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承接設計任務
1、基本要求（1）功能要求①采用模擬溫度傳感器設計溫度檢測電路，并完成模擬信號調理；②采用Protues軟件進行模擬電路仿真；③采用51單片機（內置ADC）采集溫度信號，再通過數碼管顯示溫度數值。（2）技術指標①溫度測試范圍：0℃~110℃②溫度測試精度：±2℃③溫度測試分辨率：0.2℃④溫度顯示方式：4位數碼管顯示，第1位數碼管顯示符號（零下溫度顯示“—”號，零上及低于100℃不顯示）第2位數碼管顯示溫度的十位數值，第3位數碼管顯示溫度的個位數值及小數點，第4位數碼管顯示溫度測量值的小數點后第一位數值。2、 提高要求（1）功能要求①實現溫度自動控制功能，具有溫度檢測和溫度控制兩種工作狀態，并可手動切換工作狀態；②對象溫度控制：可通過單片機控制加熱器進行溫度自動調節，并可設置和顯示溫度恒定數值，控制對象為大功率電阻；（2）技術指標①溫度控制數值可在40℃~70℃之間設置②溫度控制精度：±1℃③研究合適的溫度控制算法。
根據設計任務設計幾種實現方案，經比較從中優選確定一種實現方案。2．說明所選電路的組成及工作原理，并繪出原理框圖。3．設計各單元電灬路，計算元器件參數并選擇元器件類別型號。
畫出實際電路圖，并用Protues軟件進行電路仿真。5．列出元器件清單。6．組裝并調試方案電路，記錄調試步驟及結果。7．設計單片機程序，完成數據采集、處理和顯示。8．對電路功能及技術指標進行測試，記錄測試數據。
系統方案設計圖
溫度測量與溫度傳感器
溫度測量方法可分為接觸式和非接觸式兩類，接觸式的測溫方法是基于物體的熱交換現象。選定某一測溫器，.維力安智能科技___r知名溫控系統設計廠家
，與被測物體相接彳觸，進行充分的熱交換，待兩者溫度一致時，測溫器輸出的大小即反映被測溫度的高低。接觸式測溫的優點是簡單、可靠、測量精度高；缺點是測溫時有較大的滯后，對運動物體測溫較困難，.維力安智能科技___r知名溫控系統設計廠家
，測溫器易影響被測對象的溫度場分布，測溫上限受到測溫器件材料性質的限制，故所測溫度不能太高。溫度傳感器是把溫度轉換為電量的測溫器。常用的溫度傳感器有：金屬熱電阻和半導體熱敏電阻、熱
單片機開發板
AD轉換
參考電壓源
溫度傳感器
模擬信號調理
驅動電路
加熱元件
4
電偶、PN結型傳感器和集成溫度傳感器、石英晶體溫度傳感器、渦流式溫度傳感器、電容式溫度傳感器等。采用集成溫度傳感器測量溫度，具有省電、體積小、線性好、成本低等優點，而且能滿足一般測溫工作（－50℃~＋150℃）的需要，因此本設計使用集成溫度傳感器，型號為LM35（電壓輸出型）。傳感器使用說明見附件1：《LM35數據手冊》。
4.3模擬信號調理
1．調零與調滿度半導體溫度傳感器有一個共同的特點，即其輸出電壓或電流與絕對溫度成正比或線性關系。因為常用的溫標為攝氏溫度，而且為便于測量，希望在0℃（傳感器插入冰水中）時，測溫電路輸出顯示為0，無錫維力安智能科技有限公司，維力安智能科技，在100℃（傳感器插入沸水中）時，測溫電路輸出顯示為100。因此，半導體測溫電路中需要設計調零電路和調滿度（也稱調靈敏度）電路。2．放大與電平平移模擬傳感器輸出的信號通常為非標準雙極性或單極性小信號，為實現數據采集，需適應A/D轉換器輸入電平要求，因此要對模擬信號進行放大和電平平移。
4.4 模擬信號A/D轉換
模擬信號需經A/D轉換后，才能被采集到單片機中，完成后續的處理。4.5數碼管顯示4位數碼管顯示，電路設計參考硬件資料。
4.6軟件頂層流程圖
1．軟件頂層流程圖軟件的部分頂層流程圖如圖42所示。
開始
系統初始化
溫度數據采集
按鍵檢測處理
系統狀態設置
溫度數據顯示
5
圖4.2 軟件頂層流程圖
2．軟件組成框圖主要包括主控程序、硬件接口程序、人機接口程序、處理算法程序、通用模塊程序等，每個程序又由若干子程序或模塊組成。軟件的部分組成框圖如圖5.3所示。
圖4.3 軟件組成框圖
4.7 加熱器應用技術
為實現溫度的自動調節，實驗裝置需要設計一個加熱器，并對其溫度進行實時檢測和閉環控制。實驗項目采用單片機外接驅動電路控制大功率電阻，作為簡易的加熱裝置。
4.8設計資料
附件1：LM35數據手冊附件6：Proteus入門教程附件7：Multisim10仿真軟件簡介與使用
主控程序
硬件接口程序ADC初始化子程序
按鍵檢測子程序
數碼管顯示子程序
LED顯示子程序
中斷處理模塊
PWM控制子程序
…
人機接口程序按鍵處理子程序
系統顯示子程序
溫度刷新子程序
…處理算法程序溫度處理子程序
溫度控制子程序
PID計算子程序
…
…
系統軟件
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