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控制,MCU相关技术文章STC89C52单片机的水温控制系统设计
0 引 言
目前,水温控制被广泛应用于食品、医药、化工、家电等很多领域,水温控制的好坏直接影响着产品的品质,因此,水温控制具有十分重要的意义。本设计的任务与要求为1 L 水由1 kW的电炉加热,要求水温可以在一定范围内由人工设定,并能在环境温度降低时实现自动调整,以保持设定的温度基本不变。主要性能指标:温度设定范围为25.0~100 ℃,最小区分度为0.1 ℃,温度控制的静态误差小于或等于0.1 ℃,用SMC1602A 液晶显示模块显示实际水温和PID 控制算法中的三个主要参数Kc、Ti、Td 的赋值,用串口调试精灵将PID 控制器的输出和温度采样值显示在PC机上。
1 系统方案
本设计以STC89C52单片机为核心,采用了温度传感器DS18B20、RS232标准接口及PID控制算法对温度进行控制。
该水温控制系统是一个典型的检测、控制型应用系统,它要求系统完成从水温检测、信号处理、输入、运算,到输出控制电炉加热功率以实现水温控制的全过程。本设计实现了水温的智能化控制以及提供完善的人机交互界面及PC 机与单片机通信接口,系统由PC 机与单片机通信模块、温度检测及其显示模块、PID控制算法等模块组成,其特点在于采用PC机与单片机通信,系统框图如图1 所示。
2 硬件电路设计
本电路总体设计包括四部分:主机控制部分(STC89C52)、温度采样与显示电路、温度控制电路、PC 机与单片机通信电路。
2.1 主机控制部分
主机控制部分是电路的核心,系统的控制采用单片机89C52.单片机89C52 内部有8 KB 单元的程序存储器以及512 B 的数据存储器,因此,系统不必扩展外部程序存储器和数据存储器,这样就可以大大减少系统硬件部分的复杂度。
2.2 温度采样与显示电路
系统的信号采集与显示电路主要由温度传感器DS18B20和SMC1602A 液晶显示模块两部分组成。
DS18B20 采用独特的单线接口方式,在与微处理器连接时,仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20 的双向通信。测温范围为-55~+125 ℃,固有测温分辨率为0.5 ℃,工作电源为3~5 V/DC,在使用中不需要任何外围元件,测量结果以9~12 b 数字量方式串行传送,适用于DN15~25、DN40~DN250 各种介质工业管道和狭小空间设备的测温。