**單片機(jī)設(shè)計(jì)介紹，基于單片機(jī)熱敏電阻PT100溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一 概要

??基于單片機(jī)熱敏電阻PT100的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個綜合了硬件和軟件設(shè)計(jì)的工程任務(wù)。以下是對該設(shè)計(jì)概要的詳細(xì)描述：

一、系統(tǒng)概述

該溫度控制系統(tǒng)利用熱敏電阻PT100作為溫度傳感器，通過單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理和控制。系統(tǒng)旨在實(shí)現(xiàn)對溫度的實(shí)時監(jiān)測和精確控制，滿足特定應(yīng)用場景的溫度需求。

二、硬件設(shè)計(jì)

溫度傳感器：選用PT100熱敏電阻作為溫度傳感器，它具有精度高、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。PT100的阻值隨溫度變化而變化，通過測量其阻值可以得到當(dāng)前溫度值。
單片機(jī)：作為系統(tǒng)的核心控制器，負(fù)責(zé)接收來自PT100的溫度信號，并進(jìn)行處理和控制。單片機(jī)需要具備ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）功能，以便將PT100的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進(jìn)行處理。
放大電路：為了提高系統(tǒng)的測量精度和穩(wěn)定性，需要對PT100的輸出信號進(jìn)行放大處理。放大電路可以采用集成運(yùn)算放大器，如LM358等，通過合理的電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)信號的放大和濾波。
顯示模塊：為了方便用戶查看當(dāng)前溫度值，系統(tǒng)可以配備LCD顯示屏或數(shù)碼管等顯示模塊。
控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)：根據(jù)控制需求，系統(tǒng)可以包括加熱器、制冷器等控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過PWM（脈寬調(diào)制）信號控制其功率輸出，實(shí)現(xiàn)對溫度的精確控制。
三、軟件設(shè)計(jì)

初始化：設(shè)置單片機(jī)的ADC、PWM等相關(guān)寄存器，配置引腳和模塊。
溫度采集：通過單片機(jī)的ADC功能讀取PT100的輸出信號，并將其轉(zhuǎn)換為溫度值。為了提高測量精度，可以采用多次采樣平均的方法。
控制算法：根據(jù)目標(biāo)溫度和當(dāng)前溫度值，采用合適的控制算法（如PID算法）計(jì)算控制量。PID算法可以根據(jù)誤差信號調(diào)整控制量，實(shí)現(xiàn)溫度的精確控制。
控制輸出：根據(jù)控制算法計(jì)算得到的控制量，通過PWM模塊控制加熱器或制冷器的功率輸出。
顯示與交互：將當(dāng)前溫度值和設(shè)定溫度值顯示在LCD顯示屏或數(shù)碼管上，同時提供按鍵或其他輸入設(shè)備供用戶設(shè)置目標(biāo)溫度或進(jìn)行其他操作。
四、系統(tǒng)特點(diǎn)與優(yōu)勢

高精度測量：采用PT100熱敏電阻作為溫度傳感器，具有高精度和穩(wěn)定性，可實(shí)現(xiàn)溫度的精確測量。
智能化控制：通過單片機(jī)和控制算法實(shí)現(xiàn)溫度的自動化控制，可根據(jù)需求進(jìn)行靈活調(diào)整。
實(shí)時顯示與交互：通過顯示模塊和輸入設(shè)備提供實(shí)時溫度顯示和用戶交互功能，方便用戶查看和操作。
綜上所述，基于單片機(jī)熱敏電阻PT100的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)合了硬件和軟件的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了溫度的實(shí)時監(jiān)測和精確控制，適用于各種需要精確控制溫度的應(yīng)用場景。

二、功能設(shè)計(jì)

#基于單片機(jī)鉑熱電阻的溫度控制系統(tǒng)，采用熱敏PT100傳感器，使用pid算法，可以對目標(biāo)溫度進(jìn)行設(shè)置，

按鍵控制加減目標(biāo)溫度設(shè)置，放大電路，基于單片機(jī)鉑熱電阻的溫度控制系統(tǒng).精度0.1.實(shí)際溫度和設(shè)定

溫度比較，啟動加熱和降溫措施

#注意：仿真中，由于加了PID算法對溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，但是沒有像實(shí)際環(huán)境中，溫度傳感器無法感知升

溫降溫，所以顯示的溫度沒有變化，但是程序功能是實(shí)現(xiàn)的，使用pid算法進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。啟動時，由于

一開始引腳為高，所以即使制冷，一開始會加熱，幾秒后恢復(fù)正常。

設(shè)計(jì)思路

設(shè)計(jì)思路
文獻(xiàn)研究法：搜集整理相關(guān)單片機(jī)系統(tǒng)相關(guān)研究資料，認(rèn)真閱讀文獻(xiàn)，為研究做準(zhǔn)備；

調(diào)查研究法：通過調(diào)查、分析、具體試用等方法，發(fā)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)的現(xiàn)狀、存在問題和解決辦法；

比較分析法：比較不同系統(tǒng)的具體原理，以及同一類傳感器性能的區(qū)別，分析系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景；

軟硬件設(shè)計(jì)法：通過軟硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)具體硬件實(shí)物，最后測試各項(xiàng)功能是否滿足要求。

三、 軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)采用Altium Designer19，具體如圖。在本科單片機(jī)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)電路使用的軟件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能強(qiáng)大，可以設(shè)計(jì)硬件電路的原理圖、PCB圖，且界面簡單，易操作，上手快。Altium Designer19是一款專業(yè)的整的端到端電子印刷電路板設(shè)計(jì)環(huán)境，用于電子印刷電路板設(shè)計(jì)。它結(jié)合了原理圖設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、多種管理及仿真技術(shù)，能夠很好的滿足本次設(shè)計(jì)需求。

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仿真實(shí)現(xiàn)
本設(shè)計(jì)利用protues8.7軟件實(shí)現(xiàn)仿真設(shè)計(jì)，具體如圖。

Protues也是在單片機(jī)仿真設(shè)計(jì)中常用的設(shè)計(jì)軟件之一，通過設(shè)計(jì)出硬件電路圖，及寫入驅(qū)動程序，就能在不實(shí)現(xiàn)硬件的情況進(jìn)行電路調(diào)試。另外，protues還能實(shí)現(xiàn)PCB的設(shè)計(jì)，在仿真中也可以與KEIL實(shí)現(xiàn)聯(lián)調(diào)，便于程序的調(diào)試，且支持多種平臺，使用簡單便捷。
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原理圖

五、 程序

本設(shè)計(jì)利用KEIL5軟件實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)，具體如圖。作為本科期間學(xué)習(xí)的第一門編程語言，C語言是我們最熟悉的編程語言之一。當(dāng)然，由于其功能強(qiáng)大，C語言是當(dāng)前世界上使用最廣泛、最受歡迎的編程語言。在單片機(jī)設(shè)計(jì)中，C語言已經(jīng)逐步完全取代匯編語言，因?yàn)橄啾扔趨R編語言，C語言編譯與運(yùn)行、調(diào)試十分方便，且可移植性高，可讀性好，便于燒錄與寫入硬件系統(tǒng)，因此C語言被廣泛應(yīng)用在單片機(jī)設(shè)計(jì)中。keil軟件由于其兼容單片機(jī)的設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速調(diào)試，并生成燒錄文件，被廣泛應(yīng)用于C語言的編寫和單片機(jī)的設(shè)計(jì)。

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六、 文章目錄

目 錄

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2
1.1 主控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 2
1.2 傳感器方案設(shè)計(jì) 3
1.3 系統(tǒng)工作原理 5
2 硬件設(shè)計(jì) 6
2.1 主電路 6
2.1.1 單片機(jī)的選擇 6
2.2 驅(qū)動電路 8
2.2.1 比較器的介紹 8
2.3放大電路 8
2.4最小系統(tǒng) 11
3 軟件設(shè)計(jì) 13
3.1編程語言的選擇 13
4 系統(tǒng)調(diào)試 16
4.1 系統(tǒng)硬件調(diào)試 16
4.2 系統(tǒng)軟件調(diào)試 16
結(jié) 論 17
參考文獻(xiàn) 18
附錄1 總體原理圖設(shè)計(jì) 20
附錄2 源程序清單 21
致 謝 25文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-857014.html

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