第 1 章 概述1.1 课程简介电子工程设计是电子信息工程、通信工程、自动化等多专业本科生必修的实践类课程，按课程设计进行管理。该课程以小型电子系统的设计为载体，使学生了解产品研发的一般过程，掌握产品设计的基本方法，积累初步的实际工作经验，为从工科大学生向工程师的角色转换做好准备。1.2 设计题目电子工程设计课程选择“小型温度控制系统”作为具体设计题目。需要完成非电量到电量信号转换、信号处理、数据采集、数据处理、人机交互、数据通信、控制等设计工作 ，几乎覆盖一般电子系统的所有设计环节。完成上述设计工作涉及传感器、非电测量、模拟电子技术、数字电子技术、计算机原理、接口技术、程序设计、自动控制、通信等知识应用，具有广泛的知识涵盖面。完成“小型温度控制系统”的设计，不需要特殊的电子元器件和专用仪器设备，作为一般的实践教学任务具有较好的可操作性。1.3 任务与安排1.3.1 小型温度控制系统设计要求在实施小型电子系统设计工作之前，应明确系统基本的功能、指标要求，采用的元件要求，以及结构安装要求等。本系统为教学实验系统，只提出功能、指标和采用元件的设计要求。 ⑴ 温度控制范围：0~100℃℃ ⑵ 测温元件：半导体温度传感器 AD592 ⑶ 温度控制执行元件：半导体制冷片 ⑷ 核心控制部件：C8051F 系列单片机1.3.2 小型温度控制系统基本组成 图 1-1 小型温度控制系统组成框图⑴ 受控对象：或称温度控制执行元件，为半导体制冷片。通过改变半导体制冷片电压的极性实现制冷/制热转换；通过改变半导体制冷片的控制电压（须有 4 安培以上的电流驱动能力）改变制冷或制热温度。⑵ 前向通道：包括热力学温度到电信号的转换部件（温度传感器），测温信号的处理电路（变送器或信号调理器），模拟信号到数字信号转换电路（数据采集单元）。主要完成温度测量工作，获取的温度数据经数据处理单元分析计算后，转换为显示数据通过人机交互单元输出显示。 ⑶ 后向通道：包括控制数据（数字量）到控制信号（模拟量）的转换电路（控制信号产生单元），提供电流驱动能力的电路（控制驱动单元）。数据处理单元以测量温度和设定温度作为基本参数，通过某种控制算法得到温度控制数据，通过后向通道实施对半导体制冷片的温度控制。 ⑷ 数据处理单元：以单片机为核心部件，通过编写程序完成数据采集，数据处理，温度控制，人机信息交互管理等工作。 ⑸ 人机交互单元：通过按键、编码器进行功能...
