电子系统综合设计报告.doc

电子系统综合设计报告 姓名：陈丹学号：100401202专业：电子信息工程日期： 2013-4-2南京理工大学紫金学院电光系1 引言温控仪是调控一体化智能温度控制仪表，它采用了全数字化集成设计，具有温度曲线可编程或定点恒温控制、多重PID调节、输出功率限幅曲线编程、手动/自动切换、软启动、报警开关量输出、实时数据查询、与计算机通讯等功能，将数显温度仪表和ZK晶闸管电压调整器合二为一，集温度测量、调节、驱动于一体，仪表直接输出晶闸管触发信号，可驱动各类晶闸管负载。YWK-CT温度控制器采用智能PID控制，当通过热电偶（热电阻）采集的被测温度偏离所希望的给定值时，YWK-CT温度控制器可根据测量信号与给定值的偏差进行比例（P）、积分（I）、微分（D）运算，从而控制继电器通断比率，促使测量值恢复到给定值，达到自动控制的效果；控制器还具有上、下限温度告警和继电器输出功能，性价比高，可广泛用于电力、化工、注塑、包装、食品等企业。此次设计温控仪主要想用温度传感器采集当前温度，在数码管上显示。通过这次课程设计锻炼我们的单片机应用能力以及对电子设备的实际操作能力，也可以说是为最后的毕业设计做铺垫。希望通过这次设计，能让自己对电子设计有更清晰的概念，而不是纸上谈兵。能够让所学与实际相结合。2 系统设计2.1总体方案设计2.1.1总体设计流程开始理解课题技术指标子系统设计单元电路设计元器件选择仿真、安装调试正式样机设计结束调整是否合格NY2.1.2温控仪原理图设定输入单片机LED显示控制输出双向可控硅继电器控制对象风扇信号调理电路A/D采集电路加热丝传感器 2.1.3总体电路图2.1.4温控仪设计文字说明 温度传感器输出为电阻值，经信号调理电路得到电压值，再经AD转换电路实现数模转换。由单片机控制显示管输出。除此，可设置预置温度，通过单片机外部中断，用按键控制预置温度。当实际温度高于预置温度，红灯亮，蜂鸣器响；低于时，则绿灯亮。2.2总体设计要求（1）温度范围为：-20 +100， 最小区分度为1，标定温度 1；（2）温度采样时间：500ms1min；（3）具有超温声、光报警功能；（4）实时温度显示（四位数码管）；（5）实时温度控制（风扇及加热负载）功能；（6）温度参数输入功能（温度+、温度-键）。3 单元模块设计3.1调理电路3.1.1电路功能利用桥式整流电路实现电阻值到电压值的转换，并用OP07放大电压。电阻与温度关系如下：温度与电压的关系：温度分段与电压的拟合曲线：（19到40）温度分段与电压的拟合曲线：（40到55）温度分段与电压的拟合曲线：（55到65）温度分段与电压的拟合曲线：（65到71）3.1.2调理电路3.2 A/D转换电路3.2.1 电路功能单片机只能处理二进制信号，因此必须用A/D转换电路将纹理电路输出的模拟量转换成数字量，供单片机处理。 图3 ADC0808管脚图AD0808有8个通道，如下是通道选择以及管脚图：ABC000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7地址所存信号ALE为上升沿有效，与80C51的ALE相反。ENABLE(OE)为输出允许，高有效。CLOCK低于640KHz。EOC为转换结束，高有效。启动AD变换是要给出通道地3.3P89L51RD23.3.1功能 作为设计核心，协调各功能模块，是软件载体。管脚图：单片机I/O接口功能定义：P0: AD数据采集；P1：数码管段选信号（a,b,c,d,e,f,g）；P2.7、RD： A/D数据输出容许信号OE；P2.7、WR：启动A/D；P3.4 P3.5：指示灯1，指示灯2 ； P2.0 P2.3 ：数码管位选信号（1,2,3,4）；INT0: 键+INT1: 键-3.32单片机和ADC0808的联系3.4四段数码管3.4.1数码管 显示实际温度和预置温度，采用动态显示引脚说明：1引脚 位选1 2引脚 A3引脚 F 4引脚 位选25引脚 位选3 6引脚 B7引脚 位选4 8引脚 G9引脚 C 10引脚 CR11引脚 D 12引脚 E3.4.2ULN2003APG驱动负载与数码管联接显示电路3.5电路功能3.5.1按键通过按键控制预置温度，并且能在数码管显示3.5.2负载当温度高于预设温度时，红灯亮，蜂鸣器也会报响警。当温度低于预设温度时，绿灯会亮。4 软件设计4.1 AD转换void samp() unsigned int c; XBYTE0x7FF8=0;/进行一个写操作，启动A/D转换 delay(); a=XBYTE0x7FF8;/将A/D转换的结果保存为变量a result=a*5/256;/将A/D 转换结果换算成十进制数 if(result1.65&result2.50&result3.820&resultm) P35=1;P34=0; else P35=0;P34=1;/当实际温度大于预设温度时，红灯亮，反之绿灯亮4.2按键预置温度/*外部中断0，预设温度加一*/void int0_ser() interrupt 0 using 0 delay(); if(INT0=0) p+; if(p=10) Q+;p=0; for(i=0;i50;i+) DisplaySecond(Q,p);/*外部中断1，预设温度减一*/void int1_ser() interrupt 2 using 2 delay(); if(INT1=0) p-; if(p=0) Q-;p=9; for(i=0;i50;i+) DisplaySecond(Q,p);4.3数码管显示void DisplaySecond(unsigned char s,b) P2=0xfe;/数码管1亮 P1=Tab1g;/显示温度的百位 delay(); P2=0xff; P2=0xfD;/数码管2亮 P1=Tab1s&0x7f;/显示温度的十位 delay(); P2=0xff; P2=0xfb;/数码管3亮 P1=Tab1b;/显示温度的十位 delay(); P2=0xff; P2=0xf7;/数码管4亮 P1=0xC6;/显示C delay(); P2=0xff; 4.4主代码void main() TMOD=0x01;/定时器工作方式 TL0=0xF0; TH0=0xD8;/定时器初值 ET0=1;/定时器中断开放 EA=1;/总允许 TR0=1;/启动定时器T0 EX1=1;/外部中断1开放 EX0=1;/外部中断0开放 PX0=1;/外部中断0优先级置高 PX1=1;/外部中断1优先级置高 IT0=1;/外部中断0为边沿触发方式 IT1=1;/外部中断1为边沿触发方式 while(1) if(flag) flag=0; samp();/采样标准为1时，调用采样函数进行采样 DisplaySecond(s,b); /延时函数 void delay(void) unsigned int j; for(j=0;j100;j+); /数码管动态显示函数void DisplaySecond(unsigned char s,b) P2=0xfe;/数码管1亮 P1=Tab1g;/显示温度的百位 delay(); P2=0xff; P2=0xfD;/数码管2亮 P1=Tab1s&0x7f;/显示温度的十位 delay(); P2=0xff; P2=0xfb;/数码管3亮 P1=Tab1b;/显示温度的十位 delay(); P2=0xff; P2=0xf7;/数码管4亮 P1=0xC6;/显示C delay(); P2=0xff;4.5系统总代码5 系统测试5.1系统功能通过传感器对温度的感知，测试得到电阻量，再由纹理电路转换成电压量，进过A/D转换变为单片机能够处理的二进制。在单片机处理中，将实际测得的温度与设置的预设温度都能在数码管上显示，通过按键可以改变预置温度。如果实际温度小于预设温度时，绿灯会亮；如果实际温度大于预设温度时，红灯会亮，蜂鸣器同时响起。5.2理论与实际对比通过实际温度计读数与数码管显示温度对比，存在1度左右的误差。6 设计小结通过两周的电子课程设计，在老师和同学们的帮组下我完成了数字温度计的设计这次实