【电子竞赛预热赛】+自动恒温控制系统的实现(3)

只看该作者 · 2017-11-21 10:28

本帖最后由 jinglixixi 于 2017-11-21 10:39 编辑

前面已经实现了温度的模拟测控，这次又购置了些器件，做了进一步的完善，主要体现在以下几个方面：

1.实现温度的双通道采集

为了满足环境温度检测与恒温控制的需要，在原设计的基础上又增添了一个温度温度传感器，并对显示界面进行了相应的修改，其变化如图5所示。

新增的温度传感器占用PC6，功能函数可通过复制的方法来实现，然后更改名称即可。

图5 双温度传感器检测

2.以固态继电器控制加热器

为了便于加热控制和增强控制器件的使用寿命，特购置了固态继电器来控制加热器，其连接方式如图6所示。经测试，使用GPIO口即可触发其工作，其输出端则可以直接接入~220V电路。固态继电器所占用的GPIO口为PC7。

图6固态继电器控制

3.加热器的选取

本来已购置了电加热管，收到后才发现其功率太大了，如图7所示，做实验实在是不安全，所以只好改用电烙铁为加热器，其线路如图8所示。

图7 电加热管

图8 以电烙铁为加热器

经实际检测，在不添加PID调节算法的情况下可达到+/-1.5度的控制要求，在设置上、下限后其控制效果如图9所示。其中X1为上限温度值，X2为下限温度值，temp为当前的控制温度，temp’为环境温度。由于没有配置保温箱的缘故，再停止加热后温度跌落的较快，故控制温度的上限偏差小，而控制温度的下限偏差稍大。如果时间允许，加入PID调节后精度会有一定提高，有望达到+/-0.5度的控制指标。

图9 温度控制效果

（注：左图的50.5度为控制温度的最高值，右图的47.1度为控制温度的最低值。）

4. 串行通讯功能

串行通讯功能是通过USB转TTL来实现的，它与MCU的引脚连接连接为：

PA9 --USB_RXD

PA10 --USB_TXD

具体连接如图10所示

图10 通过虚拟串口进行串行通讯

实现串行通讯的程序如下：

复制

Uart_Init();

While(1)

{

...

DS18B20_Convert();

tempL = DS18B20_Read_Byte(); // LSB   

tempH = DS18B20_Read_Byte(); // MSB  

j=tempH*16+tempL/16;

Uart_Put_Char(j/100+'0');

Uart_Put_Char(j%100/10+'0');

Uart_Put_Char(j%10+'0');

Uart_Put_Char('.');

Uart_Put_Char((tempL%16)*10/16+'0');

Uart_Put_Char(0x0d);

Uart_Put_Char(0x0a);

}