毕业设计_基于AT89S52单片机的温度控制系统设计

3 硬件电路设计

根据图3-1,可以设计出基于单片机控制电烤箱的硬件电路图,如图2-2所示,AT89S52的晶振频率为6MHz。其他各部分的选择如下所示。

图3-1 硬件电路图

SCR500 V8 A电炉~220 V+12 V1=蜂鸣器+5 V复位启动+100+10+1Q7~Q174LS164CCrP++5 VLED2..ag.…LED1..ag.…LED0..ag.…74LS373P08031ALEP2.0RXDP2.PSE5TXND~GQ7~Q174LS164CCrPQ7~Q174LS164CCrPDSADSB+5 V74LS74DQCKQD0~D7A0~A72764A8A12OE~P1.WRP1.0P2.7P1.1P1.2RD3RSTINT1XTAL1EAXTALP1.26P1.7CLKAD0~D71211≥113STARBCTALE98≥110OEIN0ADC080EO91=C6MHz20 pF×2热电阻变送器+12 V3.1 温度显示功能

温度显示电路,利用单片机串行口外接移位寄存器74LS164,采用3位LED数码

显示器,停止加热时显示设定温度,启动加热时显示当前烤箱温度。采用串行口扩展的静态显示电路作为显示接口电路。

3.2 按键功能

为使系统简单紧凑,键盘只设置3个功能键,分别是启动、“百位+1”、“十位+1”和“个位+1”键,由P1口P1.0、P1.1、P1.2低3位作为键盘接口。利用+1按键可以分别对预置温度的百位、十位和个位进行加1设置,并在LED上显示当前设置值。连续按动相应位的加1键即可实现0℃~120℃的温度设置。按键电路如图3-2所示。

图3-2 按键电路

3.3 报警功能

报警功能由蜂鸣器实现。当由于意外因素导致烤箱温度高于设置温度时,P1.3口送出的低电平经反向器驱动蜂鸣器鸣叫报警。

3.4 温度传感器

采用AD590集成温度传感器,它测量温度的范围为-55~+150℃,有非常好的线性输出特性。其中AD590是美国ANALO G DEV ICES公司的单片集成两端感温电流源,电源电压范围为4~30 V,可以承受44 V正向电压和20 V反向电压,因而器件即使反接也不会被损坏,输出电阻为710 mΩ,精度高,非线性误差仅为±0.3℃。 AD590测量热力学温度、摄氏温度、两点温度差、多点最低温度、多点平均温度的具体电路,广泛应用于不同的温度控制场合由于AD590精度高、价格低、不需辅助电源、线性好,常用于测温和热电偶的冷端补偿。

3.5 放大器

放大器采用集成运算放大器μA741,741运算放大器的输出级由NPN晶体管以及两个电阻组成,主要的功能是电压位准移位器,或是Vbe的倍增器。由于基极端的偏压已经固定,因此晶体管集极至射极端的压降恒为一定值。运算放大器的输出级电压摆幅最高约可比正电源低1V,由晶体管的集极-射极饱和电压。虽然741运算放大器的输出阻抗不如理想运算放大器所要求的等于零,不过在连接成负回授组态应用时,

其输出阻抗确实非常接近零。:虽然早期741运算放大器在音响设备或是仪器上被广泛使用,但是今日已经有很多性能更好的运算放大器取代了741的功能,例如抗噪声的表现更好。对于741与其他早期的运算放大器而言,它们的共模抑制比逊于现代的运算放大器,在实际应用时容易造成干扰或是噪音。

3.6 ADC转换器

A/D转换器件的选择主要取决于温度的控制精度。本系统要求温度控制误差≤±2℃,采用8位A/D转换器,其最大量化误差为+-0.2℃,完全能够满足精度要求。这里我们采用ADC0809作为A/D转换器。电路设计好后,调整变送器的输出,使 0℃~500℃的温度变化对应于0~4.9 V的输出,则A/D转换对应的数字量为00H~FAH,即0~250,则转换结果乘以2正好是温度值。用这种方法一方面可以减

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