多功能水温控制系统

文  摘  本文主要介绍了利用单片机实现温度控制系统的设计过程，在系统构建时选取了凌阳科技公司提供的一新款产品SPCE061A芯片作为该控制系统的核心。由PT1000和电压放大电路提供温度信号,通过PID算法实现对电炉功率和水温控制，使用SSR固态继电器作执行部件，使系统静态误差降低到最小。本次设计还充分利用了SPCE061A单片成熟的语音处理技术(具有较高的处理速度,能够快速地处理较复杂的数字信号)和PC机的图形处理功能，来实现了语音播报温度和打印温度变化曲线的要求。全文的内容主要包括：水温控制系统的方案设计与论证，系统整体电路、部分电路的设计，以及SPCE061A单片机的特点、性能、结构、开发、应用、语音处理技术，继电器的介绍及串行通信简介等。   

关键词  SPCE061A单片机； Pt1000； SSR

目录

摘要……………………………………………………………………………………………………..1

引言……………………………………………………………………………………………………..1

1  方案设计与论证…………………………………………………………………………………...2

  1.1 总体方案设计…………………………………………………………………………………..4

  1.2 关键部分设计…………………………………………………………………………………..4

     1.2.1  驱动控制部分…………………………………………………………………………..4

     1.2.2  测量部分………………………………………………………………………………..4

1.2.3  控制算法确定…………………………………………………………………………..5

2  系统硬件设计……………………….………………………………………………………….…..6

  2.1 水温控制系统硬件设计总体设计框图及说明…………………………………………….….7

  2.2 单片机系统……………..………………………………………………………………….…...8

         2.2.1  SPCE061A单片机概述…….………………………………………………………….…8

         2.2.2  SPCE061A单片机的结构…………………………………………………………..…..10

 2.2.3  SPCE061A单片机的特点极其主要性能…………………………………………..…..10

 2.2.4  SPCE061A芯片的引脚排列和说明……………………………………………………12

 2.2.5  SPCE061A 的开发与应用……………………………………………………………...14

  2.3  部分外围电路设计及分析…………………………………………………………………..15

2.3.1  键盘设置电路………………………………………………………………..………..15

2.2.2  测温部分电路………………………………………………………………..………..16

2.3.3  热电炉控制电路…………………………………………………..…………………..16

2.3.7  电源电路……………………………………………………...…………………….....20

2.3.2  数码显示电路…………………………………..……………………………………..20

2.3.3  音频输出电路…………………………………………………..……………………..23

2.3.6  串行通讯部分电路…………………………………………..………………………..27

3  系统软件设计……………………….………………………………………………………….…31

  3.1  PID算法的实现………….………………………………………..………………………....31

  3.2  软件设计框图………………….…………………………………………………………….31

4  系统调试与参数整定……………………………………………………………………………..31

  4.1  继电器重要指标参数确定…………………………………………………………………..31

  4.2  继电器测试……..…………………….…………..……………………………………….....32

  4.2  PID参数整定……………………………………..……………………………………….....32

5  结果分析……………………………………………………………………………………….….33

  5.1  测试环境…………………………………………………………………………………..…33

  5.2  测试方法及结果分析……………………………………………………………………..…33

           5.2.1测试方法……………………………………………………………………………..…33

           5.2.2测试结果及分析……………………………………………………………………..…34

6  结束语………………………………………………………….………………………….………34

参考资料………………………………………………………….………………………….………..34

英文部分………………………………………………………….………………………….………..35

致谢………………………………………………………….………………………….……………..35