64点温度监测与控制系统

64点温度监测与控制系统

摘 要

本课题设计了一种具有多个测点的智能温度测量控制应用系统。该系统运用性能价格比较好的热电阻Pt100作为温度传感器，运用恒流源电路作为信号的获取电路，为提高测量的分辨率，后级的放大电路中采用了可程控偏置电压，信号的转换采用串行接口的12位A/D转换器TLC2543，仪器的CPU采用目前低价位但技术十分成熟的AT89S51，仪器的LED数码管显示/驱动芯片采用接口简单但功能强大的CPLD电路，同时系统还设计了RS-232总线的通信接口电路。Pt100的对外接线采用4线制方式以减少误差，对64路的温度差分信号采用多路模拟开关的切换以节约成本;温度的检测采用了数字滤波算法以提高抗干扰性能。本文中为克服算法适应能力弱的缺点，结合模糊理论研究了一种基于模糊推理的自适应控制算法。在高精度控制领域中时变系统的控制精度要求，模糊控制以其鲁棒性强和对参数变化不敏感等优点已经在多个领域有着广泛的应用。由本课题构成的多路温度系统具有结构简单、价格低廉、测量精度高、量程宽等特点，具有一定的实用性和较高的社会推广价值。

关键词：温度传感器  多路温度 模糊控制

目 录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

目录 Ⅲ

1绪论 1

2总体设计 3

2.1系统概述 3

2.2方案的确定 3

2.3系统的原理图 4

3硬件设计 6

3.1温度传感器的选择 6

3.2 数据采集、显示和键盘电路 6

3.3 调理电路的设计 7

3.4 CPU的选择 9

3.5 A/D转换电路的设计 13

3.5.1 TLC2543简介 13

3.5.2 TLC2543特点 14

3.6存储电路的设计 15

3.7系统的电源设计 16

3.8 调温执行装置及其启动电源的选择 16

3.9系统的抗干扰设计 18

3.9.1硬件抗干扰措施 18

3.9.2软件抗干扰措施 19

4软件设计 20

4.1常见温度控制方法 21

4.2主程序的设计 25

4.3其它子程序的设计 25

4.4 程序中数字滤波算法的运用与实现 25

5试验方法 28

5.1系统电源的试验 28

5.2信号的获取与放大试验 28

5.3 CPU外围器件试验 29

5.4 A/D转换试验 29

5.5 通信功能实验 30

总结与展望 31

致    谢 32

参考文献 33

附录 35