色哟哟视频在线观看-色哟哟视频在线-色哟哟欧美15最新在线-色哟哟免费在线观看-国产l精品国产亚洲区在线观看-国产l精品国产亚洲区久久

0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學習在線課程
  • 觀看技術視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

利用單片機與傳感器實現(xiàn)三通道高精度溫度測控儀的設計

電子設計 ? 來源:郭婷 ? 作者:電子設計 ? 2019-07-19 08:02 ? 次閱讀

引 言

溫度的測量與控制在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活及科學研究中有著廣泛的應用。由于常用溫度傳感器的非線性輸出及一致性較差,使溫度的測量方法和手段相對較復雜,也給電路的調(diào)試增加了難度。為此,設計了以***凌陽公司生產(chǎn)的SPCE061A 16位高性能單片機為系統(tǒng)控制核心。采用DALLAS公司的DS18820作為溫度傳感器的三通道高精度溫度測控儀,該測控儀實現(xiàn)了溫度數(shù)據(jù)和日期、時間的顯示與保存;可輸出顯示三組溫度和三路控制信號,具有故障和報警狀態(tài)提示等功能,保證了測試的精度以及系統(tǒng)的可靠性和控制要求。

1 系統(tǒng)硬件設計

多通道智能溫度測控儀的硬件電路原理框圖如圖1所示,測控儀主要由SPCE061A單片機、溫度傳感器DS18B20和LCD顯示電路、鍵盤電路、串/并轉(zhuǎn)換電路、時鐘電路等組成。

利用單片機與傳感器實現(xiàn)三通道高精度溫度測控儀的設計

微處理器是系統(tǒng)的核心,它控制測量過程,進行數(shù)據(jù)處理。它的設計和選用要考慮傳感器的測量速度、精度、分辨率及數(shù)據(jù)處理能力等。對于集成傳感器,設計微處理器(Microprocessor)的功能要適當,設計時既要考慮產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性,又要考慮降低成本,簡化結(jié)構(gòu),滿足芯片尺寸的要求。因此,選用SPCE061A作為系統(tǒng)微處理器。

SPCE061A芯片是凌陽公司推出的一款高性價比的16位單片機,其主要特性為:工作電壓:CPU的內(nèi)核工作電壓VDD=3.0~3.6 V,I/O口的工作電壓VDDH=VDD~5.5 V;CPU時鐘的頻率為:0.32~49.152 MHz;內(nèi)置2 Kword SRAM和32 KB閃存ROM;系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下(時鐘處于停止狀態(tài)),耗電小于2μA@3.6 V;具備觸鍵喚醒的功能;32位通用可編程輸入/輸出端口;2個16位可編程定時器/計數(shù)器(可自動預置初始計數(shù)值);7通道10位電壓模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和單通道聲音模/數(shù)轉(zhuǎn)換器;2個10位數(shù)/模轉(zhuǎn)換(DAC)輸出通道;14個中斷源可來自定時器A/B,時基,2個外部時鐘源輸入,鍵喚醒;具備串行設備接口;低電壓復位(LVR)和低電壓監(jiān)測(LVD)功能;內(nèi)置在線仿真(In-Circuit Emulation,ICE)。另外16位單片機具有一套易學易用、效率較高的指令系統(tǒng)和集成開發(fā)環(huán)境。在此環(huán)境中,支持標準C語言,可以實現(xiàn)C語言與凌陽匯編語言的互相調(diào)用。

1.1 溫度數(shù)據(jù)采集

溫度數(shù)據(jù)采集電路選用Dallas公司生產(chǎn)的DS18B20。DS18B20是“一線總線”數(shù)字化溫度傳感器,測量溫度范圍為-55~+125℃,在-10~+85℃范圍內(nèi),精度為士O.5℃。該器件只有3個引腳(即電源VDD、地線GND、數(shù)據(jù)線DQ),不需要外部元件,一條數(shù)據(jù)線進行通信。設計系統(tǒng)檢測溫度范圍設計為-10~+85℃,精度為0.2℃,已經(jīng)能夠滿足絕大多數(shù)工作環(huán)境的要求;用9 b數(shù)字量來表示溫度;每次將溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)字量需時200 ms。在單總線工作方式下,允許一條信號線上掛接多個DS18B20,DS18B20都有惟一的ROM代碼(64位產(chǎn)品序列號)。在多點溫度測控系統(tǒng)中,ROM代碼是識別和操作DS18B20的基礎;無論讀取,還是選擇對某一個傳感器進行操作,主機必須發(fā)送64位ROM代碼。

為了保證測試精度,系統(tǒng)設計了A,B,C三個溫度采集通道,以便測試溫度場分布較大的環(huán)境。當溫度達到設定要求時,控制電路可以產(chǎn)生相應的控制動作,比如切斷加熱電源或者發(fā)出告警信號。DS18B20溫度與轉(zhuǎn)換數(shù)值之間的關系見表1。

利用單片機與傳感器實現(xiàn)三通道高精度溫度測控儀的設計

1.2 人機接口

系統(tǒng)鍵盤由SPCE061A的IOB5~8組成,它們分別是功能鍵、增加鍵、減少鍵、復位鍵。用來實現(xiàn)溫、度上、下限及控制時間的設置功能。測控儀采用驅(qū)動128段LCD顯示器,用于顯示現(xiàn)場的溫度值、時間、故障和報警狀態(tài)。HT1621是一個128(32×4)段、內(nèi)存映射、多功能、I2C接口的LCD驅(qū)動器。這里利用其兩線串行模式與單片機接口,簡化了與單片機的接口電路設計,并減少了硬件資源的占用。

2 系統(tǒng)軟件設計

主程序主要完成系統(tǒng)初始化、掃描鍵盤、溫度采樣并對采樣數(shù)值進行運算、顯示溫度及控制輸出等工作。主程序流程圖如圖2所示。定時器B用于定時控制采樣的時間。系統(tǒng)設定采樣周期為2 s,而控制周期為500μs。通過鍵盤設定控制溫度數(shù)值,輸入后做相應的數(shù)據(jù)備份,即將參數(shù)存入單片機SPCE061A內(nèi)的FLASH ROM中。

利用單片機與傳感器實現(xiàn)三通道高精度溫度測控儀的設計

系統(tǒng)采用數(shù)字PID算法來提高系統(tǒng)的控制精度,PID用增量式表示為:

利用單片機與傳感器實現(xiàn)三通道高精度溫度測控儀的設計

由于溫度響應具有遲滯性,屬于一階延時系統(tǒng),若采用常規(guī)PID算法,控制效果不好,并且會出現(xiàn)較大的超調(diào)量。為了解決這一問題.設計采用積分分離PID算法,從實驗結(jié)果來看,性能指標均有所提高。

當被控量與設定值偏差較大時,取消積分作用;當被控量與設定值偏差很小時,加入積分作用,即系統(tǒng)啟動、停止或大幅度改變設定值時,只用比例控制和微分控制,然后才加入積分控制,這樣更有利于改善動態(tài)特性和消除靜差。具體做法是:針對被控對象參量,設定一個偏差的門限e0,當過程控制中偏差e(n)的絕對值大于e0時,系統(tǒng)不引入積分控制,只用PD控制;當偏差e(n)的絕對值小于e0時,才引入積分控制,即采用PID控制。對計算公式的積分項,乘一個權(quán)系數(shù)μ,按式(3)取值:

利用單片機與傳感器實現(xiàn)三通道高精度溫度測控儀的設計

3 系統(tǒng)調(diào)試

系統(tǒng)調(diào)試中,采用電加熱器對1 kg水進行加熱,DS18B20將溫度信號變?yōu)?a target="_blank">數(shù)字信號,讀入CPU,通過軟件對溫度數(shù)據(jù)進行校正,同時將所測溫度在LCD上進行實時顯示。根據(jù)系統(tǒng)程序控制,進行PID運算以及輸出控制,最終由CPU給出控制加熱回路的有效電壓。PID參數(shù)整定:系統(tǒng)采用擴充臨界比例度法來整定。

通過實驗測量,被控對象的純滯后時間為20 s左右,因此選擇采樣周期為2 s。通過實測數(shù)據(jù)比較,選擇控制度為1.2,采用PI控制,經(jīng)過對參數(shù)進行微調(diào),最后得出最佳PID參數(shù),即KP=2.11,K1=0.043。在系統(tǒng)調(diào)試中實測數(shù)據(jù)表明,控制器平均控制精度在士0.2℃之內(nèi)。表2為調(diào)試過程中3個通道的1次數(shù)據(jù)記錄。從數(shù)據(jù)可以看出,當設定溫度為80℃時,最后穩(wěn)定溫度為80.2℃,控制精度比較高。

利用單片機與傳感器實現(xiàn)三通道高精度溫度測控儀的設計

4 結(jié) 語

多通道溫度測控系統(tǒng)采用抗干擾性能強,功耗低的SPCE061A16位單片機和一線式數(shù)字溫度傳感器DS18B20,使系統(tǒng)的硬件電路結(jié)構(gòu)得到高度簡化。軟件采用高精度的PID控制算法,使測量及控制性能得到顯著提高。經(jīng)實際使用證明,具有測量精度高.硬件電路合理,性價比高,使用方便等特點,克服了傳統(tǒng)溫度儀測量精度低,電路復雜,調(diào)試及標定困難等缺點。該系統(tǒng)可應用到大部分溫度、溫差的高精度控制場合中。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
  • 單片機
    +關注

    關注

    6041

    文章

    44616

    瀏覽量

    637442
  • 溫度傳感器
    +關注

    關注

    48

    文章

    2969

    瀏覽量

    156277
  • lcd
    lcd
    +關注

    關注

    34

    文章

    4437

    瀏覽量

    168077
收藏 人收藏

    評論

    相關推薦

    變壓檢測設備|三通道直流電阻測試

    ,自動完成自檢、數(shù)據(jù)處理、顯示等功能,具有自動放電和放電指示功能。儀器測試精度高,操作簡便,可實現(xiàn)變壓直阻的快速測量。 CT88-20B三通道直流電阻測試
    發(fā)表于 06-14 14:51

    高精度傾角傳感器

    軸傾角值,分辨率0.0007°,精度0.005°。多種輸出接口可選產(chǎn)品內(nèi)置了ADI公司的高精度數(shù)字傳感器,可根據(jù)內(nèi)置溫度傳感器的檢測
    發(fā)表于 09-26 09:59

    Maxim高精度6通道溫度傳感器MAX6689

      Maxim推出MAX6689,一款精度為±1度的6通道溫度傳感器,為下一代65nm制造工藝量身定做。該器件精確測量自身溫度和最多6個外部
    發(fā)表于 10-25 17:06

    Maxim QSOP封裝7通道溫度傳感器

      美信集成產(chǎn)品公司(Maxim Integrated Products)推出新款高精度7通道溫度傳感器——MAX6697/MAX6698。該器件采用8.5×6mm 20引腳QSOP封
    發(fā)表于 11-19 16:34

    如何利用超聲波傳感器實現(xiàn)無接觸式測距?

    本文介紹了利用超聲波傳感器實現(xiàn)無接觸式測距。系統(tǒng)由AT89C2051 單片機、超聲波電路、環(huán)境溫度電路及顯示電路組成。該測距
    發(fā)表于 05-17 07:00

    單片機通道溫度采集測控系統(tǒng)

    單片機通道溫度采集測控系統(tǒng) 摘要3Abstract4第一章前言5第二章 單片機通道
    發(fā)表于 12-19 10:17 ?4402次閱讀

    MAX6694 帶有beta補償?shù)?通道高精度溫度監(jiān)測

    MAX6694 帶有beta補償?shù)?通道高精度溫度監(jiān)測 MAX6694介紹 MAX6694高精度
    發(fā)表于 10-27 09:22 ?1102次閱讀
    MAX6694 帶有beta補償?shù)?<b class='flag-5'>通道</b><b class='flag-5'>高精度</b><b class='flag-5'>溫度</b>監(jiān)測<b class='flag-5'>器</b>

    高精度數(shù)顯溫度測控電路

    高精度數(shù)顯溫度測控電路
    發(fā)表于 04-27 22:14 ?966次閱讀
    <b class='flag-5'>高精度</b>數(shù)顯<b class='flag-5'>溫度</b><b class='flag-5'>測控</b><b class='flag-5'>儀</b>電路

    簡易高精度溫度測控電路

    簡易高精度溫度測控電路
    的頭像 發(fā)表于 04-28 20:02 ?3775次閱讀
    簡易<b class='flag-5'>高精度</b><b class='flag-5'>溫度</b><b class='flag-5'>測控</b><b class='flag-5'>器</b>電路

    MAX6697 7通道高精度溫度監(jiān)測

    MAX6697 7通道高精度溫度監(jiān)測 概述 MAX6697精密的多通道溫度
    發(fā)表于 01-26 16:16 ?1000次閱讀
    MAX6697 7<b class='flag-5'>通道</b>、<b class='flag-5'>高精度</b><b class='flag-5'>溫度</b>監(jiān)測<b class='flag-5'>器</b>

    基于MSP430單片機高精度壓力變送器

    介紹了以超低功耗單片機MSP430為核心的高精度壓力傳感器的硬件電路設計,針對壓力傳感器溫度漂移問題分析了用于
    發(fā)表于 04-17 16:33 ?5次下載
    基于MSP430<b class='flag-5'>單片機</b>的<b class='flag-5'>高精度</b>壓力變送器

    利用PIC?單片機補償IC溫度傳感器精度

    情況,其非線性具有拋物線形狀。 本應用筆記將推導出拙述傳感器典型非線性特性的公式,并利用此公式對指定溫度范圍內(nèi)傳感器精度誤差進行補償。PIC
    發(fā)表于 04-23 11:45 ?1次下載
    <b class='flag-5'>利用</b>PIC?<b class='flag-5'>單片機</b>補償IC<b class='flag-5'>溫度</b><b class='flag-5'>傳感器</b><b class='flag-5'>精度</b>

    AN1001中文手冊之利用PIC單片機補償IC溫度傳感器精度

    本應用筆記將推導出描述傳感器典型非線性特性的公 式,并利用此公式對指定溫度范圍內(nèi)傳感器精度誤差進 行補償。PIC?
    發(fā)表于 06-21 17:26 ?12次下載
    AN1001中文手冊之<b class='flag-5'>利用</b>PIC<b class='flag-5'>單片機</b>補償IC<b class='flag-5'>溫度</b><b class='flag-5'>傳感器</b><b class='flag-5'>精度</b>

    三通道直流電阻測試的功能及指標

    三通道直流電阻測試可完成單項測量、三通道同時測量、項逐項測試量、自動助磁法測試,溫度換算功能,配有數(shù)據(jù)接口,一次性接線,測試過程中不用
    發(fā)表于 03-23 11:55 ?1705次閱讀

    TMP9R00-SP 9通道高精度溫度傳感器數(shù)據(jù)表

    電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《TMP9R00-SP 9通道高精度溫度傳感器數(shù)據(jù)表.pdf》資料免費下載
    發(fā)表于 08-09 10:14 ?0次下載
    TMP9R00-SP 9<b class='flag-5'>通道</b><b class='flag-5'>高精度</b><b class='flag-5'>溫度</b><b class='flag-5'>傳感器</b>數(shù)據(jù)表
    主站蜘蛛池模板: 国产精品大全国产精品| 网友自拍偷拍| jizz丝袜| 素人约啪第五季| 护士们的母狗| 13一18TV处流血TV| 日韩欧美一区二区三区在线| 国产午夜不卡在线观看视频666| 一区在线观看在线| 欧美色图14p| 国产午夜精品理论片免费观看 | 九九在线免费视频| 超碰免费视频公开观看| 亚洲国产中文字幕在线视频综合 | 国产精品一区二区四区| 影音先锋 av天堂| 色老99九久精品偷偷鲁| 精品午夜久久福利大片免费| AV精品爆乳纯肉H漫网站| 亚洲国产综合久久久无码色伦| 免费观看的毛片| 国产精品久久免费视频| 91视频夜色| 公和熄洗澡三级中文字幕| 亚洲精品无夜久久久久久久久| 暖暖日本 在线 高清| 韩国伦理电影在线神马网| YELLOW在线观看高清视频免费| 亚洲激情网站| 色老头色老太aaabbb| 理论片午午伦夜理片2021| 国产精品日韩欧美一区二区三区 | 啦啦啦 中文 中国 免费 高清在线| 东莞桑拿美女| 97色伦在色在线播放| 亚洲久久少妇中文字幕| 色多多污污在线播放免费| 蜜桃日本MV免费观看| 果冻传媒我的女老板| 囯产免费久久久久久国产免费| 91精品国产色综合久久不|