XS128单片机控制的温度测控系统设计

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"这篇文档详述了一个基于XS128单片机的温度测控系统设计,该系统包括温感系统、控制系统、电机驱动模块、输出模块和显示模块。系统利用LM35传感器采集温度,通过PWM和PID控制提高温度控制精度。文中探讨了两种温感系统设计方案,最终选择了使用OP07运算放大器的方案,以简化电路并减少共模信号影响。控制模块由单片机核心,可实时调整风扇运转以保持设定温度,并能接收用户输入的命令。" 在这个温度测控系统中,核心控制器是XS128单片机,它负责处理来自温感系统的信息,执行PID算法以实现精确的温度控制。PID(比例-积分-微分)控制是一种常见的自动控制策略,用于减少误差并在系统中保持稳定性。在本文中,PWM(脉宽调制)控制也被结合使用,这是一种通过改变信号脉冲宽度来调节平均功率的技术,常用于温度控制系统的加热或冷却调节。 温感系统部分,文档提到了两种设计方案。第一种是采用三运放放大电路,虽然能提供所需的放大倍数,但因元件过多而显得复杂。第二种方案是使用OP07运算放大器构成的同相放大电路,它可以放大LM35传感器的微弱电压信号,同时降低了对共模信号的敏感性,这一简洁的设计被选中。 控制系统部分,单片机根据LM35测得的环境温度与预设值进行比较,以此来决定是否启动风扇。此外,单片机还能接收键盘输入,允许用户设置温度或发出其他指令,增强了人机交互性。 电机驱动模块虽未详细描述,但通常会包含驱动电子元件如晶体管或继电器,它们受单片机控制,用于开/关电机(在这里可能是风扇),以实现热量的增加或减少。 输出模块和显示模块可能涉及数据显示设备,如LCD屏幕,用于呈现当前温度、设定温度以及状态信息。系统整体设计考虑了电压匹配问题,LM35的1.5V最大输出电压需放大到单片机可接受的5V范围。 这个温度测控系统集成了硬件设计、信号处理和控制策略,旨在实现高精度的温度调节,同时兼顾用户友好性和效率。
2010-07-12 上传
原需求: 1.中央空调是冷暖两用,但一次只能使用一种温控装置。当设置为供暖时,供暖温度控制在25°C~30°C之间,当设置为制冷时,制冷温度控制在18°C~25°C之间。 2.中央空调具备开关按钮,只可人工开启和关闭,中央空调开启后处于待机状态。当关闭后,不响应来自房间的任何温控请求。当有来自从控机的温控要求时,中央空调开始工作。当所有房间都没有温控要求时,中央空调的状态回到待机状态。 3.房间内有独立的从控空调机,但没有冷暖控制设备。从控机具有一个传感器,实时监测房间的温度,并与从控机的目标设置温度进行对比,决定是否需要制冷或制热,并向中央空调机发出请求。如果从控机发出的请求和中央空调设置的冷暖控制状态发生矛盾时,以中央空调机的状态优先,即中央空调机不予响应。 4.从控机只能人工方式开闭,并通过控制面板设置目标温度,目标温度有上下限制。所有房间的初始目标温度由中央空调机设置,每个房间的空调机开启时要读取中央空调机预置的房间温度。温度升降范围应该在目标温度的上下1 °C。房间不考虑大小和管道的分布及大小问题,在达到目标温度后,房间的温度每分钟上下变化0.1°C。 需求变更: 要求中控机能够监控四个房间的实时温度及状态,并要求实时刷新的频率能够进行配置; 要求分控机能够发送高、中、低风速的请求,各验收小组自定义高、中、低风情况下的温度变化值; 增加主机的统计功能,可以根据需要给出日报表、月报表;报表内容待定。报表内容如下:房间号、开关机的次数、温控请求起止时间、温控请求的起止温度及风量大小; 主机同时只能处理三台分机的请求,为此主机要有负载均衡的能力,能够保证所有房间的请求都能进行温度调整; 增加计费功能,也就是可根据主机对分机的请求时长及高中低风速的供风量进行费用计算。假设,每分钟中速风的能量消耗为一个标准功率消耗单位,低速风的每分钟功率消耗为0.8标准功率,高速风的每分钟功率消耗为1.3标准功率;并假设,每一个标准功率消耗的计费标准是10元。(可选)