PDF《一种基于单片机的温度监控系统设计》

一种基于单片机的温度监控系统设计 胡晓玲,康海静 (成都理工大学工程技术学院 四川乐山 614007) 摘要:对现场参量准确的测量是高性能温度控制的基础.

以单片机AT89C5l作为温度监控核心部件,采用热电偶温 度传感嚣、运算放大嚣、A/D转换器等构成温度采集模块,通过对采集到的温度数据值进行比例积分微分运算处理,并采用 RS 485与上住机进行通信,实现一种温度监控系统的设计.实验表明该系统具有转换速度快、精度高、控制能力强等特点. 关键词:单片机;

温度传感器;

比例积分微分控制;

数据采集 中图分类号:TN911.7 文献标识码:A 文章编号:1004―373X(2009)17一095一03 Design of Temperature MOnitoring Control System Based on Single Chip MicrOcOmputer HU Xiaoling,KANG Haijing (Engineed g and ThechnicaI Coll.ge,Chengdu University of Technology,Leshan,614007,China) Abstract:The exact measurement of field parameter lay the foundation for obtaining excellent temperature control pe卜formance.A temperature monitoring control system is designed,which is based on MCU AT89C52.The temperature acquisi― tion module is made up of thermocouple temperature sensor,operation amp【ifiers,A/D converters etc.The sampIe data is Pm― cessed with Proportional―Integral―Derivative controller(PID controller)and RS

485 is used to communicate with the upper computer.The measured results indicate that the system has merits of fast converted response,higher precision,excellent abili― ty in temperature control- Keywords:single chip microcomputer;

temperature sensor;

PID control;

data acquisition '

在工业控制领域,温度控制的应用非常广泛,控制 精度的高低直接影响到产品的质量及使用寿命,研究和 设计高性能的温度控制系统具有非常重要的意义.目 前控制算法的多样化也为温度控制提供了便利条件,应 用较为普遍的有比例积分微分(PID)控制、模糊控制 等n巧].本文根据某温控设备的控制要求设计了一种 以单片机为核心的监控系统.系统采用热电偶温度传 感器测温,利用位置式PID算法,实现了温度的实时监 测、超限报警、显示与控制等功能. l系统硬件设计 本系统主要由热电偶温度传感器、0P27低噪声精 密运算放大器、双积分型A/D转换器ICL

7135、可编程 定时/计数接口芯片

8253、AT89C51单片机等器件组 成'

引.系统框图如图1所示. 1.1 电源模块 电源模块分模拟电源和数字电源两大部分,分别对 本机的模拟电路和数字电路供电,地线各自独立,按A/D转换器的要求只在A/D转换器处将模拟地和数字 地相连.数字电源和模拟电源都采用三端稳压块稳压, 收稿日期:2009一02―18 在个别要求电源精度较高的场合选用低温漂稳压二极 管进行二级稳压. 温度传感器 +―一LED显,J、模块 + l情号放大调理电路 叫一咖愀H + A门D转换电路 CPU模块 +―-一 超限撤警 + s25,接n电路卜―+ +―-一看门狗电路 电源模块 叫输㈣o H 图1 系统框图 1.2 温度采集模块 温度数据采集模块[7灌]以热电偶温度传感器为核 心部件,将温度变化量转化为电压信号,经精密运算放 大器0P27进行放大,放大后的电压.信号输出到 ICL7135双积分型A/D转换器进行高精度模数转换. A/D转换后,往往要进行相应的换算,得到系统所需要 的数据.之后将数据送往单片机,此信号一部分送往显 示模块,以提供实时数据的显示;