一種基于Atmega128單片機的溫度監(jiān)控器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種基于Atmegal28單片機的溫度監(jiān)控器，屬于電力電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)控制領(lǐng)域，溫度控制的應(yīng)用非常廣泛，控制精度的高低直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量及使用壽命，研究和設(shè)計高性能的溫度控制器具有非常重要的意義。目前控制算法的多樣化也為溫度控制提供了便利條件，應(yīng)用較為普遍的有比例積分微分(PID)控制、模糊控制等。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型目的是提供一種基于Atmegal28單片機的溫度監(jiān)控器，采用熱電偶溫度傳感器測溫，利用位置式PID算法，實現(xiàn)了溫度的實時監(jiān)測、超限報警、顯示與控制，有效地解決了【背景技術(shù)】中存在的上述問題。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是:一種基于Atmegal28單片機的溫度監(jiān)控器，包含主控制器、溫度采集單元、電源模塊、顯示模塊、通訊單元、報警模塊、看門狗電路結(jié)構(gòu)和輸出控制單元，所述溫度采集單元、電源模塊、顯示模塊、通訊單元、報警模塊、看門狗電路結(jié)構(gòu)、輸出控制單元分別與主控制器互相連接，溫度采集單元包含溫度傳感器、信號放大調(diào)理電路、A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換電路和接口電路，溫度傳感器、信號放大調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、接口電路依次連接，溫度采集單元通過接口電路與主控制器互相連接，通訊單元包含通訊模塊和PC(個人電腦)機，二者互相連接，輸出控制單元包含輸出控制模塊、交流固態(tài)繼電器和電熱絲，三者依次連接，輸出控制單元通過輸出控制模塊與主控制器互相連接。
[0005]所述主控制器的主要部件為Atmegal 28單片機。
[0006]所述電源模塊包含模擬電源和數(shù)字電源。
[0007]所述顯示模塊包含LED(發(fā)光二極管)數(shù)碼管和驅(qū)動電路一。
[0008]所述報警模塊包含發(fā)光二極管、揚聲器和驅(qū)動電路二。
[0009]本實用新型的有益效果是:采用熱電偶溫度傳感器測溫，利用位置式PID算法，實現(xiàn)了溫度的實時監(jiān)測、超限報警、顯示與控制，具有轉(zhuǎn)換速度快、精度高、控制能力強等特點，并具有良好的可靠性。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)圖；
[0011]圖中:主控制器1、溫度采集單元2、電源模塊3、顯示模塊4、通訊單元5、報警模塊6、看門狗電路結(jié)構(gòu)7、輸出控制單元8、溫度傳感器20、信號放大調(diào)理電路21、A/D轉(zhuǎn)換電路22、接口電路23、通訊模塊50、PC機51、輸出控制模塊80、交流固態(tài)繼電器81、電熱絲82。
【具體實施方式】
[0012]以下結(jié)合附圖，通過實施例對本實用新型作進一步說明。
[0013]一種基于Atmegal28單片機的溫度監(jiān)控器，包含主控制器1、溫度采集單元2、電源模塊3、顯示模塊4、通訊單元5、報警模塊6、看門狗電路結(jié)構(gòu)7和輸出控制單元8，所述溫度采集單元2、電源模塊3、顯示模塊4、通訊單元5、報警模塊6、看門狗電路結(jié)構(gòu)7、輸出控制單元8分別與主控制器I互相連接，溫度采集單元2包含溫度傳感器20、信號放大調(diào)理電路21、A/D轉(zhuǎn)換電路22和接口電路23，溫度傳感器20、信號放大調(diào)理電路21、A/D轉(zhuǎn)換電路22、接口電路23依次連接，溫度采集單元2通過接口電路23與主控制器I互相連接，通訊單元5包含通訊模塊50和PC機51，二者互相連接，輸出控制單元8包含輸出控制模塊80、交流固態(tài)繼電器81和電熱絲82，三者依次連接，輸出控制單元8通過輸出控制模塊80與主控制器I互相連接。
[0014]所述主控制器I的主要部件為Atmegal28單片機。
[0015]所述電源模塊3包含模擬電源和數(shù)字電源。
[0016]所述顯示模塊4包含LED(發(fā)光二極管)數(shù)碼管和驅(qū)動電路一。
[0017]所述報警模塊6包含發(fā)光二極管、揚聲器和驅(qū)動電路二。
[0018]溫度采集單元2以熱電偶溫度傳感器為核心部件，將溫度變化量轉(zhuǎn)化為電壓信號，經(jīng)精密運算放大器0P27進行放大，放大后的電壓.信號輸出到ICL7135雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器進行高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換后，往往要進行相應(yīng)的換算，得到系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)。之后將數(shù)據(jù)送往單片機，此信號一部分送往顯示模塊，以提供實時數(shù)據(jù)的顯示;另一部分送往控制模塊，將實時數(shù)據(jù)與目標數(shù)據(jù)對比，繼而進行控制。
[0019]電源模塊3分模擬電源和數(shù)字電源兩大部分，分別對本監(jiān)控器的模擬電路和數(shù)字電路供電，地線各自獨立，按A/D轉(zhuǎn)換器的要求只在A/D轉(zhuǎn)換器處將模擬地和數(shù)字地相連。數(shù)字電源和模擬電源都采用三端穩(wěn)壓塊穩(wěn)壓，在個別要求電源精度較高的場合選用低溫漂穩(wěn)壓二極管進行二級穩(wěn)壓。
[0020]輸出控制單元8主要包括驅(qū)動和執(zhí)行兩部分。采用達林頓陣列ULN2003來作驅(qū)動，進而控制交流固態(tài)繼電器(AC—SSR)中的雙向可控硅的關(guān)斷和導通，以便切斷或接通加熱電源。采用雙向可控硅交流“調(diào)功”方式控制加熱電熱絲發(fā)熱量，即在每一個控制周期時間內(nèi)，改變加在電熱負載上交流電壓半波的個數(shù)來調(diào)節(jié)電熱絲的發(fā)熱量。
[0021]在實際應(yīng)用中，設(shè)置目標溫度后，系統(tǒng)對爐溫采樣，并通過預(yù)設(shè)溫度、當前溫度、歷史偏差等進行PID運算產(chǎn)生輸出參數(shù)，通過該參數(shù)控制加熱時間，從而調(diào)節(jié)加熱器的平均功率，實現(xiàn)系統(tǒng)的PID控制。整體功能通過主程序、串行通信中斷服務(wù)程序、PID控制子程序等配合實現(xiàn)。系統(tǒng)首先初始化各部件，然后進入主循環(huán)，進行溫度采樣和相關(guān)處理。本專利的核心思想就在于實現(xiàn)PID控制，在系統(tǒng)運行過程中通過按相應(yīng)鍵重新設(shè)置目標溫度。
[0022]本方案利用位置式PID算法，將溫度傳感器采樣輸入作為當前輸入，接著與設(shè)定值進行相減得偏差，再進行PID運算產(chǎn)生輸出結(jié)果，然后控制定時器的時間進而控制加熱器。由中斷定時器提供溢出頻率為64 Hz的中斷信號，配合主程序的PID運算結(jié)果來確定加熱時間，實現(xiàn)加熱器功率調(diào)節(jié)。
【主權(quán)項】
1.一種基于Atmegal28單片機的溫度監(jiān)控器，其特征在于:包含主控制器(I)、溫度采集單元(2)、電源模塊(3)、顯示模塊(4)、通訊單元(5)、報警模塊(6)、看門狗電路結(jié)構(gòu)(7)和輸出控制單元(8)，所述溫度采集單元(2)、電源模塊(3)、顯示模塊(4)、通訊單元(5)、報警模塊(6)、看門狗電路結(jié)構(gòu)(7)、輸出控制單元(8)分別與主控制器(I)互相連接，溫度采集單元(2)包含溫度傳感器(20)、信號放大調(diào)理電路(21)、A/D轉(zhuǎn)換電路(22)和接口電路(23)，溫度傳感器(20 )、信號放大調(diào)理電路(21)、A/D轉(zhuǎn)換電路(22 )、接口電路(23 )依次連接，溫度采集單元(2)通過接口電路(23)與主控制器(I)互相連接，通訊單元(5)包含通訊模塊(50)和PC機(51)，二者互相連接，輸出控制單元(8)包含輸出控制模塊(80)、交流固態(tài)繼電器(81)和電熱絲(82)，三者依次連接，輸出控制單元(8)通過輸出控制模塊(80)與主控制器(I)互相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Atmegal28單片機的溫度監(jiān)控器，其特征在于:所述主控制器(I)的主要部件為Atmegal28單片機。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Atmegal28單片機的溫度監(jiān)控器，其特征在于:所述電源模塊(3)包含模擬電源和數(shù)字電源。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Atmegal28單片機的溫度監(jiān)控器，其特征在于:所述顯示模塊(4)包含LED數(shù)碼管和驅(qū)動電路一。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Atmegal28單片機的溫度監(jiān)控器，其特征在于:所述報警模塊(6)包含發(fā)光二極管、揚聲器和驅(qū)動電路二。
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于Atmega128單片機的溫度監(jiān)控器，屬于電力電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案是：溫度采集單元（2）包含溫度傳感器（20）、信號放大調(diào)理電路（21）、A/D轉(zhuǎn)換電路（22）和接口電路（23），溫度傳感器、信號放大調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、接口電路依次連接，溫度采集單元通過接口電路與主控制器（1）互相連接，通訊單元（5）包含通訊模塊（50）和PC機（51），二者互相連接，輸出控制單元（8）包含輸出控制模塊（80）、交流固態(tài)繼電器（81）和電熱絲（82），三者依次連接，輸出控制單元通過輸出控制模塊與主控制器互相連接。本實用新型的有益效果是：具有轉(zhuǎn)換速度快、精度高、控制能力強等特點，并具有良好的可靠性。
【IPC分類】G05D23/22
【公開號】CN205247241
【申請?zhí)枴緾N201521110379
【發(fā)明人】張曉光, 劉玉龍, 翟志強, 王偉, 車福來, 趙志強
【申請人】保定天威保變電氣股份有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月29日