電氣過程控制基礎(chǔ)

電氣工程開題報(bào)告?zhèn)鹘y(tǒng)的電氣工程定義為用于創(chuàng)造產(chǎn)生電氣與電子系統(tǒng)的有關(guān)學(xué)科的總和。現(xiàn)在是現(xiàn)代科技領(lǐng)域中的核心學(xué)科和關(guān)鍵學(xué)科。未來還將改變?nèi)祟惖纳罟ぷ髂Ｊ降鹊取Ｒ?、課題背景隨著現(xiàn)代科技和工業(yè)的開展,溫度濕度控制廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)和生活中。各種工廠生產(chǎn)車間、園藝溫室、農(nóng)作物溫室和各種倉庫都要求對(duì)溫度進(jìn)展有效的控制。但是某些溫室加熱設(shè)備的操作主要是由人工來完成的。人們使用溫度計(jì)來測(cè)量溫度和濕度,通過人工操作加熱通風(fēng)和降溫設(shè)備來控制溫度,這樣不但控制精度低、實(shí)時(shí)性差,操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大,而且無法到達(dá)對(duì)溫度的有效控制。關(guān)于傳感器的應(yīng)用,現(xiàn)在工業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中比比皆是.對(duì)于環(huán)境的檢測(cè)更是傳感器應(yīng)用的熱門領(lǐng)域,例如氧氣含量,水污染檢測(cè)等.在機(jī)電一體化中的應(yīng)用也很多,傳感器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié).二、研究?jī)?nèi)容及目標(biāo)1.8052單片機(jī)80C52是INTEL公司MCS-51系列單片機(jī)中根本的產(chǎn)品,它采用INTEL公司可靠的CHMOS工藝技術(shù)制造的高性能8位單片機(jī),屬于標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51的HCMOS產(chǎn)品。它結(jié)合了HMOS的高速和高密度技術(shù)及CHMOS的低功耗特征,它基于標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51單片機(jī)體系構(gòu)造和指令系統(tǒng),屬于80C51增強(qiáng)型單片機(jī)版本,集成了時(shí)鐘輸出和向上或向下計(jì)數(shù)器等更多的功能。80C52內(nèi)置8位中央處理單元、256字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、8k片內(nèi)程序存儲(chǔ)器(ROM)、32個(gè)雙向輸入/輸出(I/O)口、3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器和5個(gè)兩級(jí)中斷構(gòu)造,一個(gè)全雙工串行通信口,片內(nèi)時(shí)鐘振蕩電路。此外,80C52還可工作于低功耗模式,可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結(jié)CPU而RAM定時(shí)器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下,保存RAM數(shù)據(jù),時(shí)鐘振蕩停頓,同時(shí)停頓芯片內(nèi)其它功能。80C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)兩種封裝形式。8052是Intel公司在MCS-51系列三種根本型產(chǎn)品根底上,又推出的增強(qiáng)型系列產(chǎn)品,即52子系列。8052內(nèi)部RAM增加到256字節(jié),內(nèi)部程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展到8KB,與8051相比,不用擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器,減少硬件線路連接。2.DS18B20溫度傳感器DSl8B20數(shù)字溫度計(jì)提供9位至12位(二進(jìn)制)溫度讀數(shù),指示器件的溫度信息經(jīng)過單線接口送入DSl8B20或從DSl8B20送出,因此從主機(jī)CPU到DSl8B20僅需一條線,DS18B20與8052單片機(jī)的接口電路以下圖所示。DSl8B20的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供而不需要外部電源。因?yàn)槊恳粋€(gè)DSl8B20在出廠時(shí)已經(jīng)給定了唯一的序號(hào)因此任意多個(gè)DSl8B20可以存放在同一條單線總線上這允許在許多不同的地方放置溫度敏感器件。DS18B20采用3腳或8腳封裝。其中,VCC和GND是電源和接地引腳,DQ是數(shù)據(jù)線引腳。DS18B20中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量,以12位轉(zhuǎn)化為例;用16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供,以0.0625℃/LSB形式表達(dá),其中S為符號(hào)位。例如90℃的數(shù)字輸出為05A0,60℃的數(shù)字輸出為03C0H,50℃的數(shù)字輸出為0320H,20℃的數(shù)字輸出為0140H。假設(shè)讀出的二進(jìn)制數(shù)是HEX,而最后得到的溫度值是WENDU(單位是攝氏度)。那么對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換公式是:1.假設(shè)HEX大于0,那么WENDU=HEX(轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制)*0.0625。2.假設(shè)HEX小于0,那么WENDU=(~HEX+1)(轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制)*0.0625。假設(shè)是設(shè)置為9位轉(zhuǎn)化,那么公式為3.假設(shè)HEX大于0,那么WENDU=HEX(轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制)*0.5。4.假設(shè)HEX小于0,那么WENDU=(~HEX+1)(轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制)*0.5。根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議,主機(jī)控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個(gè)步驟:每一次讀寫之前都要對(duì)DS18B20進(jìn)展復(fù)位,復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令,最后發(fā)送RAM指令,這樣才能對(duì)DS18B20進(jìn)展預(yù)定的操作。復(fù)位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒,然后釋放,DS18B20收到信號(hào)后等待16～60微秒左右,后發(fā)出60～240微秒的存在低脈沖,主CPU收到此信號(hào)表示復(fù)位成功。3濕度傳感器HS1101用HS1101做的頻率輸出濕度模塊,適用于需要準(zhǔn)確可靠檢測(cè)濕度的OEM用戶,有很小的易于安裝的接頭,可以非常節(jié)省本錢的機(jī)械自動(dòng)安裝。由于它是線性的頻率輸出濕度檢測(cè)模塊,因此以直接與微處理器相接,HTF3223比HF3223多一個(gè)熱敏電阻在PCB板上用于溫度測(cè)量.參數(shù)如下:量程:10~95%RH,穩(wěn)定,比例線性的頻率輸出。精度:±5%RH。工作溫度范圍:–40~80℃。溫度特性好。高可靠性與長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性。低本錢。4.MS12232液晶顯示器當(dāng)前市場(chǎng)上液晶顯示器種類繁多,按排列形式可分為筆段型、字符型和點(diǎn)陣圖形型。本設(shè)計(jì)中因?yàn)橐@示漢子、數(shù)字和字符,所以用到的液晶顯示器為點(diǎn)陣圖形型(MS12232)液晶顯示器。FM12864是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示器。它主要采用動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)原理由行驅(qū)動(dòng)控制器和列驅(qū)動(dòng)器兩部分組成了122(列)×32(行)的全點(diǎn)陣液晶顯示。采用P1口作為單片機(jī)與LCD液晶屏的數(shù)據(jù)線接口,MS12232與8052單片機(jī)的接口電路如圖3-2所示?？烧{(diào)電阻R1調(diào)節(jié)液晶顯示器的亮度。I/O緩沖器為雙向三態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器。是LCD(液晶顯示模塊)內(nèi)部總線與MCU總線的結(jié)合部。其作用是將兩個(gè)不同時(shí)鐘下工作的系