自动水温加热器设计
一．测控大作业要求
自动水温加热器设计
加热体：交流电阻丝 500W 测温传感器：热电偶
要求：能够检测水的温度，控制水温为设定值，允许少量偏差，比如温度45摄氏度 设计步骤；
传感器的信号输出，信号放大，滤波，电平偏移，A/D，PID控制，显示等。
二．设计目标
设计一个基于单片机的加热器的温度控制系统，以AT89C51单片机为控制核心，以传感器AD590采集温度信号,放大后经ADC0809将模拟信号转换为数字信号，送入单片机AT89C51，通过软件编程AT89C51可以驱动各个管脚连接的功能模块实现各个功能，如温度采集、温度设定、显示、示警等。该系统可以实时检测加热器水箱的水温，并且可以通过数码管显示加热器水箱水温度数，可以通过键盘或开关选择制冷或加热，可以人为设置水的温度的上下限，如加热，当温度在设定的范围内时正常工作，当低于水温下限时控制加热器加热；如制冷，当温度高于水温上限时控制压缩机制冷，温度检测范围0~95℃，精度±1℃，当温度超过设定值时具有示警功能。
三．方案总设计
以单片机系统为核心的控制方案，其原理框图如图1所示。本方案通过温度传感器将温度信号转换为电流信号，信号放大后，经A/D转换器，A/D
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转换器将进来的模拟信号转换成数字信号，然后送到单片机处理，并将采集的温度值与键盘设定的温度值进行比较，根据比较的结果，单片机输出相应的信号来控制外部设施，达到控制加热器加热或压缩机制冷的目的。还具有显示、报警等功能。 传 感 负 器 载 加 热 或 制 冷 受控对象 信号放大 A/D转换 单 片 机 显示 继 电 器 键盘 示警 图1方案原理框
四．电路设计
4.1 单片机最小系统设计
本设计单片机最小系统如图2所示，由主控器AT89C51、时钟电路和复位电路三部分组成。单片机AT89C51作为核心控制器控制着整个系统的工作，而时钟电路负责产生单片机工作所必需的时钟信号，复位电路使得单片机能够正常、有序、稳定地工作。
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图2 单片机最小系统
4.1.1 单片机选择
AT89C51单片机是ATMEL公司的AT89系列单片机的其中一种，该系列是当今世界上最新型的电擦写八位单片机之一，和51系列完全兼容，低电压、低电流、低功耗，价格低廉，很受用户欢迎。其管脚图如图3所示。
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