电气课程设计.doc

1设计任务书 12基于单片机消毒柜控制电路设计 22、1系统的组成及工作原理 22、1、1系统设计要求[2] 22、1、2系统组成框图 22、1、3系统工作原理[3] 22、2硬件电路设计 32、2、1方案论证 32、2、2方案确定 52、2、3单片机最小系统设计 52、2、4温度转换与放大电路 62、2、5数模转换电路 112、2、6温度控制电路 122、2、7显示模块 132、3系统软件设计 152、3、1系统软件设计原理[7] 152、3、2中断服务程序设计[8] 162、3、3系统子程序设计 172、4仿真结果与分析 22参考文献: 26附录3: 271设计任务书1、设计任务设计一台消毒柜控制系统2、设计要求(1)显示消毒柜温度、保持时间;(2)可以键盘设定消毒柜温度、定时时间;(3)可以实现实时中断功能;(4)消毒后自动关机;(5)测温误差:<0、5℃:(6)定时误差:f<20s/月。2基于单片机消毒柜控制电路设计2、1系统的组成及工作原理2、1、1系统设计要求[2]A、设置三个功能键:消毒、保温、停止;B、按下消毒键,加热装置进行加热,当温度达到125度时,停止加热,其加热的时间可通过键盘设定;C、按下保温键,在50度以下接通加热器,达到70度关闭,一直持续工作,其加热的时间可通过键盘设定;D、按下停止键,就停止工作;E、采用的就是PT-100铂热电阻测温,A/D转换采用的就是ADC0809;。2、1、2系统组成框图电桥电路电压放大A/D功能键盘单片机数码显示加热装置图2-1系统组成框图2、1、3系统工作原理[3]本次设计采用铂热电阻PT-100温度传感器实现从温度到电阻值的转换,PT-100的温度每上升1度,其阻值就增大0、38欧姆,电桥将PT-100电阻值的变化转换成电压变化、再经集成运放TL084放大成0-5V的电压(值不会超过5Ⅴ),然后经ADC0809转换成8位数字的信号送89C51单片机系统,89C51单片机对所采集的数据经滤波、变换等处理后送入7279显示模块中进行显示,从而完成对温度的采集。89C51单片机再对键盘的扫描结果与即时温度值的处理,实现对温度的控制,系统设计了加热,保温,停止三键,按下加热功能键时,单片机控制加热器,开始进行加热,当温度到达125度时停止加热,按下保温键时,温度小于50度,加热器开始加热,温度超过70度,停止加热,当按下停止键时,一切程序停止运作。在此基础上,设置了一个校时键,当按下校时键时,无论加热器加热与否,要到达设定的时间才停止工作。如此达到实验要求。完成实验。2、2硬件电路设计2、2、1方案论证方案一:本方案采用的就是新型的温度传感器LM35构成前端温度传感电路,LM35输出可以从0度开始,该器件采用的就是塑料封装TO992,工作的电压4~30V。LM35前端电路直接与ADC0809温度采样电路相连接。系统采用的就是以51单片机为核心的微电脑控制,主要通过单片机启动ADC0809电路,对前端电路直接进行采样,得到采样的数字值由单片机将其经数学变换处理,转换成真正的温度值。键盘控制则采用的就是以HD7279为核心的键盘显示电路,由它来控制消毒、保温、停止等功能,并设置校时键,随时设置当前工作状态与需要保持的时间。7279键盘显示电路带有8个数码管,用来显示当前系统工作情况,如倒计时时间,实时温度等。加热器与单片机用继电器来隔开,继电器用来智能控制消毒柜的加热。本方案的特点就是:前端温度电路直接采用LM35温度传感器,具有转换速度快,灵敏度高的特点,但就是测量精度不够,抗干扰性能差的,受工作环境因素的影响较大。方案一电路原理图如下所示:图2-2方案一电路原理图方案二:在此次实验中也可以采用铂热电阻温度传感器PT-100,由含铂热电阻PT-100为桥臂的电桥,过程中其温度的变化将引起PT-100电阻值的改变,最终转变成电压的变化,但电桥输出的电压最多只能有几十毫伏,所以必须经ICL7650放大后才能输出0~5V的电压,达到实验所要求的电压,再经ADC0809转换成8位数字信号送至单片机。单片机开发系统对所采集的数据经过滤波、变换等处理后送到7279进行显示,以实现对温度的测量。测量出即时温度值之后要进行的就就是根据温度的值与7279对键盘的扫描结果进行相应的处理,比如加热、保温、停止等,这些就需要靠软件程序来辅助完成,还要通过加热装置来进行相应的操作,从而完成此次设计的要求。加热器就是由单片机控制,安全管理加热器的启动与停止,加热装置将单片机核心系统与加热器隔离,防止加热器的高温对系统造成损伤,起到了以小电流控制大电流而安全控制的作用。2、2、2方案确定由于设计要求最高的温度需要达到了125℃,而LM35系列传感器达不到要求的这个