电气课程设计(37页).doc

1 设计任务书.02 基于单片机消毒柜控制电路设计.12.1系统的组成及工作原理.12.1.1系统设计要求2.12.1.2系统组成框图.12.1.3系统工作原理3.12.2硬件电路设计.错误！未定义书签。错误！未定义书签。2.2.1方案论证.22.2.2方案确定.42.2.3单片机最小系统设计.42.2.4温度转换与放大电路.52.2.5数模转换电路.102.2.6温度控制电路.112.2.7显示模块.122.3系统软件设计.错误！未定义书签。错误！未定义书签。2.3.1系统软件设计原理7.132.3.2中断服务程序设计8.142.3.3系统子程序设计.152.4 仿真结果与分析.21参考文献:.25附录 3：.261 设计任务书1.设计任务设计一台消毒柜控制系统2.设计要求(1)显示消毒柜温度、保持时间；(2)可以键盘设定消毒柜温度、定时时间；(3)可以实现实时中断功能；(4)消毒后自动关机；(5)测温误差：0.5：(6)定时误差：f 20 s月。2 基于单片机消毒柜控制电路设计2.1系统的组成及工作原理2.1.1 系统设计要求 2 2 A.设置三个功能键：消毒、保温、停止；B.按下消毒键，加热装置进行加热，当温度达到 125 度时，停止加热，其加热的时间可通过键盘设定；C.按下保温键，在 50 度以下接通加热器，达到 70 度关闭，一直持续工作，其加热的时间可通过键盘设定；D.按下停止键，就停止工作；E.采用的是 PT-100 铂热电阻测温，A/D 转换采用的是 ADC0809；F采用的是 7279 芯片管理键盘显示。2.1.2系统组成框图电桥电路电压放大A/D功能键盘单片机数码显示加热装置图2-1系统组成框图2.1.3系统工作原理3本次设计采用铂热电阻 PT-100 温度传感器实现从温度到电阻值的转换，PT-100的温度每上升 1 度，其阻值就增大 0.38 欧姆，电桥将 PT-100 电阻值的变化转换成电压变化、再经集成运放 TL084 放大成 0-5V 的电压（值不会超过 5），然后经 ADC0809转换成 8 位数字的信号送 89C51 单片机系统，89C51 单片机对所采集的数据经滤波、变换等处理后送入 7279 显示模块中进行显示，从而完成对温度的采集。89C51 单片机再对键盘的扫描结果和即时温度值的处理，实现对温度的控制，系统设计了加热，保温，停止三键，按下加热功能键时，单片机控制加热器，开始进行加热，当温度到达 125 度时停止加热，按下保温键时，温度小于 50 度，加热器开始加热，温度超过 70 度，停止加热，当按下停止键时,一切程序停止运作。在此基础上，设置了一个校时键，当按下校时键时，无论加热器加热与否，要到达设定的时间才停止工作。如此达到实验要求。完成实验。2.2 硬件电路设计2.2.1方案论证方案一：本方案采用的是新型的温度传感器 LM35 构成前端温度传感电路，LM35输出可以从 0 度开始，该器件采用的是塑料封装 TO992，工作的电压 430V。LM35前端电路直接与 ADC0809 温度采样电路相连接。系统采用的是以 51 单片机为核心的微电脑控制，主要通过单片机启动 ADC0809 电路，对前端电路直接进行采样，得到采样的数字值由单片机将其经数学变换处理，转换成真正的温度值。键盘控制则采用的是以 HD7279 为核心的键盘显示电路，由它来控制消毒、保温、停止等功能，并设置校时键，随时设置当前工作状态和需要保持的时间。7279 键盘显示电路带有 8 个数码管，用来显示当前系统工作情况，如倒计时时间，实时温度等。加热器与单片机用继电器来隔开，继电器用来智能控制消毒柜的加热。本方案的特点是：前端温度电路直接采用 LM35 温度传感器，具有转换速度快，灵敏度高的特点，但是测量精度不够，抗干扰性能差的，受工作环境因素的影响较大。方案一电路原理图如下所示:图2-2 方案一电路原理图方案二：在此次实验中也可以采用铂热电阻温度传感器 PT-100，由含铂热电阻PT-100 为桥臂的电桥，过程中其温度的变化将引起 PT-100 电阻值的改变，最终转变成电压的变化，但电桥输出的电压最多只能有几十毫伏，所以必须经 ICL7650 放大后才能输出 05V 的电压，达到实验所要求的电压，再经 ADC0809 转换成 8 位数字信号送至单片机。单片机开发系统对所采集的数据经过滤波、变换等处理后送到 7279 进行显示，以实现对温度的测量。测量出即时温度值之后要进行的就是根据温度的值和 7279 对键盘的扫描结果进行相应的处理，比如加热、保温、停止等，这些就需要靠软件程序来辅助完成，还要通过加热装置来进行相应的操作，从而完成此次设计的要求。加热器是由单片机控制，安全管理加热器的启动与停止，加热装置将单片机核心系统与