CN205247241U - 一种基于Atmega128单片机的温度监控器 - Google Patents
一种基于Atmega128单片机的温度监控器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种基于Atmega128单片机的温度监控器，属于电力电子设备技术领域。技术方案是：温度采集单元（2）包含温度传感器（20）、信号放大调理电路（21）、A/D转换电路（22）和接口电路（23），温度传感器、信号放大调理电路、A/D转换电路、接口电路依次连接，温度采集单元通过接口电路与主控制器（1）互相连接，通讯单元（5）包含通讯模块（50）和PC机（51），二者互相连接，输出控制单元（8）包含输出控制模块（80）、交流固态继电器（81）和电热丝（82），三者依次连接，输出控制单元通过输出控制模块与主控制器互相连接。本实用新型的有益效果是：具有转换速度快、精度高、控制能力强等特点，并具有良好的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于Atmega128单片机的温度监控器，属于电力电子设备技术领域。
背景技术
在工业控制领域，温度控制的应用非常广泛，控制精度的高低直接影响到产品的质量及使用寿命，研究和设计高性能的温度控制器具有非常重要的意义。目前控制算法的多样化也为温度控制提供了便利条件，应用较为普遍的有比例积分微分(PID)控制、模糊控制等。
实用新型内容
本实用新型目的是提供一种基于Atmega128单片机的温度监控器，采用热电偶温度传感器测温，利用位置式PID算法，实现了温度的实时监测、超限报警、显示与控制，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。
本实用新型的技术方案是：一种基于Atmega128单片机的温度监控器，包含主控制器、温度采集单元、电源模块、显示模块、通讯单元、报警模块、看门狗电路结构和输出控制单元，所述温度采集单元、电源模块、显示模块、通讯单元、报警模块、看门狗电路结构、输出控制单元分别与主控制器互相连接，温度采集单元包含温度传感器、信号放大调理电路、A/D（模拟/数字）转换电路和接口电路，温度传感器、信号放大调理电路、A/D转换电路、接口电路依次连接，温度采集单元通过接口电路与主控制器互相连接，通讯单元包含通讯模块和PC（个人电脑）机，二者互相连接，输出控制单元包含输出控制模块、交流固态继电器和电热丝，三者依次连接，输出控制单元通过输出控制模块与主控制器互相连接。
所述主控制器的主要部件为Atmega128单片机。
所述电源模块包含模拟电源和数字电源。
所述显示模块包含LED（发光二极管）数码管和驱动电路一。
所述报警模块包含发光二极管、扬声器和驱动电路二。
本实用新型的有益效果是：采用热电偶温度传感器测温，利用位置式PID算法，实现了温度的实时监测、超限报警、显示与控制，具有转换速度快、精度高、控制能力强等特点，并具有良好的可靠性。
附图说明
图1是本实用新型的结构图；
图中：主控制器1、温度采集单元2、电源模块3、显示模块4、通讯单元5、报警模块6、看门狗电路结构7、输出控制单元8、温度传感器20、信号放大调理电路21、A/D转换电路22、接口电路23、通讯模块50、PC机51、输出控制模块80、交流固态继电器81、电热丝82。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步说明。
一种基于Atmega128单片机的温度监控器，包含主控制器1、温度采集单元2、电源模块3、显示模块4、通讯单元5、报警模块6、看门狗电路结构7和输出控制单元8，所述温度采集单元2、电源模块3、显示模块4、通讯单元5、报警模块6、看门狗电路结构7、输出控制单元8分别与主控制器1互相连接，温度采集单元2包含温度传感器20、信号放大调理电路21、A/D转换电路22和接口电路23，温度传感器20、信号放大调理电路21、A/D转换电路22、接口电路23依次连接，温度采集单元2通过接口电路23与主控制器1互相连接，通讯单元5包含通讯模块50和PC机51，二者互相连接，输出控制单元8包含输出控制模块80、交流固态继电器81和电热丝82，三者依次连接，输出控制单元8通过输出控制模块80与主控制器1互相连接。
所述主控制器1的主要部件为Atmega128单片机。
所述电源模块3包含模拟电源和数字电源。
所述显示模块4包含LED（发光二极管）数码管和驱动电路一。
所述报警模块6包含发光二极管、扬声器和驱动电路二。
温度采集单元2以热电偶温度传感器为核心部件，将温度变化量转化为电压信号，经精密运算放大器0P27进行放大，放大后的电压．信号输出到ICL7135双积分型A／D转换器进行高精度模数转换。A／D转换后，往往要进行相应的换算，得到系统所需要的数据。之后将数据送往单片机，此信号一部分送往显示模块，以提供实时数据的显示；另一部分送往控制模块，将实时数据与目标数据对比，继而进行控制。
电源模块3分模拟电源和数字电源两大部分，分别对本监控器的模拟电路和数字电路供电，地线各自独立，按A／D转换器的要求只在A／D转换器处将模拟地和数字地相连。数字电源和模拟电源都采用三端稳压块稳压，在个别要求电源精度较高的场合选用低温漂稳压二极管进行二级稳压。
输出控制单元8主要包括驱动和执行两部分。采用达林顿阵列ULN2003来作驱动，进而控制交流固态继电器(AC—SSR)中的双向可控硅的关断和导通，以便切断或接通加热电源。采用双向可控硅交流“调功”方式控制加热电热丝发热量，即在每一个控制周期时间内，改变加在电热负载上交流电压半波的个数来调节电热丝的发热量。
在实际应用中，设置目标温度后，系统对炉温采样，并通过预设温度、当前温度、历史偏差等进行PID运算产生输出参数，通过该参数控制加热时间，从而调节加热器的平均功率，实现系统的PID控制。整体功能通过主程序、串行通信中断服务程序、PID控制子程序等配合实现。系统首先初始化各部件，然后进入主循环，进行温度采样和相关处理。本专利的核心思想就在于实现PID控制，在系统运行过程中通过按相应键重新设置目标温度。
本方案利用位置式PID算法，将温度传感器采样输入作为当前输入，接着与设定值进行相减得偏差，再进行PID运算产生输出结果，然后控制定时器的时间进而控制加热器。由中断定时器提供溢出频率为64Hz的中断信号，配合主程序的PID运算结果来确定加热时间，实现加热器功率调节。
Claims (5)
1.一种基于Atmega128单片机的温度监控器，其特征在于：包含主控制器（1）、温度采集单元（2）、电源模块（3）、显示模块（4）、通讯单元（5）、报警模块（6）、看门狗电路结构（7）和输出控制单元（8），所述温度采集单元（2）、电源模块（3）、显示模块（4）、通讯单元（5）、报警模块（6）、看门狗电路结构（7）、输出控制单元（8）分别与主控制器（1）互相连接，温度采集单元（2）包含温度传感器（20）、信号放大调理电路（21）、A/D转换电路（22）和接口电路（23），温度传感器（20）、信号放大调理电路（21）、A/D转换电路（22）、接口电路（23）依次连接，温度采集单元（2）通过接口电路（23）与主控制器（1）互相连接，通讯单元（5）包含通讯模块（50）和PC机（51），二者互相连接，输出控制单元（8）包含输出控制模块（80）、交流固态继电器（81）和电热丝（82），三者依次连接，输出控制单元（8）通过输出控制模块（80）与主控制器（1）互相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于Atmega128单片机的温度监控器，其特征在于：所述主控制器（1）的主要部件为Atmega128单片机。
3.根据权利要求1所述的一种基于Atmega128单片机的温度监控器，其特征在于：所述电源模块（3）包含模拟电源和数字电源。
4.根据权利要求1所述的一种基于Atmega128单片机的温度监控器，其特征在于：所述显示模块（4）包含LED数码管和驱动电路一。
5.根据权利要求1所述的一种基于Atmega128单片机的温度监控器，其特征在于：所述报警模块（6）包含发光二极管、扬声器和驱动电路二。
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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| CN205247241U true CN205247241U (zh) | 2016-05-18 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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2015
- 2015-12-29 CN CN201521110379.8U patent/CN205247241U/zh active Active
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