计算机控制技术
课 程 设 计
成绩评定表
设计课题 : 计算机控制粮仓通风系统设计
学院名称 :
专业班级 :
学生姓名 :
学 号 :
指导教师 :
设计点 :
设计时间 :
指导教师意见:
成绩
签名: 2010年月 日
计算机控制技术 课程设计务书
学生姓名
专业班级
学号
题 目
计算机控制粮仓通风系统设计
课题性质
工程设计
课题源
拟课题
指导教师
容
针粮仓通风系统控制功求设计计算机控制系统够粮仓温度湿度进行测量显示通执行机构控制粮仓温度湿度保持定值
务求
第1天:熟悉课程设计务求针课题查阅技术资料
第2天:确定设计方案求设计方案进行分析较证画出方框图简述工作原理
第34天:确定方案设计单元电路求画出单元电路图元件元件参数选择单元电路设计详细述
第5天:撰写课程设计报告求容完整图表清晰文理流畅格式规范方案合理设计正确篇幅少5000字
参
考资料
[1] 赵建领.51单片机开发应技术详解.北京:电子工业出版社2009
[2] 熊静琪.计算机控制技术.北京:电子工业出版社2003
[3] 高金源.计算机控制技术.北京:北京航空航天学出版社2001
[4] 张晋格.计算机控制原理应.北京:电子工业出版社1995
审查意见
系(教研室)签字:
年 月 日
目 录
1 引言 5
11 课题背景 5
12 系统功 5
2 总体方案设计 6
21 选定计算机 6
22 系统组成框图工作原理 7
23 控制策略设计 7
3 硬件电路设计 8
31 系统设备选型 8
311 键盘 8
312 温度传感器 8
313 湿度传感器 8
314 AD转换 9
315 控制器选择 10
316 LED显示 12
317 继电器 12
32 部分系统硬件电路设计 12
321 温差测量电路 12
322 湿度测量电路 13
323 串转换 13
324 系统原理图 14
4 软件设计 14
41 程序流程图 14
42 中断程序流程图 15
5 总结 16
参 考 文 献 17
附录 系统原理图
1 引言
11 课题背景
众周知粮食储备关系国家危亡百姓生活事粮食定环境条件长期存放保证发芽变质保持粮食新鲜品质延缓粮食品质劣变减少数量损失贮存粮食粮仓结构形式许求外温度湿度较高求般说区贮存物粮仓分常温仓准低温仓低温仓准低温仓温度求15℃<t<20℃低温仓求t<15℃
目前国北方区粮仓利机械通风设备进行粮仓外空气交换达降低仓温度实现粮食低温保存前通风设备开启关停均手动控制仓员定时查仓外温度湿度情况求开关通风设备样仓员劳动强度性差理员理成高需种符合机械通风求低成控制器温差湿度超户设定值范围时启动通风设备否动关闭通风设备鉴目前中型仓库资金缺少现状根粮仓机械通风技术求设计款AT89C51构成济实型机械通风控制器
12 系统功部分叙述系统具控制功
该系统核心高性低成单片机AT89C5187C51完全兼容部包含4KEPROM温度测量电路湿度测量电路LED显示构成通风系统系统稳定性性高成低通LED进行显示系统起实时控制作
系统通控制器P0口连接4×4键盘实现工参数设定通串口连接4位LED显示器中2位显示仓外温差外2位显示湿度系统定时启动通P1口相连ADC0809完成温差测量电路送温差湿度测量电路送湿度AD转换信号设定值较满足启动条件时通P2.6控制继电器J闭合进步利J触点启动通风设备
2 总体方案设计
21计算机选择
(1)PLC 早期处理序逻辑开关信息量问题时般采继电器电路实现信号较逻辑复杂时继电器数量造成线路设计调试相困难性差着PLC出现逐渐取代继电器电路着计算机发展渗透PLC技术断提高完善优点:实现成低范围广高速率永远线便捷前国PLC价格较高部分程度阻碍发展
(2)工业PC 务算系统设计说工业PC首选专门考虑生产现场环境条件差种干扰设计长期运行性维护性达求外种模块机系统板外配备种接口板路模拟量输入输出板开关量输入输出板图形板扩展RS232CRS422RS485总线接口板EPROM编程板等总扩充性成问题外模拟量输入输出开关量输入输出接口量软件支持汇编高级语言中文等
(3)单片机 现单片机正着提高工业环境控制系统性灵活方便构成应系统界面方发展控制功越越丰富CPU芯片嵌入RAMROMIO外ADDAPWMDMA门狗串行接口定时器计数器等外显示驱动键盘控制较器函数发生器等构成功强应系统单片机专处理器适合应嵌入式系统应特体积集成度高性稳定性高较高性价越越信赖
通较证济素等考虑选单片机AT89C51作粮仓通风系统设计控制器
22 系统组成框图工作原理
系统组成框图图1示部分组成(1)键盘设置参数设置定(2)传感器两种温差传感器湿度传感器分放环境现场环境温差湿度分进行测量(3)变换电路传感器检测模拟信号转换成标准模拟信号送AD转换芯片者单片机输出信号变换控制继电器动作(4)AD转换电路标准模拟信号转换成数字信号送入计算机(5)计算机AT89C51数进行计算处理显示(6)串转换串口输出转换成口形式便LED连接(7)显示计算机处理结果进行直观显示便进行直观解前情况(8)继电器开启停止通风设备结果直接产生影响
图1 系统组成框图
工作原理:键盘设置定值温差传感器湿度传感器测量实时参数转换通控制器计算处理参数设定值较进行显示否满足条件通继电器开关通风设备进行操作保障粮仓环境温度适宜
23 控制策略设计
通分析控制器执行器关系选位置式PID控制作控制系统控制策略
控制算法式21
(21)
式中:Ki:积分系数 Kd:微分系数
3 硬件电路设计部分容系统硬件组成框图根框实现某功电路逐设计具体实现电路注意介绍芯片设计电路电路PROTEL画直接复制粘贴WORD文档中
31 系统设备选型
311 键盘
系统选行列式键盘该键盘行线列线组成键设置行列结构交叉点行列线分连键开关两端行线通拉电阻接正电源便键时行线处高电状态
312 温度传感器
系统选AD590L作温差传感器AD590L具线性优良性稳定灵敏度高需补偿热容量抗干扰力强远距离测温方便等优点广泛应种粮仓冰库工业仪器配套种温度测量控制等领域
AD590L特性参数:
工作电压:4~30V
工作温度:55~+150摄氏度
正电压:+44V
反电压:20V
灵敏度:1uAK
313 湿度传感器
系统选HS1101湿度传感器HS1101湿度传感器具响应时间快高性长期稳定性特点需校准完全互换性HS1101湿度传感器电路中等效电容器Cx电容测空气湿度增增相湿度0100RH范围电容容量160pF变化200pF误差±2RH响应时间5s温度系数004pF℃
314 AD转换
AD转换选ADC0809芯片实现ADC0809带8位AD转换器8路路开关微处理机兼容控制逻辑CMOS组件逐次逼式AD转换器单片机直接接口脚图图2示
图没意义需画引脚图关键画出设计具体电路
图2 ADC0809脚图
ADC0809脚功:D0D7:8位数字量输出引脚IN0IN7:8位模拟量输入引脚VCC:+5V工作电压GND:REF(+):参考电压正端REF():参考电压负端START:AD转换启动信号输入端ALE:址锁存允许信号输入端(两种信号启动AD转换)EOC:转换结束信号输出引脚开始转换时低电转换结束时高电OE:输出允许控制端开三态数输出锁存器CLK:时钟信号输入端(般500KHz)ABC:址输入线
315 控制器选择
次设计中选高性低成AT89C51单片机 脚基连接电路图3示8051指令脚完全兼容片4K程序存储器FLASH工艺种工艺存储器户电方式瞬间擦改写写入单片机程序进行加密保护劳动成果着AT89C51目前售价低市场供应充足TkX7fWj q
|0
图没意义需画引脚图关键画出设计具体电路
图3 AT89C51脚图
参数:
VCC:供电电压
GND:接
P0口:P0口8位漏级开路双IO口脚吸收8TTL门电流
P1口:P1口部提供拉电阻8位双IO口P1口缓器接收输出4TTL门电流
P2口:P2口部拉电阻8位双IO口P2口缓器接收输出4TTL门电流P2口写1时脚部拉电阻拉高作输入
P3口:P3口脚8带部拉电阻双IO口接收输出4TTL门电流
RST:复位输入振荡器复位器件时保持RST脚两机器周期高电时间复位电路图4示
图4 复位电路
ALEPROG:访问外部存储器时址锁存允许输出电锁存址位字节FLASH编程期间引脚输入编程脉时ALE端变频率周期输出正脉信号频率振荡器频率16作外部输出脉定时目
PSEN:外部程序存储器选通信号
EAVPP:EA保持低电时期间外部程序存储器(0000HFFFFH)否部程序存储器FLASH编程期间引脚施加12V编程电源(VPP)
XTAL1:反振荡放器输入部时钟工作电路输入
XTAL2:反振荡器输出
晶振电路图5示
图5 晶振电路
316 LED显示
系统选LED处理结果进行显示脚图图6示
图6 LED脚图
317 继电器
选电流继电器作次设计继电器电流继电器输入电流x零连续增加达衔铁开始吸合时动作值xx继电器输出信号立刻y0跳跃yym常开触点断通旦触点闭合输入量x继续增输出信号y起变化输入量x某xx值降xf继电器开始释放常开触点断开
32 部分系统硬件电路设计
321 温差测量电路
简化测量电路降低成次设计没采传统测量库外温度求差方法测量电路图7示直接采匹配性较佳AD590L分置库外利图7直接测量温差显然VT正(T1-T2)中T1T2分粮库外温度
图7 温差测量电路
322 湿度测量电路
湿度测量电路片7556构成图8示左边1/2(7556)组成激谐振荡器右边1/2(7556)组成单稳态延时电路V01V02逻辑异滤波直流电压Vd
图8 湿度测量电路
323 串转换
系统选ZQL9712S作串转换芯片ZQL9712S 专门LED 驱动应设计串转换芯片采先进CMOS 工艺具低功耗优点ZQL9712S 具备通串转换控制接口3 位行驱动输出特适合离散点级连应ZQL9712S 串移时钟频率达15MHz提供30mA 驱动电流ZQL9712S 包括串行移位寄存器输出锁存器串行移位寄存器串移输入信号转换3 位行输出该输出作输出寄存器输入串移寄存器输出寄存器时钟信号控制时钟信号升效ZQL9712S 控制信号驱动输出该输出作级电路输入信号
324 系统原理图
系统硬件组成原理图9示该控制器够动测量粮仓外温差仓外湿度仓外温度差设定值实测仓外湿度低设定值时动出信号启动通风设备否动停止通风设备工作温差湿度设定值户根季节气候时修改调整
图9 系统原理图
4 软件设计分程序中断服务程序子程序设计等流程图表示流程图Visio画直接复制粘贴WORD文档
41 程序流程图
程序完成系统初始化键盘理程序流程图见图10通键盘设置定通中断处理系统进行处理
图10 程序流程图
42 中断程序流程图
中断服务程序判定测量时间否已时间没继续等时间进行温差湿度测量换算进步判定否启动通风设备满足启动条件P26置位启动通风设备满足启动条件P26清零关闭通风设备程序流程图图11示
图11 中断程序流程图
5 总结
作名动化专业毕业学生觉做次课程设计十分必周课程设计终结束然忙碌疲劳收获次单片机AT89C51作控制器设计粮仓通风系统天努力唤课程设计重新认识51单片机控制系统深刻理解实现真正实践目理学程中简单学理知识实际设计程中发现理实际巨差课堂掌握仅仅专业基础课理锻炼实践面?学专业基础理知识实践中呢?想做类似设计提供良实践台做次设计程中感触深数查阅量资料设计更加完善更加符合标准次次翻阅书籍十分必时必少学理知识时参加实践活动课知识运动社会实践中学专业理知识终目
前做类似课程设计次设计奠定定基础说收获算方法力分析解决问题力整课程设计程中发现验方面点缺乏理知识足东西实际脱节总体说觉课程设计种类型作业帮助需学相关知识系统联系起中暴露出身足改进
次课程设计培养综合应课程知识力学程中会更加努力
参 考 文 献
[1] 立民.单片机初级教程[M].北京:北京航天航空学出版社2004
[2] 赵建领.51单片机开发应技术详解[M].北京:电子工业出版社2009
[3] 高金源.计算机控制技术[M].北京:北京航空航天学出版社2001
[4] 张晋格.计算机控制原理应[M].北京:电子工业出版社1995
[5] 王威.嵌入式微控制器S08AW原理实践[M].北京:北京航空航天学出版社2008
[6] 张俊谟.单片机发展应[J].电子制作2007(8):23~24
[7] 黄夫.微型计算机控制技术[M].北京:机械工业出版社1998
[8] 熊静琪.计算机控制技术[M].北京:电子工业出版社2003
缺少附录 系统总原理图完整
文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传
《香当网》用户分享的内容,不代表《香当网》观点或立场,请自行判断内容的真实性和可靠性!
该内容是文档的文本内容,更好的格式请下载文档