温度测量与报警系统设计.doc

课程设计说明书

题目：温度测量与报警系统设计

姓名：

学号：

指导教师：

专业年级：

所在学院和系：

完成日期：

课程名称：机电一体系统设计

目录

TOC\o1-3\h\z\u303191绪论1

194861.1背景1

75131.1设计要求1

64691.3设计任务1

254382系统总体方案设计2

259602.1设计思想2

124062.2方案论证2

177202.2.1电源模块2

104592.2.2温度检测模块3

197542.2.3控制模块3

50642.2.4显示模块3

4412.2.5报警模块4

74792.2.6按键模块4

232302.3芯片选择4

292682.3.1电源模块4

313662.3.2温度检测模块4

304002.3.3控制模块5

323972.3.4显示模块5

2333系统硬件设计6

161263.1单片机最小系统6

158563.2传感检测电路6

152233.3显示模块7

86993.4报警模块8

98833.5按键模块8

122613.6总电路8

203413.6.1绘图软件简介8

316623.6.2电路原理图9

242533.6.3电路PCB图10

94894系统软件设计12

203484.1程序设计思路12

133604.2主程序流程图12

14494.3获取温度程序流程图13

205314.4报警程序流程图14

150134.5显示程序流程图15

185084.6数据处理程序流程图15

304174.7编程软件简介16

270145总结17

18572参考文献18

12348附录A19

11350附录B20

6712附录C21

1绪论

1.1背景

温度温度是工业生产中主要的被控参数之一，与之相关的各种温度控制系统广泛应用于冶金、化工、机械、食品等领域。温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制,有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量；同时，温度超过了系统工作正常范围将直接影响系统的寿命，甚至损坏系统；甚至可以说任何一个系统都必须工作在一定的温度范围内，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。

自18世纪工业革命以来，工业的飞速开展离不开温度参量在控制系统中的应用。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。在工业生产中人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反响炉和锅炉中的温度进行检测和控制,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同,在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。这类控制对象惯性大,滞后现象严重,存在很多不确定的因素,难以建立精确的数学模型,从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控现象。

1.1设计要求

设计要求：实现温度的测量与控制。

测温范围：0~1000C；测量精度：0.10C；

设有上、下限报警温度；数码显示；

1.3设计任务

设计任务：硬件设计〔元器件选择、电路原理图与电路板图绘制等〕、软件设计。

2系统总体方案设计

2.1设计思想

本设计题目的设计要求是测量温度、报警及显示，根据设计要求要测量温度就需要有温度传感器以及相应的信号调理电路；报警信号可以通过视觉信号也可以是声音或二者兼备来告知用户；显示可以通过数码管、LED点阵、LCD等；人机交互即极限温度设置可以用按钮或键盘来输入；有了这些之后，各局部的功能得以实现，但是要是他们有序地完成任务还需要一个控制器来协调和控制各局部的工作；系统要工作需要为系统供电，于是需要有电源局部。根据上述的设计思路绘制系统框图如下列图1。

图1系统框图

2.2方案论证

2.2.1电源模块

方案一：直接利用电池来提供一个适宜的电压。由于干电池供电电压会因负载的不同以及会随着使用的过程而电压发生变化，这会影响到系统的正常工作。

方案二：采用AC-DC的方式为系统供电，该方式是将交流电变为所需的直流电压，它需要有相应的变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等，该方案电路复杂，费用较高、对于这样一个小系统不经济。

方案三、采用DC-DC的方式，该方式是将直流电转换为系统所需的电压，采用该方