智能溫控器作業(yè)

1、姓名:馬波學(xué)號(hào):0902040146專(zhuān)業(yè):測(cè)控0901智能水溫控制器該產(chǎn)品以單片機(jī)和傳感器為基礎(chǔ)，實(shí)行了自動(dòng)采集熱水和冷水的溫度信號(hào)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)的計(jì)算，輸出客戶(hù)需要得水溫，總之，不管輸入端水溫如何變化，但輸出的混合水溫是恒定的(該產(chǎn)品可以解決用戶(hù)在洗澡過(guò)程中所遇到水溫不斷變化的問(wèn)題)。產(chǎn)品介紹此產(chǎn)品的有溫度調(diào)控器、單片機(jī)、P100溫度傳感器、直流電動(dòng)機(jī)、三通球閥組成，在混合水處有溫度傳感器檢測(cè)混合后水溫，然后將檢測(cè)的信號(hào)輸入的單片機(jī)，單片機(jī)將輸入預(yù)定值與檢測(cè)溫度進(jìn)行比較、計(jì)算，輸出信號(hào)去調(diào)控閥門(mén)的兩個(gè)輸入口所開(kāi)角度大小，從而決定了熱水和冷水的比例，實(shí)現(xiàn)輸出預(yù)定值。(該圖僅供參考，具體實(shí)物還在制

2、作過(guò)程中)注：產(chǎn)品二是我們最近研究出來(lái)的產(chǎn)品，具體的成本還沒(méi)有進(jìn)行預(yù)算。電路分析此電路以AT89C52單片機(jī)為核心，由單片機(jī)完成對(duì)檢測(cè)到的熱水和冷水及出水口的混合水溫度數(shù)據(jù)的采集、處理和控制，其中溫度的采集由PT100完成.此閥門(mén)還要求隨時(shí)能調(diào)節(jié)水溫，并且能夠顯示預(yù)設(shè)溫度，這都將由單機(jī)的軟件與硬件組合后實(shí)現(xiàn)在后面給出詳細(xì)解釋。電路圖1）溫度輸入：溫度的采集由PT100完成，因?qū)囟纫缶雀撸源颂幉捎肞T100完成，為減小PT100的延時(shí)作用，我們將定制我們自己原件。為減小誤差同時(shí)將電阻的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化，此處采用文氏電橋的結(jié)構(gòu)如圖（3）（R1為PT100，R4為滑動(dòng)變阻器） R1R3

3、R4R2UiUo圖(3)由公式Uo=Ui*（R1+R）/(R1+R+R2)-R3/(R3+R4)）可知電橋調(diào)零后此公式可變?yōu)閁o=Ui*（R1+R）/(R1+R+R2)-0.5）由公式 Rt=R0*（1+A*t+B*t*t）A、 B分別為常數(shù)（A=0.003908，B=0.0000005775）Rt100電阻分度表為：電阻0123456789阻值注：因?yàn)槲覀冏龅氖撬疁乜刂?，所以此處我僅作0-100的電阻分度表由上面的公式可知：當(dāng)Ui=5v、Rt=138.5歐姆時(shí)其理論輸出值為： Uo=5*（138.5/238.5-0.5）v0.4036v經(jīng)十倍放大后：(A為放大倍數(shù)) U=Uo*A =4.03

4、6v即ADC0809的基準(zhǔn)電壓為4.036v， ADC0809通道選擇有74LS373鎖存的控制信號(hào)決定經(jīng)延時(shí)130微妙后單片機(jī)從P0口讀取溫度信息。等待調(diào)用。2）脈沖時(shí)間測(cè)定：脈沖時(shí)間測(cè)定模塊中采用+5v對(duì)流量計(jì)供電，利用三態(tài)門(mén)決定將冷水流量計(jì)或熱水流量計(jì)中的一個(gè)與單片機(jī)外部中斷1引腳接通，使得單片機(jī)的外部中斷1引腳接收到流量計(jì)送來(lái)矩形脈沖信號(hào)。預(yù)先將單片機(jī)的工作方式定義為定時(shí)器1工作在方式1，工作方式為定時(shí)方式。當(dāng)一個(gè)三態(tài)門(mén)導(dǎo)通時(shí)外部中斷1引腳等待低電平的出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)低電平則進(jìn)入定時(shí)狀態(tài)，直到外部中斷1引腳再次出現(xiàn)高電平時(shí)退出中斷，并將定時(shí)的值返回給主程序。其中三態(tài)門(mén)的通斷由單片機(jī)的P1

5、.0、P1.1控制。3）溫度顯示：溫度顯示模塊由串行口RXD引腳提供串行數(shù)字信號(hào)，經(jīng)74LS74轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，經(jīng)330歐姆的電阻限流后傳輸給7段數(shù)碼管。7段數(shù)碼管的位選由單片機(jī)的P2.5、P2.6控制三極管完成。通過(guò)對(duì)P2.5、P2.6賦以不同的數(shù)值使得三極管導(dǎo)通或者截止從而達(dá)到位選的目的。4）溫度調(diào)節(jié)：因?yàn)殡S時(shí)都有可能去調(diào)節(jié)溫度，所以就要求一旦有鍵按下單片機(jī)就必須立即無(wú)條件響應(yīng)。因此對(duì)于溫度的調(diào)節(jié)采用最高級(jí)別的中斷即外部中斷0。兩個(gè)按鈕點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)的公共端接至+5v電源，經(jīng)限流后傳給與非門(mén)，一旦有一個(gè)鍵按下即有一個(gè)輸入變?yōu)楦唠娖竭@時(shí)與非門(mén)將輸出低電平，此時(shí)單片機(jī)就能立即響應(yīng)外部中斷0，在外部中

6、斷的子程序中實(shí)現(xiàn)對(duì)P2.0、P2.1的掃描，從決定對(duì)輸出水的溫度的升溫或者降溫。工作原理我們?cè)O(shè)計(jì)的智能調(diào)節(jié)閥從外觀(guān)看有一個(gè)出水口和兩個(gè)進(jìn)水口（一個(gè)熱水入水口和一個(gè)冷水入水口）組成。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為熱水入口下方的管道內(nèi)有一個(gè)內(nèi)置PT100其位置位于管道中心位置與管道的軸心線(xiàn)平行，再往下去時(shí)就是測(cè)流量的傳感器，再往下就是一個(gè)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的閥門(mén)，其閥門(mén)出口接至冷水與熱水的混合器。冷水的通道結(jié)構(gòu)與熱水通道結(jié)構(gòu)相同，此處不多做陳述。電路結(jié)構(gòu)首先將PT100測(cè)的信號(hào)AT89C5,AT89C52經(jīng)一定的算法處理決定電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)改變兩個(gè)入水口閥門(mén)的開(kāi)度大小，從而引起流量的變化，使傳感器測(cè)得值發(fā)生變化，再經(jīng)AT89

7、C52單片機(jī)處理后反復(fù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)改變閥門(mén)開(kāi)度大小，從而得到預(yù)設(shè)水溫。其中預(yù)設(shè)水溫值由外電路經(jīng)按鍵操作輸入AT89C52單片機(jī)。概述：基于熱量計(jì)算公式Q=C*M*T（Q為熱量，C為比熱容，M為質(zhì)量，T為溫度。）設(shè)：Q1為熱水的熱量，Q2為冷水的熱量，Q3為混合后的熱量由能量守恒可知： Q1+Q2=Q3所以：C*M1*T1+C*M2*T2=C*M3*T3由 M=P*V(此公式內(nèi)P為液體密度，V為液體體積。)由上得： V1*T1+V2*T2=V3*T3管道內(nèi)流過(guò)液體體積為： V=vst (v為液體流動(dòng)速度，s為管道橫截面積，t為液體已流時(shí)間。)所以上式可變?yōu)椋簐1*s*t*T1+ v2*s*t*t2

8、= v3*s*t*T3上式可化簡(jiǎn)為：v1*T1+ v2*t2= v3*T3又因?yàn)榱髁坑?jì)輸出為形式為3600脈沖每噸水,所以任何一個(gè)時(shí)刻的水流速度都將在脈沖寬度上反映出來(lái)，其大致對(duì)應(yīng)關(guān)系為：v =1000/（s*t）所以上式可變?yōu)椋篢1/ t 1+T2/ t 2=T3/ t3有上述推導(dǎo)可知對(duì)水熱量的測(cè)量可以變?yōu)閷?duì)水溫和時(shí)間的測(cè)量,故可以根據(jù)此來(lái)設(shè)計(jì)電路。程序框圖開(kāi)始開(kāi)通相應(yīng)端口開(kāi)始轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換延時(shí)到返回結(jié)果NAD轉(zhuǎn)換模塊延時(shí)消抖開(kāi)始P20=1P21=1A=+aA=-a延時(shí)延時(shí)水溫設(shè)定NYY返回結(jié)果開(kāi)始開(kāi)低位關(guān)高位送高位數(shù)據(jù)延時(shí)到開(kāi)高位關(guān)低位送低位數(shù)據(jù)返回LED顯示延時(shí)到NNYY電路（1）程序#inc

9、lude#include sbit p3_3=p33; int a=42, b, i, j, m, l, o, p, n,R; float t1, t2, t3, E, F, D, t ,G;/AD輸入ad(D) delay4(); /等待轉(zhuǎn)換完成t=P1;Return(); delay4()for(o=0;o130;o+); /脈沖時(shí)間的測(cè)定Interrupt2() TMOD = 0x90;/定時(shí)器T1工作在方式1 TH1=0; TL1=0; TR1=1; While(p3_3=1);/準(zhǔn)備計(jì)時(shí) TR1=1; While(p3_3=0);/開(kāi)始計(jì)時(shí) While(p3_3=1);/停止計(jì)時(shí) T

10、R1=0; Readt();Return(T);Readt() Do G=T; TH-high=TH1; While(TH-high!=TH1)/判定讀取是否正確 /水溫設(shè)定Interrupt0()DELAY0();I(p20=1) /減水溫a=-a;b=a;delay1();If(p21=0) /升水溫 a=+a; b=a; delay1();Return(a);delay0() /延時(shí)10ms進(jìn)行消抖 for(i=0;i50;i+) For(r=0;r20;r+) led(); Delay1()for(j=0;j50;j+) /延時(shí)0.1S p25=!p25; for(k=0;k50;k+

11、) p26=!p26;for(n=0;n4;n+) led();/水溫顯示led() p25=1;p26=0;a=b; a=a&0x7fh;/取低7位sbuf=a;delay3();p26=1;p25=0;a=b;a=a/07fh; /取高7位sbuf=a;delay3(); delay3() for(m=0;m10;m+);main ( )M() p0=02h; /in2輸入（混合水溫度） ad(t3); t3=t; led(); if(t3=b) M(); p0=00h; /in0輸入（冷水溫度） ad(t1); t1=t; led(); p0=01h; /in1輸入（熱水溫度） ad(t2); t2=t; LED(); p1=00h; /輸入熱水時(shí)間 ie=0ffh; ip=0ffh; p10=1; /開(kāi)熱水三態(tài)門(mén)m1() if (int1=0) /等待低電平出現(xiàn) m1(); Else E=G;