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1、基于废水和蒸汽的换热器温度控制系统设计(完整资料）(可以直接使用，可编辑 优秀版资料，欢迎下载）辽 宁工 业大学过程控制系统课程设计(论文)题目：基于废水和蒸汽的换热器温度控制系统设计院（系)： 电气工程学院专业班级：测控112 学 号：学生姓名：指导教师：起止时间:204.12.15-1.2。26课程设计(论文）任务及评语院(系)：电气工程学院 教研室：测控技术与仪器学 号110004学生姓名杨林专业班级测控112设计题目基于废水和蒸汽的换热器温度控制系统设计课程设计（论文)任务设计任务设计换热器温度控制系统在某生产过程中，冷物料通过热交换器用热水（工业废水）和蒸汽对其进行加热,工艺要求出口
2、温度为1402。当用热水加热不能满足出口温度要求时,则在同时使用蒸气加热。设计要求1、确定控制方案并绘制原理结构图、方框图;2、选择传感器、变送器、控制器、执行器（阀），给出具体型号和参数;3、确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式,确定阀的流量特性和开闭形式；4、进行模拟调试或仿真5、按规定的书写格式,撰写、打印设计说明书一份;设计说明书应在4000字以上。技术参数测量范围：80控制温度:1402最大偏差：5；工作计划1、布置任务，查阅资料，理解掌握系统的控制要求。（2天 ）2、确定系统的控制方案，绘制原理结构图、方框图。（1天 ）3、选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号和参
3、数。（2天 )4、确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式( 天）,调节阀的气开气关形式以及流量特性选择。( 1天）5、上机实现系统的模拟运行或仿真、答辩。（2天 ）6、撰写、打印设计说明书（1天 ）指导教师评语及成绩平时: 论文质量: 答辩: 指导教师签字：总成绩： 年 月 日注：成绩：平时20 论文质量0 答辩20% 以百分制计算摘 要换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位。针对用热水和蒸汽的换热器加热冷物料的系统，采用分程控制系统作为控制方案,运用两个气开式阀门，实现分程控制。该系统通过温度变送器接收并传送热物料的温度,根
4、据出口温度是否达到要求来控制蒸汽阀的开关,从而使物料出口温度保持在一定的值上.该控制方案简单方便，易于操作,且能源利用率高。通过ata仿真，仿真结果证明该控制方案可以满足要求，方案设计正确.关键词:换热器；分程控制;气动阀；Mtlab目 录第章 绪论1第2章 课程设计的方案论证22。1 系统对象特性分析2.2 系统方案论证2.确定设计方案4第3章 各种仪表的设计选择53.1 变送器的选择设计53执行器的选择设计63.3 控制器的选择设计34 P控制算法第4章 系统仿真或模拟调试10第5章 课程设计总结13参考文献14第1章 绪论换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器
5、是化工、石油、钢铁、汽车、食品及其他许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位。尤其在化工生产中,换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用甚为广泛.它的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。在换热器系统中,其出口介质温度的准确地测量和有效控制是优质、高产、节能和安全生产的重要条件。所以,换热器出口物料的控制是工业过程很重要的研究课题.通过调节载热体（蒸汽）的流量来控制换热器出物料的温度维持所需值,提高出口品质，保证产品质量,并最大限度地利用能源。目前，对换热器出口物料的控制大都采用传统的PID控制。但是,由于换热系统这种被控对象
6、具有纯滞后、大惯性、参数时变的非线性特点，传统的PID控制往往不能满足其静态、动态特性的要求。在实际生产中有一种智能模糊控制技术,在换热器出口物料的控制中,从基本模糊控制器的结构、原理出发，分析影响系统性能的若干问题，对基本的模糊控制器的主要环节作了改进，提出了基于自调整加权因子的智能积分模糊控制器,该控制器控制规则采用带加权因子的解析表达式，并引入智能积分环节,通过MAABSIULNK工具仿真试验证明,该控制器提高了控制系统的动、静态性能,且具有结构简单、待整定参数少、控制规则简便、易实现、调试方便、适应性强等特点,成功地实现了换热器出口温度的控制。设计和应用过程控制系统,必须充分注意提高工
7、业生产的经济技术指标，通过自动控制手段来减少能量消耗，以提高经济效益.而在工业生产中,列如在印染、造纸醋酸乙烯等生产过程中,会产生很多废液，如果将其任意排放,对环境将会造成严重污染，并破坏生态平衡。本设计要求用热水和蒸汽用换热器对冷物料进行加热,其中所使用的热水即为工业废水。这样既将废水得到了合理利用节省了能源,又减少了污染保护了环境,符合现代化生产的要求。第2章 课程设计的方案论证2.1 系统对象特性分析本次设计主要是综合应用所学知识,设计换热器温度控制系统,冷物料通过热交换器用热水(工业废水)和蒸汽对其进行加热，使换热器出口温度为某一定值。本设计工艺要求换热器出口温度在一个定值上，在正常情
8、况下,热水阀全开仍不能满足出口温度要求时，调节输出信号同时使蒸汽阀打开,以满足出口温度的工艺要求。被控控制对象为物料出口温度,干扰因素是物料的流量。本设计的主要技术参数如下:测量范围：0180控制温度:1402最大偏差：5；2.2 系统方案论证影响一个生产过程正常操作的因素很多,但并非对所有影响因素都要进行控制。被控参数是一个输出参数,应为独立变量，与输入量之间应有单值函数关系。对于换热器过程控制系统，人们最关心的是对换热器中介质即冷流体的温度和压力的自动控制与调节,而在这两项当中,温度的自动调节又处于首位。因为出口水温直接影响产品质量、产量、效率及安全性，即本系统把换热器出口水温作为被控参数
9、。根据设计要求并通过查阅资料，有两种方案可以实现换热器温度控制系统。方案一：选择分程控制系统。选择出口物料温度作为被控参数，蒸汽和热水作为控制参数.选用两个阀门分别控制热水和蒸汽的流量，利用温度传感器将物料出口温度检测传给温度控制器,然后通过温度控制器控制两个阀门的开关动作从而完成对物料的加热。物料的出口温度有温度控制器监控,通过电气转换器传给阀门气压信号，控制阀门的开度，从而将物料出口温度控制在规定的数值。其工艺流程图如2。1所示。TCTT热水蒸汽AB冷物料图2。1 分程控制系统流程图方案二：选择性控制系统。出口温度作为被控参数,在运行过程中，蒸汽和热水选用随出口温度的变化而变化。正常情况下
10、,选择热水来进行加热，一旦出口温度达不到要求，选用蒸汽加热。其工艺流程图如2。2所示。TCTT热水蒸汽AB热物料热物料热物料0)，称为正作用控制器。如控制器的输入偏差小于零(0）时，对应的输出信号变化量大于零(），称为反作用控制器.根据执行器和生产过程的特性，为了构成一个负反馈控制系统，必须正确地确定控制器的正/反作用，否则整个控制系统无法正常运行。控制器是选择正作用还是反作用的，可通过正反作用切换开关进行选择。本设计控制器选用正作用综上所述本设计选择DT2031型控制器,选用正作用。该控制器为DDZ型仪表，其具体参数如下，实物图如3.4所示。输入信号：1V输出信号：420mA工作电压：22V
11、AC超前时间T：099。9滞后时间Ts:9.9%微分增益K:000%图3.D23控制器3.4 PID控制算法D控制是偏差比例(P），偏差积分（)和偏差微分（)控制的简称。ID控制器作为线性控制器，它根据给定值（t）与实际输出值（t)构成控制偏差e（t）：e（t)=r（t)y（t）将偏差按比例、积分和微分通过线性组合构成控制量，从而对被对象进行控制，故称为PI控制器。在模拟调节控制系统中，控制规律表达式如下：（3-)式中,u（t)调节器的输出信号()-调节器的偏差信号,它等于测量值与给定值之差kp-调节器的比例系数i-调节器的积分时间d调节器的微分时间ID控制器各控制环节的作用如下：比例环节：为
12、了及时成比例地反应控制系统的偏差信号（t）,以最快速产生控制作用，使偏差向减少的趋势变化。积分环节:为了保证被控制量y(t)在稳定时对给定量r（t)的无静差控制，即当闭环系统处于稳定状态时，则此时控制输出量和控制偏差量都保持在某一个常值上。积分作用的强弱决于积分时间常数，积分时间常数越大积分作用越弱，反之则越强.微分环节：为了改善闭环系统的稳定性和动态响应的速度，能反映偏差信号的变化趋势，并能在偏差信号变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度,减少调节时间。对于本设计而言,选用的为分程控制系统，相当于两个单回路控制系统，对与每一个回路都是比例积分作用，其控制规律
13、表达式为： （32）第4章 系统仿真或模拟调试本设计使用atlab进行仿真,根据前几章的分析可知，当只有热水加热时，整个系统相当于一个单回路控制系统，而当热水无法满足要求同时用蒸汽加热时，可将两者合并,同样可以看作单回路。两个阀门上的传递函数为: （41）整个系统中的主参数传递函数为： （4-）在Matla进行仿真，仿真框图如图4.1所示。图4. 仿真框图根据选定的调节规律以及系统的参数要求,计算出本系统的调节器参数值.将其输入仿真的PID中，得到I设置参数如图4.2所示图。2 PID参数根据上图的仿真框图进行仿真,其仿真结果如图。2所示。图43仿真波形图本设计时基于热水和蒸汽的换热器温度控制
14、系统,在该系统中，热物料的出口温度干扰因素为物料的流量，在仿真中加入干扰信号后，对其再次仿真,得到的干扰仿真波形图如.4所示。图4.4施加干扰输出波形第5章 课程设计总结本次设计是基于热水和蒸汽的换交换器温度控制系统，使用工业废水和蒸汽作为加热介质,对冷物料进行加热,并使其保持在一定的数值。经过查阅资料,本设计采用了分程控制系统，并根据设计要求，选择了合适的传感器、控制器、执行器以及电气转换器.所选的器件都具有可靠性高、适应性强、经济性好的特点，充分满足了设计的经济适用原则。控制规律是进行过程控制设计的重要环节，了解调节控制规律对控制质量的影响，合理选择气动阀的气开气关形式和控制器正反作用以及
15、合理选择控制规律，是制定方案及系统仿真的关键步骤。本设计完成总体设计后，选择了Matlab对设计进行仿真实验。Matla具有功能强大的数值运算功能,强大的图形处理能力,高级但简单的程序环，丰富的工具箱，非常适合本次设计的方针要求.通过PID参数的设定，利用Matb仿真，输出了该系统的波形,直观的显示了整个系统的控制规律.通过仿真得到了准确的数据,通过比较，说明了本设计是正确的，满足设计任务书中的各项要求,本次设计圆满完成。参考文献1张毅。自动检测技术及仪表控制系统。北京:化学工业出版社.2008.2周泽魁。控制仪表与计算机控制装置。 北京：化学工业出版社.20083金以慧.过程控制M北京:清华
16、大学出版社99。4胡寿松.自动控制原理M。北京:科学出版社.200。5王平主。仪器仪表M.北京:新时代出版社2006赵超.过程控制系统评估算法的研究J。浙江大学博士论文2007 钱颂文.换热器设计J.北京：大学图书馆学报.20028。1张勇.过程控制系统及仪表。北京：机械工业出版社,3。7天 津 大 学 网络 教 育 学 院本科毕业设计（论文）题目：基于单片机温度控制系统的设计完成期限：16年月8日 至 2016年5月10日学习中心：选择一项。专业名称:选择一项.学生姓名：此处键入学生姓名学生学号：此处键入学生学号指导教师:此处键入教师姓名摘 要无论是在现代化的城市生活中，还是在落后的乡镇生活
17、中,温度都扮演着极其重要的角色，我们几乎所有的日常生活都与温度息息相关。自世纪工业革命发展以来，工业的发展与人类掌握对温度的控制有着密切的联系,都离不开对温度的掌握.随着单片机技术的飞速发展,单片机的一系列优点越发惹人注目,其工作稳定可靠等优点已经被很多企业接受。本设计基于A9C1单片机和温度传感器实现温度控制系统,不仅控制简便而且高效率控制，大大提高温度控制系统的灵活性，扩大基于单片机温度控制系统的适用范围.本设计在具体介绍温度控制系统整体的设计方案之后,详细介绍了温度控制系统硬件设计、温度控制系统软件设计和相关接口的电路设计，讨论基于单片机温度控制系统的相关应用,最后总结本设计的合理性和有
18、效性。关键词：单片机；温度传感器;温度控制 目 录第一章 绪论11.温度控制系统概况11.2 国内外研究现状11。3课题的主要工作2第二章总体设计32。总体设计方案32.功能描述32.3温度控制系统硬件电路框图4第三章 温度控制系统硬件设计3。1硬件设计方案3。2单片机系统介绍3 温度信号采集模块的设计93。3.温度传感器的选择93.3.2信号放大电路0.3。3AD转换电路1034键盘控制电路的设计1135液晶显示电路的设计6蜂鸣器警报电路的设计1.7加热模块电路的设计4第四章 系统软件设计164。1软件设计方案642温度控制部分程序的设计74.键盘部分程序的设计14。数据采集模块程序设计18
19、45液晶显示部分温度程序的设计19第五章 总结与展望21参考文献22附 录23致谢29第一章 绪论5.1 温度控制系统概况本课题主要是基于单片机的温度控制系统的设计和研究,研究中的控制对象为温度。温度在我们的日常生活中很常见,也是很熟悉的东西，很多场所都需要控制温度来提供生产，比如火力发电厂、浴室、植物的培植室等场所的温度控制。纵观电气时代以来的人类发展史,很多温度控制都只是人工操作的，且不够重视，也因此发生了很多意外.随着电子技术的快速发展，智能化实现对温度的控制已经可以实现。本课题以芯片为核心,对温度传感器感测到的温度进行分析、数值显示和数据存储,从而有效实现单片机对温度的智能控制。5.2
20、 国内外研究现状相对而言，国外比我国对温度控制系统的研究要早的多.国外从2世纪70年代开始，通过模拟组合的方式，采集信号并发出指令和存贮。80年代开始进行分布式控制方式的研究1。现代世界各国的温度控制系统发展的非常迅速,很多国家开始实现由半自动化向完全自动化的方向发展。我国对于温度控制系统的研究起步较晚,很大部分都只是借鉴一些发达国家的成熟技术，真正自己研究的东西并不多。整体的温度控制技术设施简单，控制因素单一。当然我国的温度控制技术正在由简单到实用化、综合性应用方向发展，虽然我国温度控制和温度测量技术远没有达到工厂化的程度，与欧美一些发达国家相比还存在很大差距,但是近几年国家开始重视自动化设
21、备控制系统的研究，很多科研人员开始着手自动化控制设备的研究，制定很多成功的案例。但是理论研究始终停留在理论研究的层次，无法适用于工厂生产，很多研究方案，要么太过理论化、理想化,要么太过复杂,费用太过昂贵。同样，近年来温度的检测在理论上发展比较成熟，但在实际测量和控制中，如何保证快速实时地对温度进行采样,确保数据的正确传输，并能对所测温度场进行较精确的控制，仍然是目前需要解决的问题。因此，设计一款比较实用的温度控制系统十分有必要，关于基于单片机的温度控制系统的设计和研究课题也十分有意义。5.3 课题的主要工作本研究主要是对温度的实时检测和有效控制.首先设定密闭空间温度,通过温度传感器感测密闭空间
22、温度，由信号放大电路将温度信号放大，然后经过A/D转换电路转换将转换信号传递给芯片,假如感测器感测到密闭空间温度高于设定温度,系统立即停止加热，使温度达到密闭空间设定值温度；假如感测器感测到密闭空间温度低于设定温度，系统立即启动加热器,对密闭空间升温，使密闭空间温度升高。任意一模块不工作或工作出错，蜂鸣器会发出报警信号，从而达到智能化目的。液晶显示器可以实时显示密闭空间温度。课题研究主要包括如下一些方面：（1） 单片机的选择;（2） 温度传感器的选择及温度传感器信号处理电路的设计；（3） 液晶显示器电路的设计；（4） 蜂鸣器报警模块的设计；（5） 加热模块控制电路的设计;（6） 键盘电路的设计
23、。第二章 总体设计课题研究主要包括六个部分：单片机、温度传感器及信号处理电路、液晶显示器电路、蜂鸣器报警模块、加热模块控制电路和键盘电路。其中,如何有效实现温度控制系统的控制，关键在于温度传感器的选择和驱动电路的设计,键盘电路可以实现对温度上限值和下限值的输入。21总体设计方案本研究主要包括两个方面的研究：硬件设计和软件设计。想要实现完整的功能，必须选择合适的元器件,对于整体设计的硬件部分主要包括驱动电路的设计，软件部分主要包括程序的编写.本系统采用热电偶温度自动控制系统，具体系统设计流程图如图21所示：图2-1 系统设计流程图2。2功能描述（1）通过温度传感器感测密闭空间温度，将感测到的温度
24、信号经过信号处理电路,传递给单片机接口，控制系统单片机对整个控制系统进行解析；（2） 当人在键盘上输入温度设定值后，芯片接收输入信号，单片机开始控制加热模块，判断是否对系统进行加热，假如没有设定值，系统不给密闭空间加热，密闭空间温度不变化；（3） 本系统带有报警装置，假如温度控系统的任意一模块不工作，即密闭空间在控制的情况下，偏离设定值过大,系统便会发生报警;（4） 液晶显示器会显示密闭空间不同的温度值,因为键盘上的温度设置值不同,整个系统控制的密闭空间温度也不同。23温度控制系统硬件电路框图本研究能够实现单片机对密闭空间内温度的有效控制的功能,通过单片机对温度的智能控制,从而实现温度智能化控
25、制的目的.系统结构框图如图2-2所示液晶显示电路AT89C51控制器信号处理电路温度信号采集蜂鸣器警报模块键盘电路加热模块控制图2- 系统结构框图第三章 温度控制系统硬件设计3.硬件设计方案根据设计需求构建原理图,选择合适的控制芯片,分别实现对温度传感器的选择及温度传感器信号处理电路的设计;液晶显示器电路的设计;蜂鸣器报警模块的设计；加热模块控制电路的设计；键盘电路的设计。其中主要包括电路的设计，电子器件的选择.目前在现有的设计中，温度传感器的选择及温度传感器信号处理电路的设计、液晶显示器电路的设计和加热模块控制电路的设计参考线路图样本较多,选择难度不大,而蜂鸣器报警模块的设计难度较大,如何选
26、择误差,让大众更容易接受，比较有技术含量。单片机系统介绍在整个系统的控制中，采用单片机处理芯片对课题的设计对象进行控制，主要有一下一些特性3:（1）芯片面向的控制对象为8位CPU;（2)芯片内有KB ROM 的程序存储器；（3)芯片内有18B的片内数据存储器；（4)可寻址64K的片外程序存储器和片外数据存储器控制电路;(5）在芯片中有个1位的定时/计数器;(6)芯片中共有32条可以单独编程的接口,4个并行/O接口;(7)芯片中有个中断优先级，5个中断源；(8）在芯片中还可有掉电保护模式和低功耗的闲置；单片机除了以上一些特征外,而且物美价廉,外围电路相对而言较为简单。在实际应用中，此款单片机的工
27、作频率比较低，但是对于整个设计系统,此工作频率足以满足整个系统的控制。单片机有3个I/O端口，这样便于整体设计,如图3-所示为单片机控制系统。图3-1 单片机控制系统在如图31所示的单片机控制系统中，AT8951单片机拥有两个外部中断、两个1位的定时器和两个可编程串行UAR的单片机.因此T9C51单片机作为中心控制模块完全满足设计需求,从而满足整个控制系统。T8单片机的引脚如图32所示图32 A8C5引脚图AT89C51单片机引脚说明:VCC:单片机电源N：单片机接地引脚端口:端口为8位漏级开路双向I/O端口。此端口为输出端口，其中端口的每一位都能带动8个T逻辑电平.当端口输出信号为“1”时，
28、表示高阻抗输入.当访问外部程序和数据存储器时，端口为低8位地址/数据复用.此种情况，端口表示内部上拉电阻。当操作时假如用flash编程,则端口也可以用来工作：在程序验证的过程中,需要上拉电阻，输出指令字节。端口：端口有内置上拉电阻，8位双向/O端口，端口可驱动个TTL逻辑电平.当端口输出信号为“1”时,将输出电流.并且与其它单片机不同之处是，和可以作为定时计数器2的外部计数输入（/）和输出（/）,具体情况如表31所示.表31和的其它功能引脚号功能特性(定时/计数器2外部计数脉冲输入),时钟输出定时/计数2捕获/重装载触发和方向控制当Flah编程和校验的过程中，端口会接收低8位地址字节.端口:端
29、口有内置上拉电阻8位双向/O端口,端口可驱动4个TTL逻辑电平。当端口输出信号为“时，由于端口被内部上拉电阻拉高，此端口便有了输入端口的功能,当此端口为输入端口时，较低的引脚将输出电流为IL。AT8C51单片机片内存储器售后通常处于擦除状态,即每个地址单元内容均为FFH，因此人们可随时对其编程45。当访问外部存储器或者通过16位的地址访问外部大量的存储设备时,端口会输出位的地址。在此种情况下,端口会发送,在使用8位的地址访问外部大量的存储设备时，端口会输出端口锁存器的部分内容。在Fla校验的过程中，端口会接收8位地址和一些其它的控制信号。端口:端口有内置上拉电阻8位双向O端口，端口可驱动4个T
30、L逻辑电平。当端口输出信号为“1”时,由于端口被内部上拉电阻拉高，此端口便有了输入端口的功能。当此端口为输入端口时，较低的引脚将输出电流为I。端口除了作为I/O接口外,还有其它功能功能，如表-所示.表 32端口的其它功能引脚号第二功能（串行输入）(串行输出）（外部中断0）(外部中断1）（定时器0外部输入)(定时器1外部输入）（外部数据存储器写选通）（外部数据存储器读选通)当Flash编程和校验的过程中,3端口会接收一些控制信号。:表示复位.当晶振工作,管脚会以2个机器周期高电平使单片机复位。：当访问外部存储设备时，AE地址锁存器控制信号会锁存低8位地址输出脉冲。当Flah编程的过程中，引脚（）
31、也会使用此作为Flsh编程的输入脉冲.在正常使用的过程中，输出脉冲仅为晶振的1/6，此时可用着外部定时器或者时钟，然而,需要注意的是,在访问外部存储器时，脉冲会有部分跳动。如果将的0位置设置为“”,此时失效。此时的“1”,仅在执行指令或者时，才能正常工作。否则，会被拉高，在外部执行模式下会失效。:外部程序储存器选通信号（）是外部程序存储设备的选通信号.当T8951单片机执行外部存储设备的代码时，在每个机器周期会被激活两次，而访问外部存储设备时，将不能激活。:访问外部程序存储器控制信号。当接口从00HFFFH的外部程序存储设备中读取相应的指令时，端口需要保持低电平而接地。而执行内部的程序指令时，
32、端口需要接。当flas编程和校验的过程中，可以接V（PP）电压。：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。：振荡器反相放大器的输出端。33 温度信号采集模块的设计3。3.温度传感器的选择温度传感器的选择在温度控制系统的设计中占有重要地位,如今在市场上所见的温度传感器,价格低廉的温度传感器灵敏度不高，且很容易出现问题,灵敏度高的温度传感器，却价格昂贵，并不实用。因此,本设计在设计之初考虑到了这些因素的影响,根据具体的应用场合选择使用不同的温度传感器，且整体设计并不因为传感器的选择而发生变化。作为样本，本设计选择智能温度传感器6，样本温度传感器的分辨率可达到12位，识别0。05的温度。传感器具有
33、独立输出信号和处理信号的功能，而且只需要一位与芯片的接口，抗干扰能力强，温度测量范围为，在本设计中简单实用。采用1-总线的数据传输的温度传感器,采取总线的方式不仅可以大大降低硬件成本，同时也有利于系统的扩展设计,所以串行总线广泛应用于单片机测控中7。此采取的数字化单总线技术8,这样感测的温度信息可以从接口单线传出，指令信号也可以单线传入中，因此温度传感器与单片机的接口不像别的传感器那么复杂,只需要一条线，连接温度感测部分.温度传感器的供电方式,可以采用总线的供电方式，也可以采用外部电源供电的方式9.在传感器上有唯一的系列号,因而一条总线上可以放置多个温度传感器，这样就可以增多本设计的适用场合，
34、比如火力发电厂、浴室、植物的培植室等众多场所。关于温度传感器的内部结构图如图33所示，温度传感器的引脚说明在表33所示.图3内部结构图表-的引脚说明引脚符号说明接地2单线数据的输入/输出3可供选择的VDD两种供电方式单片机与温度传感器结合的设计可以从通信线上得到电源，此工作原理为:当信号线为高电平时，接上电源，给电容器充电,当信号线为低电平时,断开电源,此时电容器供电，直到信号线再为高电平时，传感器接上电源，从电容器充电，反复运行。另一种工作方法为温度传感器外接V电源直接供电。此温度传感器与芯片的接线如图3所示。图4图3与接线方式。3.2 信号放大电路在基于单片机的温度控制系统的设计中,信号放
35、大的电路部分属于V-V放大,主要是对温度传感器感测空间温度信号的放大。前面温度传感器传输过来的信号经过差动放大器放大后，才能经过AD转换器进行模拟信号、数字信号的转换，最后将数字信号送入单片机中处理,实现单片机对温度的控制。放大器的极数与单极放大器的带宽增益相关，在这里我们选用差分式斩波稳零高精度的运算放大器.其中，一级放大器可以接成双端差分的输入，单端的输出形式。将放大器连接成型反馈网络的形式，那么此放大器的放大倍数：在实际应用中,各类元器件可以按照实际情况选定,通过电阻微调电阻实现系统需求。.3。3 A/转换电路/D转化电路的功能主要是将模拟信号转换成数字信号,它是将温度传感器测量的温度信
36、号传递给单片机的一个重要环节。如图5所示为芯片的引脚图。图3 引脚图 图36 855引脚图转换芯片主要由两个部分组成,一个为模拟芯片，另一个为数字芯片。模拟芯片由高性能的转换器和参考电压构成,数字芯片由逻辑控制电路和三态缓冲器构成。芯片有以下功能特性：芯片的分辨率:2位；芯片的非线性误差：或;芯片的转换速率:s;模拟电压输入范围:00V，0-2V；电源电压：15V和；芯片的数据输出格式:12位/8位芯片工作模式：全速或者单一的工作模式。3。4键盘控制电路的设计本研究所设计的基于单片机的温度控制系统，因适用场合不同,根据具体情况会在设置不同的温度值,此时就需要前面所提到的键盘控制电路。在键盘控制电路的设计中，选用芯片可编程并行接口，具体引脚如图3-6所示。单片机有4个8位的并行接口,这些接口在设计中并不是完全提供给用户的，在外部扩展存储器时，只有和接口的部分口线供用户使用。因此在单片机设计的过程中也进行了接口局部拓展。芯片的接口没那么复杂，在如图3-7所示的芯片的片选信号以及A、A地址选择线主要由单片机的和、接口经过地址锁存器来提供.图7键盘接口电路图芯片的A、B、C端口以及相应的控制端口地址分别为、和.芯片的D0D端口与单片机中的端口到端口连接。键盘控制电路主要功能有：键1表示上升温度