中北大学课程设计任务书2012/2013学年第一学期学院：信息与通信工程学院专业：自动化学生姓名：学号：09050542课程设计题目：温度程序控制系统设计起迄日期:2013年1月7日~2013年1月18日课程设计地点:中北大学指导教师:张艳兵张秀艳系主任:王忠庆下达任务书日期:2013年1月7日课程设计任务书1．设计目的：设计一个计算机温度程序控制系统，可以对电阻炉的温度进行实时检测和控制。通过设计，掌握数据采集系统、实时控制系统的设计原理、设计步骤，进一步提高综合运用知识的能力。2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：（1）设计数据采集电路，对电阻炉的温度进行实时数据采集，要求温度的测量范围是：0~200℃，精度为±1℃。（2）设计控制和驱动电路，实现炉温的自动控制，使其最终稳定在150℃。（3）选择控制算法，编写控制程序。（4）写出设计说明书。3.设计工作任务及工作量的要求（包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等）：（1）查阅资料，确定设计方案（2）选择器件，设计硬件电路，并画出原理图和PCB图（3）画出流程图，编写控制程序（4）撰写课程设计说明书课程设计任务书4．主要参考文献：1、李朝青.单片机原理及接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，20052、张艳兵、赵建华、鲜浩.计算机控制技术.北京：国防工业出版社，20083、袁保生.Protel99SE电路设计实验指导.太原：中北大学，20104、胡锦、蔡谷明、梁先宇.单片机技术使用教程.北京：高等教育出版社，2003.5、李勋.单片机实用教程.北京：北京航空航天大学出版社，2000.6、李晓莹.传感器与测试技术.北京：高等教育出版社,2004.5.设计成果形式及要求：课程设计说明书1份原理图和PCB图各1份程序清单1份6．工作计划及进度：起迄日期工作内容2013年1月7日~1月8日1月9日~1月11日1月12日~1月14日1月15日~1月16日1月17日~1月18日查阅资料，确定设计方案设计硬件电路画出流程图，编写控制程序撰写课程设计说明书课程设计答辩系主任审查意见：签字：年月日基于单片机的电炉温度检测、控制系统摘要：本文主要解决对电炉的温度进行实时检测和控制的问题。采集电炉的温度，并控制在一定的温度。一．原理电炉温度控制系统是闭合的反馈系统。温控系统主要由温度传感器、温度调节仪、执行装置、被控对象四个部分组成，其系统组成框图如图1所示。被控制对象是大容量、大惯性的电炉温度对象，是典型的滞后环节，在这里近似为包含有纯滞后的一阶滞后；由于被控对象电容量大，通常采用可控硅作调节器的执行器，图1温度控制系统结构图如下：图2二．硬件电路设计1.传感器的选择控制执行装置被控对象温度传感器被控参数电炉温度温度传感器I/V单片机D/AA/DPWM光耦（1）铂金电阻Pt100具有高精度、高稳定、宽泛的工作温度范围。测温范围为-200~850℃。Pt100只需经适当的数据处理就可传输、显示并记录温度输出。常温下，Pt100的热敏电阻阻值与温度成正比，设计时只需将已知电流通过热敏电阻就可得到与温度成正比的输出电压，再根据电阻-温度关系，计算出被测温度值。（2）查询资料，XTR101是一款集成的电压/电流转换器，接收各类传感器传输的小信号，并转换成标准的4mA~20mA的二线制电流输出。XTR101是以电流形式传输信号的，因此不受远距离传输线阻抗压降的影响，并对其他设备的噪声具有高抗干扰性。它将热电偶信号（温度信号）变为4~20mA电流输出，再由高精密电流/电压变换器RCV420将4~20mA电流信号变为0~5V标准电压信号，以供A/D转换用。XTR101转换温度信号的典型电路如下：图3（3）RCV420是一种精密电流/电压变换器，它能将4~20mA的环路电流变为0~5V的电压输出，并且具有可靠的性能和很低的成本。除具有精密运放和电阻网络外，还集成有10V基准电源。对环路电流由很好的变换能力。RCV420工作电路如下：图42.A/D转换电路1）ADC0809芯片：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。（1）ADC0809的内部逻辑结构由下图可知，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...