智能仪器课程题目、辅导及要求

1、课程设计安排一、课程设计题目（以下课程设计题目按学号顺序分配，落实到人。一人一个题目）1. 题目：电烤箱的智能温控仪表设计功能及技术指标：电烤箱由1kW电加热器加热，最高温度为120 C。电烤箱的温度可以设置，电烤过程恒温控制为设置的温度，温度控制误差三2 C。可以实时显示设置温度和实际温度，显示精度为1 C。当实际温度超出设置温度土5 C时发出报警采用STC89C51单片机和12Hz的晶振；采用 AD590温度传感器 。采用位式控制、并用晶闸管过零驱动1000W电加热器（电源电压为 AC220V ）。2. 题目：快式热水器的智能温控仪表设计功能及技术指标：用两位数码管显示出水温度。水温范围为

2、：0099 C，检测和显示的精度为 1 Co设置5个功率档位指示灯：12档，一个灯亮；34档，两个灯亮；56档,3个灯亮； 78档,4个灯亮；9档，5个灯亮。0档无功率输出，档位灯不亮。设置3个按钮，分别为电源开关键、加键和减键。加热功率分为09档，按加键可依此递增至9档；按减键可依此递减至 0。09档功率依次为 0、1/9P、2/9P、3/9P、4/9P、 5/9P、6/9P、7/9P、8/9P、P。出水温度超过65 C时停止加热，并蜂鸣报警；温度降到45 C时，开始加热。采用可控硅控制加热功率传感器为热敏电阻。采用89C51单片机。3. 题目：电热水器的智能温控仪表设计功能及技术指标：电热

3、水器由800W电炉丝加热，最高温度为100 Co电热水器的温度可以设置，恒温控制过程为设置的温度，温度控制误差三2 Co可以实时显示设置温度和实际温度，显示精度为1 C o当实际温度超出设置温度土10 C时发出报警采用AT89S51单片机和12Hz的晶振；采用 AD590温度传感器。采用位式控制、并用晶闸管过零驱动800W电热器（电源电压为 AC220V ）。4. 题目：加热炉的智能温控仪表设计功能及技术指标：加热炉由2kW电炉丝加热，最高温度为150 Co加热炉的温度可以设置，恒温控制过程为设置的温度，温度控制误差三2 Co可以实时显示设置温度和实际温度，显示精度为1 C o当实际温度超出设

4、置温度土5 C时发出报警采用STC89C51单片机和12Hz的晶振；采用 AD590温度传感器 。采用位式控制、并用晶闸管过零驱动2kW加热炉（电源电压为 AC220V ）o5.题目： 无储罐热水器的智能温控仪表设计 功能及技术指标：用两位数码管显示出水温度。水温范围为：0099 C,检测和显示的精度为1 Co设置三个功率档位指示灯： 14 档，一个灯亮； 58 档，两个灯亮； 9 档，三个灯亮。 0 档无功率输出，档位灯不亮。设置 3 个按钮，分别为电源开关键、加键和减键。加热功率分为 09 档，按加键依 此递增至 9档；按减键依此递减至 0。09 档功率依次为 0、1/9P、2/9P、3/

5、9P、4/9P、5/9P、 6/9P、7/9P、8/9P、P。出水温度超过 65C 时停止加热，并蜂鸣报警；温度降到45C 时，开始加热。采用可控硅控制加热功率。传感器采用热敏电阻。采用 89C51 单片机。6. 题目 ：反应器的智能温控仪表设计 功能及技术指标： 反应器由 800W 电热器加热，最高温度为 100 C。反应器的温度可以设置，恒温控制过程为设置的温度，温度控制误差三1 C。可以实时显示设置温度和实际温度，显示精度为1 C。当实际温度超出设置温度土2 C时发出报警采用 AT89S51 单片机和 12Hz 的晶振；采用 AD590 温度传感器 。采用比例控制、并用晶闸管移相驱动80

6、0W电热器（电源电压为 AC220V ）。7. 题目： 育苗室智能温控仪表设计 功能及技术指标：为了春季早栽种，采取冬季温室育苗。温室用2KW电热器来取暖。用智能温控仪表保持室温在一定温度，控制误差w2 C。可以实时显示设置温度和实际温度，显示精度为1 C。当实际温度超出设置温度土5 C时发出报警采用 STC89C51 单片机和 12Hz 的晶振；采用 AD590 温度传感器 。采用比例控制、并用晶闸管移相驱动2KW电热器（电源电压为 AC220V ）。8. 题目： 电烤箱的智能温控仪表设计功能及技术指标：电烤箱由1kW电加热器加热，最高温度为120 Co电烤箱的温度可以设置，电烤过程恒温控制

7、为设置的温度，温度控制误差三2 Co可以实时显示设置温度和实际温度，显示精度为1 C o当实际温度超出设置温度土5 C时发出报警采用 STC89C51 单片机和 12Hz 的晶振；采用 AD590 温度传感器 o采用比例控制、并用晶闸管移相驱动 1000W电加热器（电源电压为 AC220V ） o9. 题目： 电热水器的智能温控仪表设计 功能及技术指标：电热水器由 800W 电炉丝加热，最高温度为 100 C。电热水器的温度可以设置，恒温控制过程为设置的温度，温度控制误差三2 C。可以实时显示设置温度和实际温度，显示精度为1 C。当实际温度超出设置温度土5 C时发出报警采用 AT89S51 单

8、片机和 12Hz 的晶振；采用 AD590 温度传感器 。采用比例控制、并用晶闸管移相驱动电热水器（电源电压为AC220V ）。10. 题目： 加热炉的智能温控仪表设计 功能及技术指标：加热炉由 2kW 电炉丝加热，最高温度为 150 C。加热炉的温度可以设置，恒温控制过程为设置的温度，温度控制误差三2 Co可以实时显示设置温度和实际温度，显示精度为1 C o当实际温度超出设置温度土5 C时发出报警采用 STC89C51 单片机和 12Hz 的晶振；采用 AD590 温度传感器 o 采用比例控制、并用晶闸管移相驱动加热炉（电源电压为AC220V ）o11. 题目： 快式热水器的智能温控仪表设计

9、 功能及技术指标：用两位数码管显示出水温度。水温范围为：0099 C,检测和显示的精度为 1 Co设置 4 个功率档位指示灯： 13 档，一个灯亮； 46 档，两个灯亮； 78 档,3 个灯亮； 9 档， 4 个灯亮。 0 档无功率输出，档位灯不亮。设置 3 个按钮，分别为电源开关键、加键和减键。加热功率分为 09 档，按加键依 此递增至 9 档；按减键依此递减至 0。09 档功率依次为 0、 1/9P、 2/9P、 3/9P、 4/9P、 5/9P、 6/9P、 7/9P、 8/9P、 P。出水温度超过80 C时停止加热，并蜂鸣报警；温度降到50 C时，开始加热。采用可控硅控制加热功率。传感

10、器采用热敏电阻。采用 89S51 单片机。12. 题目： 反应器的智能温控仪表设计 功能及技术指标：反应器由 800W 电热器加热，最高温度为 100 C。反应器的温度可以设置，恒温控制过程为设置的温度，温度控制误差三1 Co可以实时显示设置温度和实际温度，显示精度为1 C o当实际温度超出设置温度土2 C时发出报警采用 STC89C51 单片机和 12Hz 的晶振；采用 AD590 温度传感器 。采用位式控制、并用晶闸管过零驱动800W电热器（电源电压为 AC220V ）o13. 题目 ：烘干箱的智能温控仪表设计 功能及技术指标：烘干箱由电热器加热，最高温度为150 Co烘干箱的温度可以设置

11、，电烤过程恒温控制为设置的温度，温度控制误差三2 Co可以实时显示设置温度和实际温度，显示精度为1 C o当实际温度超出设置温度土3 C时发出报警采用 STC89C51 单片机和 12Hz 的晶振；采用 AD590 温度传感器 。采用位式控制、并用晶闸管过零驱动电热器（电源电压为AC220V ）。14. 题目： 电热水器的智能温控仪表设计 功能及技术指标：电热水器由 800W 电炉丝加热，最高温度为 100 C。电热水器的温度可以设置，恒温控制过程为设置的温度，温度控制误差三1 Co可以实时显示设置温度和实际温度，显示精度为1 C o当实际温度超出设置温度土5 C时发出报警采用 STC89C5

12、1 单片机和 12Hz 的晶振；采用位式控制、并用晶闸管过零驱动800W电热器（电源电压为 AC220V ）o传感器采用热敏电阻。15. 题目： 无储罐热水器的智能温控仪表设计 功能及技术指标：用两位数码管显示出水温度。水温范围为：0099 C,检测和显示的精度为 1 Co设置 5 个功率档位指示灯： 12 档，一个灯亮； 34 档，两个灯亮； 56；档，三个 灯亮； 78 档，四个 灯亮； 9 档，五个灯亮。 0 档无功率输出，档位灯不亮。设置 3 个按钮，分别为电源开关键、加键和减键。加热功率分为09 档，按加键依此递增至 9 档；按减键依此递减至 0。09 档功率依次为 0、 1/9P、

13、 2/9P、 3/9P、 4/9P、 5/9P、 6/9P、 7/9P、 8/9P、 P。出水温度超过70 C时停止加热，并蜂鸣报警；温度降到50 C时，开始加热。采用可控硅控制加热功率。采用 AD590 温度传感器 。采用 89C51 单片机。16. 题目： 育苗室智能温控仪表设计 功能及技术指标：为了春季早栽种，采取冬季温室育苗。温室用电热器来取暖。用智能温控仪表保持室温在一定温度，控制误差W2 Co可以实时显示设置温度和实际温度，显示精度为1 C o当实际温度超出设置温度土5 C时发出报警采用 STC89C51 单片机和 12Hz 的晶振；采用 AD590 温度传感器 。采用位式控制、并

14、用晶闸管过零驱动电热器（电源电压为AC220V ）o17. 题目： 电烤箱的智能温控仪表设计 功能及技术指标：电烤箱由1kW电炉丝加热，最高温度为 120 Co电烤箱的温度可以设置，电烤过程恒温控制为设置的温度，温度控制误差三2 Co可以实时显示设置温度和实际温度，显示精度为1 C o当实际温度超出设置温度土5 C时发出报警采用 STC89C51 单片机和 12Hz 的晶振；采用位式控制、并用晶闸管过零驱动1000W电烤箱（电源电压为 AC220V ）。传感器采用热敏电阻。18. 题目： 加热炉的智能温控仪表设计 功能及技术指标：加热炉由 2kW 电炉丝加热，最高温度为150C。加热炉的温度可

15、以设置，恒温控制过程为设置的温度，温度控制误差三2 Co可以实时显示设置温度和实际温度，显示精度为1 C o当实际温度超出设置温度土5 C时发出报警采用 STC89C51 单片机和 12Hz 的晶振；采用位式控制、并用晶闸管过零驱动电加热器（电源电压为AC220V ）o传感器采用热敏电阻。19. 题目： 反应器的智能温控仪表设计 功能及技术指标：反应器由 800W 电容器加热，最高温度为 100 C。反应器的温度可以设置，恒温控制过程为设置的温度，温度控制误差三1 Co可以实时显示设置温度和实际温度，显示精度为1 C o当实际温度超出设置温度土2 C时发出报警采用 AT89S51 单片机和 1

16、2Hz 的晶振；采用比例控制、并用晶闸管移相驱动800W电热器（电源电压为 AC220V ）o传感器采用热敏电阻。20. 题目： 快式热水器的智能温控仪表设计 功能及技术指标：用两位数码管显示出水温度。水温范围为：0099 C,检测和显示的精度为 1 Co设置 5个功率档位指示灯： 12档，一个灯亮； 34档，两个灯亮； 56档,3个灯亮； 78档,4个灯亮； 9档， 5个灯亮。 0档无功率输出，档位灯不亮。设置 3 个按钮，分别为电源开关键、加键和减键。加热功率分为 09 档，按加键依 此递增至 9 档；按减键依此递减至 0。09 档功率依次为 0、 1/9P、 2/9P、 3/9P、 4/

17、9P、 5/9P、 6/9P、 7/9P、 8/9P、 P。出水温度超过80 C时停止加热，并蜂鸣报警；温度降到50 C时，开始加热。采用可控硅控制加热功率。采用 AD590 温度传感器 。采用 89S51 单片机。21. 题目： 电烤箱的智能温控仪表设计 功能及技术指标：电烤箱由1kW电加热器加热，最高温度为120 Co电烤箱的温度可以设置，电烤过程恒温控制为设置的温度，温度控制误差三2 Co可以实时显示设置温度和实际温度，显示精度为1 C o当实际温度超出设置温度土5 C时发出报警采用 STC89C51 单片机和 12Hz 的晶振；采用比例控制、并用晶闸管移相驱动1000W电加热器（电源电

18、压为 AC220V ）。传感器采用热敏电阻。22. 题目： 无储罐热水器的智能温控仪表设计功能及技术指标： 用两位数码管显示出水温度。水温范围为：0099 C,检测和显示的精度为 1 Co设置 5 个功率档位指示灯： 12 档，一个灯亮； 34 档，两个灯亮； 56 档,3 个灯亮； 78档,4个灯亮；9档，5个灯亮。0档无功率输出，档位灯不亮。设置3个按钮，分别为电源开关键、加键和减键。加热功率分为09档，按加键依此递增至 9 档；按减键依此递减至 0o 09 档功率依次为 0、 1/9P、 2/9P、 3/9P、 4/9P、 5/9P、 6/9P、 7/9P、 8/9P、 Po出水温度超过

19、60 C时停止加热，并蜂鸣报警；温度降到40 C时，开始加热。采用比例控制、并用晶闸管移相驱动电加热器（电源电压为AC220V ）o传感器采用热敏电阻。采用 89C51 单片机。23. 题目 ：育苗室的智能温控仪表设计 功能及技术指标：为了春季早栽种，采取冬季温室育苗。温室用电热器来取暖。用智能温控仪表保持室温在一定温度，控制误差W2 Co可以实时显示设置温度和实际温度，显示精度为1 C o当实际温度超出设置温度土5 C时发出报警采用 STC89C51 单片机和 12Hz 的晶振；采用位式控制、并用晶闸管过零驱动电热器（电源电压为AC220V ）o温度传感器为热敏电阻。24. 题目： 电热水器

20、的智能温控仪表设计功能及技术指标：电热水器由800W电炉丝加热，最高温度为 100 Co电热水器的温度可以设置，恒温控制过程为设置的温度，温度控制误差三2 Co可以实时显示设置温度和实际温度，显示精度为1 C o当实际温度超出设置温度土5 C时发出报警采用 AT89S51 单片机和 12Hz 的晶振；传感器采用热敏电阻。采用比例控制、并用晶闸管移相驱动800W电热水器（电源电压为 AC220V ）。25. 题目 ：加热炉的智能温控仪表设计功能及技术指标 ：加热炉由 2kW 电炉丝加热，最高温度为 150 C加热炉的温度可以设置，恒温控制过程为设置的温度，温度控制误差三2 Co可以实时显示设置温

21、度和实际温度，显示精度为1 C o当实际温度超出设置温度土 5 C时发出报警采用 STC89C51 单片机和 12Hz 的晶振；AC220V ）。采用比例控制、并用晶闸管移相驱动电热器（电源电压为传感器采用热敏电阻。26. 题目 ：反应器的智能温控仪表设计功能及技术指标：反应器由 800W 电加热器加热，最高温度为 100 C。反应器的温度可以设置，恒温控制过程为设置的温度，温度控制误差三1 C。可以实时显示设置温度和实际温度，显示精度为1 C。当实际温度超出设置温度土2 C时发出报警采用 STC89C51 单片机和 12Hz 的晶振；采用位式控制、并用晶闸管过零驱动电加热器（电源电压为AC2

22、20V ）。传感器为热敏电阻。27. 题目： 电烤箱的智能温控仪表设计 功能及技术指标：电烤箱由 1kW 电炉丝加热，最高温度为 135 C。电烤箱的温度可以设置，电烤过程恒温控制为设置的温度，温度控制误差三1 C。可以实时显示设置温度和实际温度，显示精度为1 C。当实际温度超出设置温度土3 C时发出报警采用 AT89S51 单片机和 12Hz 的晶振；采用 AD590 温度传感器 。采用位式控制、并用晶闸管过零驱动1000W电加热器（电源电压为 AC220V ）。28. 题目 ：烘干箱的智能温控仪表设计 功能及技术指标：烘干箱由电加热器加热，最高温度为120 C。烘干箱的温度可以设置，电烤过

23、程恒温控制为设置的温度，温度控制误差三2 C。可以实时显示设置温度和实际温度，显示精度为1 C。当实际温度超出设置温度土5 C时发出报警采用 STC89C51 单片机和 12Hz 的晶振；采用 AD590 温度传感器 。采用比例控制、并用晶闸管移相驱动电加热器（电源电压为AC220V ）。29. 题目： 快式热水器的智能仪表设计 功能及技术指标：用两位数码管显示出水温度。水温范围为：0099 C,检测和显示的精度为 1 Co设置 5个功率档位指示灯： 12档，一个灯亮； 34档，两个灯亮； 56档,3个灯亮； 78档,4个灯亮；9档，5个灯亮。0档无功率输出，档位灯不亮。设置3个按钮，分别为电

24、源开关键、加键和减键。加热功率分为09档，按加键依此递增至 9 档；按减键依此递减至 0o 09 档功率依次为 0、 1/9P、 2/9P、 3/9P、 4/9P、 5/9P、 6/9P、 7/9P、 8/9P、 Po出水温度超过80 C时停止加热，并蜂鸣报警；温度降到50 C时，开始加热。采用比例控制、并用晶闸管移相驱动电加热器（电源电压为AC220V ）o传感器采用热敏电阻。采用 89S51 单片机。30.题目：育苗室的智能温控仪表设计功能及技术指标：为了春季早栽种，采取冬季温室育苗。温室用电热器来取暖。用智能温控仪表保持室温在一定温度，控制误差w2 C。可以实时显示设置温度和实际温度，显

25、示精度为1 C。当实际温度超出设置温度土5 C时发出报警采用STC89C51单片机和12Hz的晶振；采用比例控制、并用晶闸管移相驱动电热器（电源电压为AC220V ）。温度传感器为热敏电阻。二、课程设计辅导1. 有关概念位式控制 位式控制就是通断控制。如果设定值为 A当系统的输入值小于 A或大于A时，输出的控制信号只有 0和1两种状态，称为二位式控制。举个例子：假设x表示水箱的实际水位、 A表示设定的水位控制高度，y表示输出的控制信号，则：当实际水位 x低于设定的A时，y=1，水泵导通，水箱开始进水；当水位达到或 超出了 A时，y=0，水泵关断，水箱停止进水。比例控制比例控制的原理可以用图1来

26、说明。图中，B为进水阀，进水阀的开启程度受电压 U控制，即电压U越大，B的开启程度越大；电压 U越小，B的开启程度就越小。图中，a为一个水位传感器，用于指示水位的变化。设e为水位传感器输出的水位的变化量，如果把e作为某控制单元的输入量，电压u作为输出量，那么；u随e变化的关系，可用图中的两个相似三角形表示。由图中的这两个相似三角形可推得：be=Kp e。式中， Kp是比例系数，是个确定的值。如果把u作为进水阀的控制信号，那么可知，进水阀的开启程度随e按比例k p变化。比钢系戟-4X1嚥灵值）图1比例控制的原理图需要说明的是：当我们设计不同的控制系统时（如比例控制系统或位式控制系统），需要选用不

27、同控制系统的专用器件。晶闸管过零驱动双向晶闸管在单片机控制系统中，常作为功率驱动器件，特别适合做交流无触点开关使用。双向晶闸管接通的一般都是功率较大的电器，且连接在强电网络中， 因此对单片机的控制信号会造成较大的干扰。所以在一般情况下，都通过光电耦合器将单片机与双向晶闸管隔离。另外，为了进一步减小双向晶闸管触发时产生的干扰，双向晶闸管的触发常采用过零触发电路，也称为过零驱动电路。过零触发，就是在电压为零或零附近的瞬间接通。由于采用了过零触发，所以在晶闸管的控制电路中，还需要有交流电的过零检测电路。双向晶闸管（也称为双向可控硅）过零触发电路主要应用于单片机系统的交流负载控制电路，可以控制电炉等大

28、功率交流设备。当过零检测电路检测到交流电压过零时，便产生中断请求，只要在中断服务程序中通过单片机的P1.0引脚发出触发脉冲，即可触发双向可控硅导通。晶闸管移相驱动晶闸管一般有两种触发方式，即移相触发和过零触发。所谓移相触发，就是通过改变晶闸管的触发角度来控制晶闸管输出电压的一种触发方式；或者说，移相触发是通过改变交流电的导通角（或导通相位），来改变晶闸管输出的一种触发方式。在这种触发方式中，晶闸 管可在交流电的不同相位被选通。由于移相触发可在交流电的任何相位选通晶闸管，因此容易产生电磁和高频干扰， 所以在不允许产生电磁和高频干扰的场合，可采用过零触发。 但过零触发不适用于对输出量的连续控制系统

29、。如果对晶闸管采用过零触发方式，则可采用过零触发电路（或过零触发器）；如果对晶闸管采用移相触发方式，可采用移相触发电路（或移相触发器）。目前，市场上已有智能型可控硅触发器，能以自动方式或手动方式对单向或双向可控硅进行过零或移相触发，实现可控硅的调压控制。其中，移相触发方式是通过改变可控硅导通角大小，调节负载两端的电压，从而调节负载的加热功率； 而过零触发方式是通过改变可控硅在一定周期内的通断时间，来调节负载的加热功率。2. 通过阅读大量相关文献来完成课程设计不同的智能温度控制仪表， 其一般的设计过程和工作原理都是相同的，而且这方面的案例也比较容易查找。 通过在文献中查找到的案例， 启发设计灵感，可以说不通过参考文献， 是无法完成课程设计的。参考文献的范围比较广，如：课本、技术书籍、学术论文、研究生的毕业论文、往届 的课程或毕业设计、 相关的技术资料等。另外，通过互联网收集，也是一条非常重要的途径。通过参考文献，可以解决以下问题：了解智能温控仪表的电路原理及设计方法；可以收集设计中用到的器件资料，如：传感器、测量放大器、单片机、AD转换器、晶闸管等。这些器件资料的内容包括：器件型号、技术参数、组成结构、工作原理及其连接 方法等。可以收集参考有关程序，学习程序的编辑方法。可以学会设计软件的使用方法。总之，通过参考文献