基于单片机的风温控制系统

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摘要:介绍了一套基于单片机的风温测控系统设计和实现方法.该系统采用NTC热敏电阻对风温进
% q' j7 E7 f2 w  ^行测量,通过PWM 完成风温的控制,经实验取得较好的控制效果.
+ T: ~  u: `# F& `& S8 c' U* x关键词:单片机;风温; PWM控制
由于受环境温度、空气流量和流速,温度传感器的精度及灵敏度等因素的影响,风的温度一直比较难
以精确控制.本系统通过STC89LE54单片机采用PWM控制方式,对加热器进行不间断控制,从而对空气
0 Q" h" ^  ^6 E% B6 Y$ I进行不间断地加热,较好地克服了上述不利因素,较精确地控制了风温,达到了预期的控制要求.
1PWM 实现原理
PWM控制方式的突出优点是控制简单、灵活、动态响应好,能提高控制精度,从而较好地解决了控制
精度与控制时间之间的矛盾.因此,PWM控制方式被广泛地应用于自动控制系统中.
/ [2 ]/ P: {* R1 q. e8 zPWM既可由硬件实现(高性能的微处理器或PWM专用芯片或其他硬件电路),也可以通过软件实现，
* `5 }& z! @2 P7 R  q8 b但其原理是一样的,即对被控参数先设定一个值,再与此参数的实测值经比较器进行比较,根据比较结果
来决定是输出高电平还是低电平,这样就得到一系列脉冲,其脉冲宽度与偏差成线性关系,用此脉冲去控
制半导体开关器件的导通和关断,半导体开关器件又触发执行元件,执行元件按脉冲宽度的时间动作.被
. E$ {- t( _" a* |; Z  G控参数偏差大,脉冲宽度就宽,执行元件的动作时间就长,使参数的实测值与设定值的偏差迅速减小;当
偏差小时,脉冲宽度变窄,执行元件动作时间短,直到设定值与实测值相等,达到自动控制参数的目的"".
- G  ?* ?! o% Q3 c& ]2 n2 d4 v系统组成
2.1温度测控电路
. B+ `/ I/ \; R. S6 _在该控制系统中,采用STC89LE54AD型单片机.此单片机的工作电压为3.3V,有16k片内Flash程
序存储器(可擦写次数10万次以上),512字节片内RAM数据存储器,且自带8通道高精度8位模数转
1 p( S- E( o2 X( {! }9 C换器,其PI口既可以作为普通LO口使用,也可以经软件设置后作为AD转换口使用.因此,在此系统
中温度采集电路是以模拟电压形式将测量温度传至单片机,单片机通过自身集成的A/D转换器将模拟电
3 o' D2 N8 Q2 B/ Y5 G压转化为控制系统可用的数字量,省掉了专用A/D转换器,提高了系统的可靠性,节约了产品的成本.
控制系统的测控电路如图1所示,共分两个部分:测温部分和加热部分．测温部分通过热敏电阻将温
2 K" C6 N; Q, O度值转化为电压值,送单片机P1.3口进行A/D转换;加热部分通过控制单片机PO.1输出高低电平来控制
# G. q) E  k: |/ [9 ]加热器的工作与否.图中R,为距出风口7cm处的NTC热敏电阻,用于测量热风温度,将热风的温度变化
转化为R阻值的变化.R为R,的三点式线性校正电阻,Vin为输入单片机的采样电压,Z为3.3V稳压
管,C为滤波电容,OPTOTRIAC为光电双向晶闸管,其通断由PO.1的输出决定.当P0.1输出低电平时,光

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PWM既可由硬件实现(高性能的微处理器或PWM专用芯片或其他硬件电路),也可以通过软件实现