水温控制系统的设计

电路设计方案6.3水温控制系统的设计为了帮助学生理解和掌握各类不同电子设计方法,除了在本书相应章节中给出了模拟电路、数字电路一些完整或局部的设计外,还专门安排了本章,把数字电路和模拟电路及单片机综合、综合在一起的系统电路的设计。读者在阅读这些例子时应将重点放在学习别人是如何拟定系统的总体方案的。要学习别人如何根据原始数据要求拟定出几种不同的系统总体方案,并对这些方案进行比较,确定方案的优劣。而具体电路的设计,由于元器件的选择水技术的发展变化很大,过去曾经是先进的电路或器件今天可能落后了。因此提倡读者结合实际情况自行考虑更好的方案。1.设计任务1.任务设计制作一个水温自动控制系统,控制对象为1L净水,容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内由人工设置,并能在环境温度降低时实现自动调整,以保持设定的温度基本不变。2.要求1.温度设定范围为40°C~90°C,最小区分度1°C,标定温差[pic]1°C。2.环境温度降低时(例如电风扇降温)温度控制的静态误差[pic]1°C。3.用十进制数码显示实际温度。2.设计方案及框图根据任务和测量控制对象,可以提出不同的设计方案。1.方案一可以用一种纯硬件闭环控制系统。该系统优点在于速度较快,但可靠性差,控制精度低,灵活性小,线路复杂,调试安装都不方便,且以后实现扩展功能困难。2.方案二可以采用以8051单片机为核心进行整个系统的管理、协调。该方案有隔离、A/D转换、测量和控制等部分。比第一种方案有设计灵活、精度高等特点。但其数据采集部分用的是逐次逼近式A/D转换器或双积分A