项目设计报告

计算机控制技术课程设计采集卡温控设计

1、功能描述本控制器可实时测量现场温度，并根据温度情况和人为设置情况调节现场温度，其中人为设置可通过操作按键完成；根据实际温度设置了4~20mA标准电流输出通道，便于远程传输；另外，本系统还具有温度超越界限时的报警功能。2、工作使用说明2.1系统总结构框图3、各部分电路设计3.1温度测量通道如图2所示，1路热电阻、4路热电偶和多路选择开关CD4052、CD4051的组合，可实现5路温度测量的随意切换（其中多路开关的控制由P2^5~P2^0口经74LS373锁存器控制）；由热电偶、热电阻产生的电压信号经仪用放大电路放大、线性光耦隔离后，送入模数转换器ICL7135；ICL7135与数据采集卡的连接采用了不常用的串行接收方式，而ICL7135的串行接法是通过计脉冲数的方法来获得测量转换结果的。由其时序分析可知，在ICL7135工作过程中的去积相，其脉冲数与转换结果具有一一对应关系。通过数据采集卡的定时器T0来计脉冲器。由于，定时器T0所用的CLK频率是系统晶振频率的1/12。因此可利用数据采集卡的ALE信号作为ICL7135的脉冲（CLK）输入。至此，便可找到定时器所使用的频率与单片机系统晶振频率的关系，以及ICL7135所需的频率输入与单片机系统晶振频率的关系。为了使定时器T0的计数脉冲的ICL7135工作所需的脉冲同步，可以将ICL7135的BUSY信号接至P3.2（INT0）引脚上，并且将定时器T0的选通控制信号GATE倍1。此时定时器T0是否工作将受BUSY信号的控制。当ICL7135开始工作时，也就是ICL7135的BUSY信号跳高时，定时器T0才开始工作，且定时器T0的TH0、TL0所记录的数据与ICL7135的测试脉冲存在一定的比例关系。3.2按键输入模块如图3所示，本系统的四个按键，通过光耦隔离，利用74LS244三态缓冲器，连至单片机的PI^0~P1^3口；3.4温度控制输出通道如图6所示，将输出的pwm脉冲经光耦隔离，三极管的驱动放大后，控制继电器的开、关，进而控制功能电路的开、关。3.5报警模块当所测量的温度值超过上、下限时，输出高电平，经光耦隔离、三极管驱动放大后，继电器输出，使扬声器发出声响，同时发光二级管亮。4、控制方法描述本系统的温度调控采用PID控制，整个控制过程各部分细节的总框图如下：按键设定的温度值PID转换成对应的pwm电信号执行器（控制输出通道）现场温度温度测量通道分段线性化、校准后-①软件部分的主体结构②界面与按键接收程序③接收温度信号并将电信号转换为温度④PID控制⑤生成相应的pwm信号5、总结采用采集卡为控制器，用热释人体红外和温度传感系统来检测室内有无人员及室内温度，设计了一个能温控风扇及照明控制系统。该系统可以根据室内的温度来实时自动控制风扇的开关及风扇的档位;并且根据室内的光线和是否有人来控制灯管的照明;用蜂鸣器作为报警源，如果启动报警模式，当检测到其区域内有人就会发出报警信号，当温度超过一定范围也启动长鸣报警声。能够达到智能控制和节能以及安防的目的，尤其适用于学校教室、图书馆、楼道照明灯场所参考文献高金源等编著.计算机控制系统——理论、设计与实现[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.邹伯敏主编.自动控制原理(第二版)[M].北京：机械工业出版社,2002.吕震中，刘吉臻，王志明编.计算机控制技术与系统（第