孵化器控温控制系统设计--郭东升

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1、沈沈 阳阳 工工 程程 学学 院院课 程 设 计设计题目：设计题目： 孵化室控温控制电路设计孵化室控温控制电路设计 系系 别别 自动化学院自动化学院 班级班级 测控本测控本 112112 学生姓名学生姓名 郭东升郭东升 学号学号 20113132062011313206 指导教师指导教师 祝尚臻祝尚臻 职称职称 讲师讲师 起止日期：起止日期：20142014 年年 3 3 月月 3 3 日起日起至至 20142014 年年 3 3 月月 1414 日止日止沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目：课程设计题目： 孵化室控温控制电路设计孵化室控温控制电路设计 系 别 测控技术与仪器 班级 测控本

2、112 学生姓名 郭东升 学 号 2011313206 指导教师 祝尚臻 职称 讲师 课程设计进行地点： F430 任 务 下 达 时 间： 2014 年 3 月 3 日起止日期：2014 年 3 月 3 日起至 2014 年 3 月 14 日止教研室主任 年 月 日批准孵化室控温控制电路设计孵化室控温控制电路设计1 设计主要内容及要求1.1 设计目的： 1、了解温度控制技术的基本知识以及电工电子学、单片机、传感器等相关技 术。 2、初步掌握常用测温方法的特点和应用场合，并选择合适方法应用于本 设计。 3、通过学习，具体掌握所选择测温方法和传感器等的使用特点和方法。1.2 基本要求 1、孵化室

3、对温度有一定要求，温度是否合适直接影响孵化效果，为此需要对 温度进行严格控制，主要指标如下： 孵化室温控制在 3642，温度低时启动电热器加热，温度高时，启动空 调冷却。报警指示，当温度大于 42或低于 36时，用声光报警。2、要求设计相关的硬件电路，选择合适的传感器和温度显示系统。3、要有相应的控制算法（软件流程图） 。 1.3 发挥部分自由发挥2 设计过程及论文的基本要求：2.1 设计过程的基本要求 （1）基本部分必须完成，发挥部分可任选； （2）符合设计要求的报告一份，其中包括总体设计框图、电路原理图各一份；（3）设计过程的资料、草稿要求保留并随设计报告一起上交；报告的电子档 需全班统一

4、存盘上交。 2.2 课程设计论文的基本要求 （1）参照毕业设计论文规范打印，包括附录中的图纸。项目齐全、不许涂改， 不少于 3000 字。图纸为 A4，所有插图不允许复印。 （2）装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、 正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及相应的详细 的功能分析和重要的参数计算、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍） 、 小结、参考文献、附录（总体设计框图与电路原理图） 。3 时间进度安排顺序阶段日期计 划 完 成 内 容备注12014.3.3讲解主要设计内容，查阅相关资料。打分22014.3.4检查资料查阅情况，听取学生方案。

5、打分32014.3.5检查学生初步方案的合理性，针对存在的问题予以解决打分42014.3.6指导学生进行设计框图的设计打分52014.3.7检查并指导学生进行传感器和主要元器件的选取打分12014.3.10检查并指导学生进行原理图的设计打分22014.3.11检查框图及初步原理图完成情况，讲解及纠正错误打分32014.3.12检查逻辑图并指出错误及纠正；讲解原理图绘制及报告书写打分42014.3.13继续修正逻辑图，指导原理图绘制方法，布置答辩打分52014.3.14答辩、修改上交报告打分 沈沈 阳阳 工工 程程 学学 院院孵化室控温控制电路设计孵化室控温控制电路设计 课程设计成绩评定表课程设

6、计成绩评定表系（部）：系（部）： 自动化学院自动化学院 班级：班级： 测控本测控本112112 学生姓名：学生姓名： 郭东升郭东升 指指 导导 教教 师师 评评 审审 意意 见见评价 内容具 体 要 求权重评 分加权 分调研 论证能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案 和日程安排。0.15 54 43 32 2工作 能力 态度工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好， 能够独立完成设计工作， 0.25 54 43 32 2工作 量按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难 度适宜。0.25 54 43 32 2说明 书的 质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文 字通顺，技术用语准

7、确，符号统一，编号齐全， 图表完备，书写工整规范。0.55 54 43 32 2指导教师评审成绩指导教师评审成绩 （加权分合计乘以（加权分合计乘以 1212）分分加权分合计加权分合计指指 导导 教教 师师 签签 名：名： 年年 月月 日日评评 阅阅 教教 师师 评评 审审 意意 见见评价 内容具 体 要 求权重评 分加权 分查阅 文献查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力0.25 54 43 32 2工作 量工作量饱满，难度适中。0.55 54 43 32 2说明 书的 质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文 字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全， 图表完备，书写工整规范。0.

8、35 54 43 32 2评阅教师评审成绩评阅教师评审成绩 （加权分合计乘以（加权分合计乘以 8 8）分分加权分合计加权分合计评评 阅阅 教教 师师 签签 名：名： 年年 月月 日日课课 程程 设设 计计 总总 评评 成成 绩绩分分目目 录录中文摘要2 1.设计任务描述3 1.1 设计题目.3 1.2 设计主要内容及要求.3 2. 设计思路4 3. 设计框图5 4.各部分电路及相应的功能分析及参数计算6 4.1 测温电路.6 4.2 温控电路.6 4.3 显示电路.7 4.4A/D 转换电路.8 4.5 报警电路.9 4.6 软件设计部分.9 5. 工作过程分析15 6. 元器件清单16 7.

9、 主要元器件介绍17 7.1 温度传感器.17 7.2 继电器.17 7.4 单片机.18 总结20 致谢21 参考文献22 附录一23 附录二28中文摘要中文摘要传感器一般处于研究对象和监测控制系统的最前端，是感知，获取与检测 各种信息的窗口。传感器所获得和转换的信息是否正确，直接关系到测控系统 的性能，所以它是检测与控制系统的重要环节， 当今社会是信息化的社会，传感器技术室现代信息产业的支柱之一。信息 的有效获得是信息技术发展的关键。当今时代是一个自动化时代，生产、养殖 等好多行业的设备都与计算机密切相关。目前在中国，绝大部分的养殖场的温 度的检测还停留在人工测量和记录的水平上，没有一个科

10、学的高技术的测试系 统。因此，一个好的养殖场的温度的控制系统，将给养殖场带来该方面的技术 革新。随着电子技术的迅速发展，单片机在仪表中的应用日益广泛。单片机将 中央处理器、程序储存器、定时器/计数器、并行串行输入输出口和中断部件等 单元集成在一个芯片上，使系统的体积缩小，价格便宜，性能可靠。单片机与 传感器的结合也必然将越来越广泛地应用于社会生产和科学研究领域。 本次设计中，我课程设计的内容孵化室控温控制电路设计，使孵化室的温 度控制在 3642，温度低时启动加热器加热，温度高时，启动制冷器冷却。 报警指示，当温度大于 42或低于 36时，用声光报警；控制湿度保持在一定 范围内，湿度低则加湿，

11、高则加湿器停止工作；同时将温度传感器来采集温度 的变化，经过放大电路放大后，进行 A/D 转换，将输入电压信号转换成数字量 输出；显示模块直接连接数码管构成，显示实际测量值。关键词关键词：温度传感器 单片机 A/D 转换 液晶显示 数据采集1.1.设计任务描述设计任务描述1.11.1 设计题目设计题目孵化室控温控制电路设计1.21.2 设计主要内容及要求设计主要内容及要求1.2.1 设计目的：1.了解温度控制技术的基本知识以及电工电子学、单片机、传感器等相关技术。2.初步掌握常用测温方法的特点和应用场合，并选择合适方法应用于本设计。 3.通过学习，具体掌握所选择测温方法和传感器等的使用特点和方

12、法。1.2.2 基本要求1.孵化室对温度有一定要求，温度是否合适直接影响孵化效果，为此需要对温 度进行严格控制，主要指标如下：孵化室温控制在 3642，温度低时启动电热器加热，温度高时，启动空 调冷却。报警指示，当温度大于 42或低于 36时，用声光报警。2.要求设计相关的硬件电路，选择合适的传感器和温度显示系统。 3.要有相应的控制算法（软件流程图） 。1.2.3 发挥部分自由发挥2.2.设计思路设计思路我的课程设计题目是孵化器控温系统设计，我采用控制的方式为通过单片 机将温度传感器采集来的电压信号进行比较，分析，显示，进而控制电热器和 风扇是温度保持在 3642。 首先，我选择用的温度传感

13、器是 LM56，对温度进行测量，理论上是将温度 控制在 36 度到 42 度之间，这样设定的理由一是减小计算阻值时的误差，而是 对温度起到一个缓冲作用。通过继电器来控制加热器和风扇的启动与停止。 其次，我选择用单片机来控制电热器和风扇，选择的单片机为 C8051F020。当温度大于 42 度时，通过程序比较开中断，是电扇打开；当温度 小于 36 度时，程序比较后使电热器打开，这样就把温度控制在一定的范围之。 达到了预期的要求。而在单片机上有 A/D 转换，能够使模拟信号转换为数字信 号显示在液晶显示器。 最后通过计算机系统就能显示出当前温度值和相对湿度值，同时还能看到 温度值和相对湿度值的波形

14、。通过计算机来观察孵化室内的温度与湿度，免去 了到现场观察数据的麻烦，同时也节约了人力物力，只需极少的人力即可监控 数十个或者更多孵化室的温度与湿度。加热器加热3.3.设计框图设计框图室内温度数据采集温度大于 42 度 温度小于 36 度程序控制温度传感器LM35单片机C8051F020空调制冷液晶显示继电 器继电 器温度控制器LM564.4.各部分电路及相应的功能分析及参数计算各部分电路及相应的功能分析及参数计算4.1 测温电路4.1.1 测温电路的实现该电路是进行室内温度测量，使用的是 LM35 温度传感器。该电路由传感器 LM35，运放，电阻，电容构成。4.24.2 温控电路温控电路4.

15、2.1 温控电路的功能本次课程设计选择的温度控制器为 LM56。LM56 是一个高精度、低功耗的温 控器，其温度门限（和）是由三个外部电阻对内部的 1.25V 带隙基准电1TV2TV 压的方法产生的。LM56 有两个数字输出 OUT1 和 OUT2，当温度超过 T1 时，OUT1变低；而当温度低于（T1-）时，OUT1 又变高；同样地，当温度超过 T2 时，HYSTT OUT2 变低；而当温度低于（）时，OUT2 又变高。内部设置为。HYSTTT 2HYSTTC5 内置温度传感器输出电压表达式为 mVTCmVVTEMP395)/20. 6(其电路图为4.2.2参数计算LM56的部分接线图如图4.2.2.1所示，因为VT1 = 1.250V x (R1)/(R1 +