温度自动控制系统设计

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1、万方数据第19卷V01．19第10期No．10电子设计工程ElectronicDesignEngineering2011年5月Mav2011温度自动控制系统设计刘蓉，费婷婷，袁子睛，周乐意(武汉大学电子信息学院，湖北武汉430072)摘要：基于MSP430系统平台．利用PID控制算法搭建了一个温度自动控制系统。系统包括温度采集、PID算法功率控制、人机交互等模块。系统采用数字式温度传感器精确测量温度值，430单片机用采实现PID算法及温度设定与显示等；双向可控硅光电耦合器用于调节功率。能实时监测温度值。测量温度范围广、分辨率高。调节温度迅速，控制温度实时精准、波动

2、小。温度值显示准确稳定。关键词：数字温度传感器：PID算法；双向可控硅；光电耦合器；人机交互中图分类号：TP399文献标识码：A文章编号：1674—6236(2011)10-0092—03DesignofautomaticcontrollingsystemfortemperatureLIURong,FEITing-ring，YUANZi-qing,ZHOULe-yi(ElectronicInformationSchool，WuhanUnivers砂，Wuhan430072，China)AbstracUThesystemusedPIDcontrollingalgor

3、ithmbasedonplatformofMSP430．Itconsistedoftemperatureacquisition，PIDalgorithmcontrollingpower,inan-machineinteractionand80on．Adigitaltemperaturesensorwasadoptedtoeasilygetthevalueoftemperature，and430singlechipmicrocomputerwasresponsibletorealizePIDcontrollingalgorithmandsetanddisplayth

4、evalueoftemperature，bidirectionalsiliconeoptoelectroniccouplerWasemployedtoadjustpower．Itcantimelymonitorthehish-resolutiontemperatureinawiderange，accuratelyandstably．ThevalueinLCDisexactandsteady．Keywords：digitaltemperaturesensor；PIDcontrollingalgorithm；bidirectionalsilicone；optoelec

5、troniccoupler；man—machineinteracture调温设备如冰箱、冰柜、空调已广泛地走进大众家庭，这些设备带给了人们更多的舒适．人们也越来越依赖它们。为此，我们小组搭建了一个温度自动控制系统，模拟调温设备在日常生活中的运作。深入探讨其工作原理及可优化潜力。1系统组成本系统以MSP430系统板为控制核心。包括温度采集、PID算法功率控制、调温、人机交互等模块。其采用数字式温度传感器DSl8820作为温度采样元件．在通用定时器B周期中断的控制下。低功耗单片机MSP430F449通过其通用I／O口从DSl8820读取采样值．再通过PID控制算法计算

6、出控制量去控制主电路的电流方向和PWM波的输出。电流方向决定对控温对象进行加热或制冷．输出的PWM波驱动功率MOSFETIRF540。从而达到控制热电模块加热或制冷的功率的目的。系统组成框图如图l所示。2MSP430F449简介【1lMSP430F449是，I'I公司推出的16位超低功耗混合信号处理器，同时集成数字和模拟电路。其具有特点：16位CPU通过总线连接到存储器和外围模块；直接嵌入仿真处理，具收稿臼期：201l_03—27稿件编号：201103149作者简介：刘蓉(199卜)，女，湖北荆州人。研究方向：电子信息。-92-按键llLeD亟因—眄磊丽丽计一曹翥

7、鸢蒡主f空调节木箱内温度卜．叫制岭制热模块图1系统框图Fig．1Blockdiagramofsystem有JTAG接口；多时钟能够降低功耗，多总线能够降低噪声；16位数据宽度。数据处理更有效。它的集成调试环境EmbeddedWorkbench提供了良好的C语言开发平台。MSP430F449的定时器A和定时器B都可以实现PWM：当定时器工作在PWM波产生模式，就可以利用寄存器CCRO控制PWM波形的周期，用另外寄存器控制占空比，生成PWM波方便。并且片内集成段式液晶驱动模块。便于显示温度值。3PID控制算法原理3．1PID控制系统简介121PID控制系统如图2所示，

8、D(s)完