基于单片机饮水机温度控制系统的设计

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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