信號(hào)通常為非標(biāo)準(zhǔn)雙極性或單極性小信號(hào)，為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，需適應(yīng)A/D轉(zhuǎn)換器輸入電平要求，無錫維力安智能科技有限公司，維力安智能科技，因此要對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行放大和電平平移。4.4 模擬信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)需經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，才能被采集到單片閂機(jī)中，完成后續(xù)的處理。4.5數(shù)碼管顯示4位數(shù)碼管顯示，電路設(shè)計(jì)參考硬件資料。4.6軟件頂層流程圖1．軟件頂層流程圖軟件的部分頂層流程圖如圖42所示。開始系統(tǒng)初始化溫度數(shù)據(jù)采集按鍵檢測(cè)處理系統(tǒng)狀態(tài)設(shè)置溫度數(shù)據(jù)顯示5圖4.2 軟件頂層流程圖2．軟件組成框圖主要包括主控程序、硬件接口程序、人機(jī)接口程序、處理算法程序、通用模塊程序等，每個(gè)程序又由若干子程序或模塊組成。軟件的部分組成框圖如圖5.3所示。圖4.3 軟件組成框圖4.7 加熱器應(yīng)用技術(shù)為實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)驗(yàn)裝置需要設(shè)計(jì)一個(gè)加熱器，并對(duì)其溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和閉環(huán)控制。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采用單片機(jī)外接驅(qū)動(dòng)電路控制大功率電阻，作為簡易的加熱裝置。4.8設(shè)計(jì)資料附件1：LM35數(shù)據(jù)手冊(cè)附件6：Proteus入門教程附件7：Multisim10仿真軟件簡介與使用主控程序硬件接口程序ADC初始化子程序按鍵檢測(cè)子程序數(shù)碼管顯示子程序LED顯示子程序中斷處理模塊PWM控制子程序…人機(jī)接口程序按鍵處理子程序系統(tǒng)顯示子程序溫度刷新子程序…處理算法程序溫度處理子程序溫度控制子程序PID計(jì)算子程序……系統(tǒng)軟件.維力安智能科技___r溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)加工