基于温度控制控制系统-学位论文.doc
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1、陕西工业职业技术学院信息工程系陕西工业职业技术学院2012/2013学年第2学期电子创新项目实训报告.电子创新制作项目实训1、实训目的: 本实训是在电工电子技术基础、电子创新制作、微控制器原理与应用、C语言程序设计、电子线路设计与仿真等课程开设之后,学生具有一定的理论基础知识的条件下进行的。它也是电子信息专业学生必修的一门的实践性很强的课程,其目的主要是培养学生电子产品的设计、仿真、调试和修改的能力,同时,也锻炼学生思考问题解决问题的能力、语言沟通的能力、创新能力、动手能力等。为以后的毕业设计和就业打下良好的基础。通过本次课程设计:(1)了解各种传感器的功能和工作原理(2)了解各种传感器的应用
2、电路(3)掌握KEIIL C51、Protues、Protel等软件(4)掌握独立按键和矩阵键盘的工作原理和硬件电路(5)掌握LCD1602液晶显示器的基本原理和使用方法,并能显示字符,汉字,简单图形(6)掌握温度传感器DS18B20的应用(7)掌握软件的编写、调试方法(8)系统调试和电路板的焊接2、实训任务:序号时间实训内容方式1第一天布置任务,查阅资料,传感器实验讲练2第二天传感器实验讲练3第三天传感器实验讲练4第四天项目分析,方案确定,最小系统仿真测试讲练5第五天任务1 LCD1602液晶显示器讲练6第六天任务2 键盘讲练7第七天任务3 DS18B20温度传感器讲练8第八天任务4 焊接电
3、路讲练9第九天任务4 焊接电路练习10第十天任务5 软件设计练习11第十一天任务5 软件设计辅导12第十二天任务6 软硬件系统联调,报告文档辅导13第十三天任务6 软硬件系统联调,报告文档辅导14第十四天答辩考核15第十五天答辩考核模块一:一传感器传感器实验任务1 热敏电阻演示实验1、热敏电阻特性:热敏电阻的温度系数有正有负,因此分成两类:PTC热敏电阻(正温度系数)与NTC热敏电阻(负温度系数)。一般NTC热敏电阻测量范围较宽,主要用于温度测量;而PTC突变型热敏电阻的温度范围较窄,一般用于恒温加热控制或温度开关,也用于彩电中作自动消磁元件。有些功率PTC也作为发热元件用。PTC缓变型热敏电
4、阻可用温度补偿或作温度测量。一般的NTC热敏电阻测温范围为:-50+300。热敏电阻具有体积小、重量轻、热惯性小、工作寿命长、价格便宜,并且本身阻值大,不需考虑引线长度带来的误差,适用于远距离传输等优点。但热敏电阻也有:非线性大、稳定性差、有老化现象、误差较大、一致性差等缺点。一般只适用于低精度的温度测度。2、实验目的:了解NTC热敏电阻现象。3、所需单元及部件:加热器、热敏电阻、可调直流稳压电源、-15V稳压电源、F/V表、主副电源。4、实验步骤:(1)了解热敏电阻在实验仪的所在位置及符号,它是一个蓝色或棕色元件,封装在透明塑料盒内的加热器旁。(2)将F/V表切换开关置2V档,直流稳压电源切
5、换开关置2V档,按图38接线,开启主电源,调整RW1电位器,使F/V表指示为100mV左右,这为室温时的电压表输入值Vi。图任务2 气敏传感器(MQ3)实验1、实验目的:了解气敏传感器的原理与应用。2、所需单元:直流稳压电源、差动放大器、电桥、F/V表、MQ3气敏传感器(扩展模块)3、旋钮的初始位置:直流稳压电源4V档、F/V表置2V档、差动放大器增益置最小、电桥单元中的W1逆时针旋到底、主电源关闭。4、实验步骤:(1)仔细阅读后面附上的“使用说明”,差动放大器的输入端(+)、(-)与地短接,开启主电源,将差动放大器输出调零。(2)关闭主电源 ,按图39接线。 图39 任务3 湿敏电阻(RH)
6、实验1、实验目的:了解湿敏传感器的原理与应用2、感测机理:湿敏膜是高分子电解质,其电阻值的对数与相对湿度是近似线性关系。在电路用字母“RH”表示。测量范围:10%-95% 工作精度:3% 阻值:几兆欧几千欧 寿 命:一年以上响应时间:汲湿,脱湿小于10秒 传感器尺寸:460.5mm3工作温度:0-50 电 源:AC:1KHz,2-3V或DC 2V 温度系数:0.5RH%/3、所需单元及元件:电压放大器、F/V表、电桥、RH湿敏电阻(扩展模块)、直流稳压电源。4、旋钮的初始位置:直流稳压电源置2V档、F/V表置2V档。5、实验步骤:(1)观察湿敏电阻结构,它是在一块特殊的绝缘基底上浅射了一层高分
7、子薄膜而形成的,按图40接线。(2)取二种不同潮湿度的海绵或其它易吸潮的材料。分别轻轻地与传感器接触,观察电压表数字变化,此时电压表的指示 变大 ,也就是RH 阻值变 大 , 说明RH检测到了温度的变化,而且随着湿度的不同阻值变化也不一样。注意取湿材料不要太湿,有点潮就行了。否则会产生湿度饱和现象,延长脱湿时间。(3)RH的通电稳定时间、脱湿时间与环境的湿度、温度有关。这点请实验者注意。 图403.2 温度采集系统的设计与实现1、功能要求(1)基本功能设计一个用MCS-51单片机控制的温度控制系统。温度采集模块(温度传感器DS18B20)采集环境温度数据,送入主控制模块(AT89S51)进行处
8、理,然后将处理后的温度信息送到显示报警模块。液晶显示屏同步显示温度设定值和当前测量值,可通过按键改变温度设定值,系统复位后默认设定温度值。如果温度低于或高于设定的范围时会有声光报警。(2)扩展功能1、设计开机欢迎界面2、通过键盘可以设定最高报警温度值和最低报警温度值。当外界温度高于设定最高温度时,启动风扇降温;当外界温度低于指定最低温度时,将发出报警声,并点亮报警指示灯。3、要求设计一个带温度显示的电子时钟。即系统可以实现温度的实时检测与显示,同时在液晶显示器上显示当前时间。2、任务安排任务1 LCD1602液晶显示器在液晶显示器LCD1602上逐字移出显示两组字符串信息,如此循环WELCOM
9、EBANJI:XINGMING:任务2 键盘模块1、独立按键识别按键是一种广泛应用于各种电子设备的元件,比如我们最常用的电视机面板控制按钮,遥控器按钮。其实就是一个常开的开关,按下后面两个触点接触形成通路状态,松开时形成开路状态。当有键按下,对应的LED灯亮,如K1K8对应P1口的8个LED1LED8,K1键按下LED1亮. K8键按下LED8亮.在确认有按键按下时,蜂鸣器会响一声。2、矩阵键盘识别将矩阵4*4键盘按下的键值显示在显示器上(可设计一个简单的计算器)任务3 DS18b20数字温度传感器DS18b20检测温度,用液晶显示实际温度值和符号,温度精确到小数点后1位。当检测到DS18b2
10、0不存在或有问题时,蜂鸣器将报警,显示器显示erroy。1.1电路的总体方案设计 系统包括:主控制模块、温度采集模块、显示报警模块、参数输入模块等,系统框图如图1所示。温度采集模块主控制模块键盘输入模块显示报警模块电源模块1.1.2器件选型 所选芯片: AT89S52、DS18B20、液晶:1602、晶振:12MHZ(CRYSTAL)、电容:30PF、电阻:10K、100欧、4、7K、电源:+5V1.2.1 硬件电路整体设计通过电路装配、调试可以发现问题、进行整改、再装配、再调试,反复进行,不断完善设计方案,直至达到或超过规定的技术指标要求。安装与调试过程应按照先局部后整机的原则,根据信号的流
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