计算机控制技术课程设计说明书-太阳能热水器温度控制系统的设计

计算机控制技术课程设计说明书-太阳能热水器温度控制系统的设计内容摘要：

低 水温到适宜温度；若日照条件比较差（比如夜晚或者阴雨天）时， CPU 根据数据采集系统采集的数据 ,当发现水温低于 30 ℃时 ,自动启动电加热并通过自动控制使水温恒定。 如果当用户用水时觉得 30 ℃ 不理想，想要更高的水温，这时 可以启动手动加热，设定需要的温度 ,系统启动电加热装置加热到设定温度并保持恒定。 设定温度的范围控制为在 30 ℃至 65 ℃。 其中水温采集模块用到 AD590 集成温度传感器； 电加热模块用电阻丝加热，通过继电器控制器开通与关断； 水温由两 个 LED 数码管显示， 水温有效值最多可显示 为 99℃。 数据处 理模块 AT89C52 数码管显示模块 温度采集模块 电加热模块 键盘输入模块 图 系统框图 武汉理工大学《 计算机控制技术 》课程设计说明书 4 3 硬件设计 传感器的选择 本 此次课设选用的传感器型号是 AD590 温度传感器。 AD590 是单片集成两端感温电流源。 它的主要特性有： AD590 的输出电流 I=(273+T)μ A(T 为摄氏温度 )， 因此量测的电压 V 为 (273+T)μ A 10K= (+T/100)V，即 流过器件的电流（ uA）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数。 式中： I— 流过器件（ AD590）的电流，单位为 uA； T— 热力学温度，单位为K； AD590 的测温范围为 55℃～ +150℃ ； AD590 的电源电压范围为 4V～ 30V。 电源电压可在 4V~6V 范围变化，电流变化1uA，相当于温度变化 1K。 AD590 可以承受 44V 正向电压和 20V 反向电压，因而器件反接也不会被损坏。 放大电路 本设计利用集成温度传感器 AD590，因为 其输出电流是以绝对温度零度（ 273℃ ）为基准，每增加 1℃ ，它会增加 1μ A输出电流，因此在室温 25℃ 时，其输出电流 Iout=（ 273+25）=298μ A。 由于一般电源供应教多器件之后，电源是带杂波的，因此我们使用齐纳二极管作为稳压元件，再利用可变电阻分压，其输出电压 V1 需调整至 ， 接下来我们使用差动放大器其输出 Vo 为（ 100K/10K） （ V2V1） =T/10，如果现在为摄氏 28℃ ，输出电压为 ，输出电压接 AD 转换器，那么 AD 转换输出的数字量就和摄氏温度成线形比例关系。 武汉理工大学《 计算机控制技术 》课程设计说明书 5 温度传 感器放大电路图如图。 图 温度传感器的放大电路 数据采集电路 ADC0809 是带有 8 位 A/D 转换器、 8 路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS 组件。 它是逐次逼近式 A/D 转换器，可以和单片机直接接口。 ADC0809 由一个 8 路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个 A/D 转换器和一个三态输出锁存器组成。 多路开关可选通 8 个模拟通道，允许 8 路模拟量分时输入，共用 A/D转换器进行转换。 三态输出锁器用于锁存 A/D 转换完的数字量，当 OE 端为高电平时，才可以 从三态输出锁存器取走转换完的数据。 在此实验中我们用 0 到 5V 变化的滑动变阻器代替温度传感器的 0 到 5V 电压。 武汉理工大学《 计算机控制技术 》课程设计说明书 6 实验电路图如图 所示。 模拟的电信号由 ADC0809 的 IN0 口进入，进行模数转换得到的 A/D 转换结果 D 为： D=Vo255/5 (31) 图 模数转换电路 显示电路 显显 示示 部部 分分 为为 两两 个个 八八 段段 数数 码码 管管 ， 分分 时时 显显 示示 当当 前前 温温 度度 和和 用用 户户 设设定定 的的 温温 度度 值值。 当当 用用 户户 未未 设设 定定 温温 度度 值值 时时 ， 数数 码码 管管 不不 闪闪 烁烁 ， 始始 终终 显显示示 当当 前前 温温 度度 ， 当当 用用 户户 设设 定定 了了 温温 度度 值值 时时 ， 数数 码码 管管 闪闪 烁烁 并并 分分 时时 显显 示示当当 前前 温温 度度 值值 和和 设设 定定 的的 值值。 LED 数数 码码 管管 由由 发发 光光 二二 极极 管管 作作 为为 显显 示示 字字 段段 的的 数数 码码 型型 显显 示示 器器件件。 右右 图图 为为 LED 数数 码码 管管 外外 形形 和和 引引 脚脚。