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水温控制系统论文

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C题: 水温控制系统(本科组)摘要: 本设计根据课题要求,无论主控单元还是各检测器单元都选用了价格低廉的AT89S52 单片机为 CPU,选用完全符合测量温度围要求且工作一致性很高的 PT100 热电阻作为温度传感器。由自行设计的恒流源电路构成能补偿温度传感器线路的采样电路,信号的调理主要由失调电压很低、线性误差小的通用放大器 LM358 来完成。还可以通过主控单元的键盘来设定检测器的测量围参量,并具有温度显示、在设定围自动加热降温等功能。为提高测量精度,采纳 0.1 级的标准电阻箱对系统进行与 PT100 的分度表进行误差对比。经过各项实验测试,该系统的性能指标达到了任务书的基本要求,而且在各检测单元方面达到或超过发挥部分的要求。关键词: 89S52 单片机 ; PT100 ; LM3581.系统方案选择和论证1.1 设计任务设计并制作一个水温自动控制系统,控制对象为 1 升水,容器为搪瓷器皿(其他容器也可)。水温可以在一定围设定,并能实现在 10℃~70℃量程围对每一点温度的自动控制,以保持设定的温度基本保持不变。1.1.1 任务要求(1)可键盘设定控制温度值,并能用液晶显示,显示最小区分度为 0.1℃;(2)可以测量并显示水的实际温度。温度测量误差在±0.5℃;(3)水温控制系统应具有全量程(10℃~70℃)的升温、降温功能(降温可用半导体制冷片、升温用 800 W以的电加热器);(4)在全量程任意设定一个温度值(例如起始温度+15℃),控制系统可以实现该给定温度的恒值自动控制。控制的最大动态误差≤±4℃,静态≤±1℃,系统达到稳态的时间≤15min(最少两个波动周期);(5)当设定温度突变(温度变化+20℃)时,控制的最大动态误差≤±2℃,系统达到稳态的时间≤8min(最少两个波动周期); (6)温度控制的静态误差≤±0.2℃(在最小稳态时间);(7)在设定温度发生突变(温度变化+20℃)时,用液晶屏显示水温随时间变化的实时曲线(最少显示两个波动周期)。1.2 主要单元电路的设计1.2.1 CPU(中央处理器)的选择方案一:采纳 8031 作为控制核心,以使用最为普遍的器件 ADC0804 作模数转换,控制上使用对电阻丝加电使其升温柔开动风扇使其降温。此方案简易可行,器件的价格便宜,但8031 部没有程序存储器, 需要扩展,增加了电路的复杂性。方案二:此方案采纳 89S52 单片机实现,此单片机软件编程自由度大,可用编程实现各种控制算法和逻辑控制。进行数据转换,控制电路部分采纳继电器控制,此方案电路...

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