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基于AVR单片机与温度传感器相结合的实时温度控制

2018年04月08日 11:55 次阅读

随着计算机技术尤其是单片微型机技术的发展,温度对人们的生活与工作影响很大,所以要实时采集温度并且对其进行分析。为此,实现实时准确的测量监控。采用串口传送数据并且在PC机上进行分析。由于单片机的控制方便、简单和灵活等优点,采用了高性能avr单片机来控制GTJ4-10A固态继电器,最总实现温度的控制。从而最总在PC机上绘制温度曲线并保存数据和分析温度的数据。

1 系统组成及基本原理

本系统由温度采集模块,固态继电器控制模块,单片机模块,PC机软件处理模块。4个模块加起来实现温度的控制,以及温度采集和温度经过软件处理的分析。它们的逻辑关系如图1所示。

本系统的任务是对某种特定环境的温度进行采集并进行保存和再显示,通过单片机去控制固态继电器,从而控制其温度值的大小,再通过PC机实时显示当前的温度,并对当前的温度进行分析与保存。便于与以后的温度值进行对比等应用。首先由ATmega16单片机控制GTJ4-10A固态继电器从而控制交流电,再达到控制温度值的大小,这个时候通过DS18B20温度传感器对当前的温度值进行采集。将采集的数据结果通过Tx送给单片机,单片机将达到的温度值一方面通过串行通讯端口送给计算机,另一方面将温度数据进行对比分析,再通过IO控制GTJ4-10A固态继电器。从而实现了温度值控制。另一方面PC机得到的温度值送给MFC软件绘制温度曲线,同时通过保存按钮将温度值以及采集当前温度的时间记录下来。然后再经过显示按钮将温度值和时间显示出来。这就是对温度的实时采集与分析。

2 硬件部分设计

本系统主要采用高性能AVR单片机,GTJ4-10A固态继电器,DS18B20温度传感器,报警输出电路。主要系统电路图略。

2.1 ATmega16单片机简介

ATmega16是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间,ATmega16的数据吞吐率高达1 MIPS/MHz,从而可以减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾。ATmega16AVR内核具有丰富的指令集和32个通用工作寄存器。所有的寄存器都直接与运算逻单元(ALU)相连接,使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器。这种结构大大提高了代码效率,并且具有比普通的CISC微控制器最高至10倍的数据吞吐率。因此可以很好进行数据传送以及对继电器的控制和温度的采集。

2.2 温度采集模块

DS18B20采用Dallas独有的单总线协议,温度转换结果可选择为9-12位,最大转换时间在转换结果为12位时为750 ms,可通过读取DS18B 20的状态值判断其是否转换完毕。其测温范围为-55~+125℃,精度在范围内为±0.5℃。

2.3 固态继电器的控制

继电器模块单元通过单片机的IO口控制,让单片机的计算器计数,当环境温度的需要加热时,我们通过IO让继电器工作,达到某一数值时,再给继电器IO口低电平,从而通过单片机和利用继电器实现弱点控制交流电的作用,这里主要是利用了单片机PWM实现控制,从而就实现温度值大小的控制。具体电路图如图2所示。

基于AVR单片机与温度传感器相结合的实时温度控制

2.4 报警输出电路

报警输出电路通过单片机的PA6口控制8550三极管,从而控制蜂鸣器。当温度值达到某一值时,蜂鸣器报警。这时通知单片机停止加热,再经过固态继电器控制加热设备,实现温度维持在一恒定的温度值附近。如果温度值低于某一数值时,单片机通知加热设备加热,这个原理是采用采集温度值控制的,从而达到用户的要求。

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pt100温度传感器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。主要用于工业过程温度参数的测...

发表于 2017-10-25 09:57 179次阅读
pt100温度传感器的测温技术详解

为什么叫pt100,PT100热电阻的接线与安装

PT100热电阻(Thermal Resistor)中的PT是指“铂”,100是指它的特性在0摄氏度...

发表于 2017-10-25 09:31 1245次阅读
为什么叫pt100,PT100热电阻的接线与安装

pt100热电阻,热电阻PT100选型

Pt100是铂热电阻,它的阻值跟温度的变化成正比。PT100的阻值与温度变化关系为:当PT100温度...

发表于 2017-10-25 09:13 222次阅读
pt100热电阻,热电阻PT100选型

pt100计算公式,PT100实际应用中的两种形...

pt100是铂热电阻,它的阻值会随着温度的变化而改变。PT后的100即表示它在0℃时阻值为100欧姆...

发表于 2017-10-24 17:55 245次阅读
pt100计算公式,PT100实际应用中的两种形...

温度变送器pt100,PT100温度传感器的接线...

铂电阻温度变送器直接安装于Pt100铂电阻接线盒内(与不同结构形式的铂电阻构成热电阻一体化温度变送器...

发表于 2017-10-24 17:32 681次阅读
温度变送器pt100,PT100温度传感器的接线...

pt1000计算公式,pt1000分度表

PT1000是铂热电阻,它的阻值会随着温度的变化而改变。PT后的1000即表示它在0℃时阻值为100...

发表于 2017-10-24 16:56 1726次阅读
pt1000计算公式,pt1000分度表

pt100热电阻厂家

Pt100是铂热电阻,它的阻值跟温度的变化成正比。PT100的阻值与温度变化关系为:当PT100温度...

发表于 2017-10-24 16:14 153次阅读
pt100热电阻厂家

测温元件pt100,pt100的测温范围

PT100是一种广泛应用的测温元件,在-50~600℃℃范围内具有其他任何温度传感器无可比拟的优势,...

发表于 2017-10-24 15:56 342次阅读
测温元件pt100,pt100的测温范围

pt100分度表,温度传感器对应表

Pt100温度传感器的主要技术参数如下:测量范围:-200℃~+850℃;允许偏差值△℃:A级±(0...

发表于 2017-10-24 15:19 1157次阅读
pt100分度表,温度传感器对应表

pt100温度传感器的三线接法,采用三线式接法的...

Pt100就是说它的阻值在 0 度时为 100 欧姆,PT100 温度传感器。是一种以铂(Pt)作成...

发表于 2017-10-24 11:51 672次阅读
pt100温度传感器的三线接法,采用三线式接法的...

pt100温度传感器,PT100温度传感器的技术...

pt100温度传感器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。主要用于工业过程温度参数的测...

发表于 2017-10-24 11:37 390次阅读
pt100温度传感器,PT100温度传感器的技术...

可食用温度传感器,食物保鲜更方便

让新鲜食品在运输过程中处于保鲜的温度,这是一个比人们想象的更难的问题——但是瑞士人正在做这项工作。

发表于 2017-10-19 11:32 1802次阅读
可食用温度传感器,食物保鲜更方便

寻求温度传感器选型

发表于 2017-10-18 17:30 1562次阅读
寻求温度传感器选型

关于GSM模块的温度传感器与单片机STC89C52RC的程序

发表于 2017-10-18 16:11 911次阅读
关于GSM模块的温度传感器与单片机STC89C52RC的程序

DS18b20温度传感器如何测量温度?(操作方法...

DS18B20如何测量温度了?它与传统的热敏电阻相比,他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简...

发表于 2017-10-18 11:40 1786次阅读
DS18b20温度传感器如何测量温度?(操作方法...

内置有加速度计和温度传感器的WISP微型芯片

华盛顿大学传感实验室的研究员创造了一个无线识别和传感平台WISP。

发表于 2017-09-27 17:26 2779次阅读
内置有加速度计和温度传感器的WISP微型芯片

传感器的定义

发表于 2017-09-22 10:13 756次阅读
传感器的定义

温度传感器

发表于 2017-09-18 10:32 603次阅读
温度传感器

【DFR0100 Arduino入门套件】 Lesson10 -- 感光灯

发表于 2017-09-15 10:37 641次阅读
【DFR0100 Arduino入门套件】 Lesson10 -- 感光灯

【DFR0100 Arduino入门套件】 Lesson8 -- 温度报警器

发表于 2017-09-15 10:32 624次阅读
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温度传感器相关知识总结

如果您要进行可靠的温度测量,就需要为您的应用选择正确的温度传感器。热电偶、热敏电阻、铂电阻(RTD)...

发表于 2017-08-29 16:03 3260次阅读
温度传感器相关知识总结

环境温度控制核心板

发表于 2017-08-21 13:22 174次阅读
环境温度控制核心板