基于单片机的温度测控系统

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1、第!"卷!第#期!$$%年&!月兰州交通大学学报!自然科学版"’()*+,-(./,+01()’2,(3(+45+267*8239!:,3)*,-;<27+<78"=(->":(>?7<>$$%!!文章编号#$$&"@A@!$$%"#$&$@$"基于单片机的温度测控系统"刘!攀&!!俞!杰!!!张海明&&>兰州交通大学机电工程学院$甘肃兰州!A@$$A$%!>北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院$北京!&$$$J@"摘!要!介绍了一种基于DBJMF%&单片机的温度测控系统!针对被测对象的温度在不同变化

2、范围需要不同的U?参数的特点!提出了一种可以预设多组U?参数!根据检测温度自动选择合适的一组U?参数进行控制的方案>该方案可以通过键盘和显示器实现测控功能的选择"?参数的在线修改和实时显示!具有调试方便"精度高和可靠性好等优点!适合于现场及实验室应用>关键词!单片机#?#温度测控中图分类号!BU@M&>!!!!!文献标识码!$!引言温度测控在工业领域具有广泛的应用$随着传感器技术&微电子技术&单片机技术的不断发展$为智能温度测控系统测控功能的完善&测控精度的提高和抗干扰能力的增强等提供了条件>由于单片

3、机具有集成度高&功能强&体积小&价格低&抗干扰能力等优于一般FU5的优点$因此$在要求较高控制精度和较低成本的工业测控系统中$往往采用单片机同>为此$本文介绍了一种基于单片机的温度控制装置$在其机内预设多组U?参数$根据受控对象的不同自动选择合适的U?参数对温度进行控制%另外$工作人员还可以根据特定要求对给定温度进行控制$并对各组U?参数进行在线修改>&!系统的硬件组成温度测控系统是一个闭环控制系统$用温度传感器将检测到的温度经D)?转换后送入计算机中$作为数字控制器取代模拟控制器’(与设定值进行比

4、较得出偏差$对此偏差按U?算法由于U?控制技术成熟$控制结构简单$参数易调整$不必求出被控对象的数字模型便可以调节$所以在温度测控系统中通常采用U?算法>但是$进行修正$求出对应的控制量控制驱动器$调节被控对象$从而实现对温度的控制’!(>本系统的硬件结构如图&所示>由于控制对象的特征不同$U?算法的参数往往不图&!系统硬件结构图!"$!

5、数字信号后送入单片机中$与给定的对应所要控制的多组温度值进行比较$找出现温度值所在范围$预载U?参数$输出相应温度初值$温"收稿日期#$$%$#!"作者　万方数据!MJ$"$男$山东巨野人$硕士生>度初值对应的受控对象!如电机"的转速初值经?)D转换器转换为模拟电压控制连续可调控制器$驱动电磁调速器带动被控对象$并且把被控对象的转速经变换电路和D)?转换器反馈到单片机中$与输出的转速初值进行比较$其偏差被U?程序计算出后重新输!#!&!!!$!UUJD>&#&""!!!简介#刘!攀&!&$"兰州交通大学

6、学报!自然科学版"第!"卷出#在规定的时间内循环#直到达到在误差允许的范围内输出的转速值与转速初值相等>因此B/F!%"@模拟转换必须用软件来模拟完成;U的时序操作&&>!温度检测及变换电路本系统的温度检测及变换电路如图!所示>图@!B/F!%"@与DBJMF%&的接口电路!"$!U*"&-7)7+"*0@K6!%"@/&,>@JM6%&&&!U"=转换电路?*D转换电路作为B/F%#&%与单片机的接口电路采用带有缓冲基准输入的&$位电压输出数据的模拟转换器B/F%#&%#它具有基准电压两倍的输图!!温度

7、!!!电压变换电路!"$!@(8:()/-+)(J*’/#(-/&9*)87)7+"电路图中各aUD的功能为$aUD&%%%阻抗匹配aUD!%%%减去$T的基准电压!>@=并反相&aUD@%%%放大R倍并反相>温度信号通常采用热电偶’热电阻或集成温度传感器等来进行检测>本系统选用集成温度传感器D?%M$作为温度传感器#D?%M$产生的电流与绝对温度成正比#它可接收的工作电压为"="@$=#检测的温度范围为‘%%T"g&%$T#有极好的线性输出性能#温度每增加&T#其电流增加&.D(@)>在$T时输出电流为!A@

8、>.D#因此D?%M$输出的电流为出电压范围#通过@线B1*77!Q27"串行总线和工业标准的微处理器和微控制器接口#接收&#位数据字以产生模拟输出(")>如图"所示>B/F%#&%的模拟时钟;F/C’片选F;’数据输入端?:分别连接DBJMF%&的并行a口的引脚U&>#@>#&>%>同样B/F%#&%模拟转换也必须用软件模拟完成;U的时序操作>图"!B/F%#&%与DBJMF