嵌入式系统设计报告.doc

第一章设计任务说明 1第二章系统方案设计 12第三章硬件设计 15第四章软件设计 、显示程序流程 22附录:实验报告…………………………………………………………………………………..28第一章设计任务说明有一浴池,需要实现水温自动控制和用水量自动检测,要求水温的给定温度可以由操作面板上的按键输入,也可以由远程计算机串行传送输入。显示温度精确到小数点后一位。用水量单位为立方米,显示到小数点后两位。供水方式是把热水管路与冷水管路同时进入混水器,通过调节混水器旋钮的角度来实现温度控制。当给定标准温度值后,要求实际水温控制在标准值的。设计要求如下:一、设计一个可行的控制系统方案,包括:检测方法设计,传感器的选型与安装方式及位置;控制方法设计,调节器的选型与安装方式及位置;单片机控制器与传感器、调节器的联接方式与安装位置;画出方案示意图,并写出设计原理说明。包括传感器、调节器的基本参数说明。二、单片机控制器的硬件部分设计设计检测电路、驱动控制电路;设计键盘和显示电路;设计并画出单片机控制器的外形设计图;设计并画出单片机应用系统硬件系统原理图;写出设计说明。单片机控制器软件部分设计确定水温、流量的检测方法并画出流程图;设计调节器的控制方法并画出流程图;设计操作面板功能及键盘、显示的流程图;设计并画出系统应用软件的流程图;编写一个应用子程序;写出设计说明。,其工作过程是:由按键输入设定温度值,温度传感器检测浴池内的水温,通过对混水器步进电机转角的控制来调节热水与冷水的比例,使浴池水温调整到设定温度值;流量传感器检测流入浴池的水量;此外,系统的显示模块能够显示设定温度,当前温度,以及当前用水量。:热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和集成温度传感器(IC)。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。。热电偶由于其较高的性价比,应用很广泛。热电偶有多种类型,它们覆盖非常宽的温度范围,从-200℃~2000℃。它们的特点是:低灵敏度、低稳定性、中等精度、响应速度慢、高温下容易老化和有漂移,以及非线性。另外,热电偶需要外部参考端。RTD精度极高且具有中等线性度。它们特别稳定,并有许多种配置。但它们的最高工作温度只能达到400℃左右。它们也有很大的TC,且价格昂贵(是热电偶的4~10倍),并且需要一个外部参考源。模拟输出IC温度传感器具有很高的线性度(如果配合一个模数转换器或ADC可产生数字输出)、低成本、高精度(大约1%)、小尺寸和高分辨率。它们的不足之处在于温度范围有限(-55℃~+150℃),并且需要一个外部参考源。数字输出IC温度传感器带有一个内置参考源,它们的响应速度也相当慢(100ms数量级)。虽然它们固有地会自身发热,但可以采用自动关闭和单次转换模式使其在需要测量之前将IC设置为低功耗状态,从而将自身发热降到最低。与热敏电阻、RTD和热电偶传感器相比,IC温度传感器具有很高的线性,低系统成本,集成复杂的功能,能够提供一个数字输出,并能够在一个相当有用的范围内进行温度测量。:不同类型温度传感器的比较本设计选用AD公司生产的专用集成温度传感器AD590。它属于电流输出型。在一定温度范围内,它相当于一个高阻电流源,其电流温度灵敏度。它不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声等的干扰。此外它还具有体积小、测量精度高、线性好和互换性强等优点,其主要技术指标为:测量范围:;电流输出(标定系数):;电源电压:;线性度:在满量程范围内小于;重复性:;输出阻抗:约为;长期漂移:;,流量传感器可分为热式流量传感器和非热式流量传感器两大类。热式流量传感器主要依靠传感器与流体间的热相互作用来进行测量。该类传感器由于易采用半导体工艺制造,具有体积小、成本低、可以批量生产,同时能与处理电路集成在同一芯片上,使传感器的输出直接实现数字化,易于与计算机接口等优点。但热流量传感器也存在一定的不足,如反应时间较长、功耗大、衬底的热传导导致测量误差、零点随环境温度的漂移等问题