基于51系列单片机设计开发高温氧指数仪(任务书,开题报告,外文翻译,论文11000字)
摘 要
科技的进步时常伴随着安全的隐患，随着社会日益关注消防安全的发展，阻燃材料的研发得到了广泛的关注。由此而言，我们需要更好的鉴定材料的阻燃性能。我国目前开发出来的氧指数仪器难以跟上时代的进步，所以本课题的目的就是51单片机的基础上开发一台高温氧指数仪。
本文开头简述了高温氧指数法的原理，接着由其原理确定高温氧指数仪的总体设计方案。包含了燃烧筒的设计、温控系统的设计、配气系统的设计以及人机交互系统的设计。接着详细介绍了其中所用到的重要的元器件的选型，并由此设计整个系统的硬件电路。因为对温控系统稳定性的严格要求，本课题对PID算法进行了深入研究，最终使用专家PID作为调控算法。最后，依据所需的要求，编写相关程序，并展示了本仪器的最终实际效果，达到了预期的结果。
关键词：高温氧指数 51单片机 专家PID 数模转换
Design and Development of High Temperature Oxygen Index Instrument Based on 51 Series Microcontrollers
Abstract
The progress of technology is often accompanied by security risks. With the increasing attention paid to the development of fire safety, the development of flame-retardant materials has received extensive attention. From this point of view, we need to identify the flame retardant properties of materials. The oxygen index instruments developed in China are difficult to keep up with the advancement of the times, so the purpose of this project is to develop a high-temperature oxygen index instrument based on 51 single-chip microcomputers.
The principle of high-temperature oxygen index method is briefly described at the beginning of this article, and then the design of the high-temperature oxygen index instrument is determined by its principle. Including the combustion cylinder design, temperature control system design, gas distribution system design and human-computer interaction system design. Next, the selection of the important components used therein is described in detail, and the hardware circuit of the entire system is designed accordingly. Because of the stringent requirements for the stability of the temperature control system, this subject has conducted in-depth research on the PID algorithm, and finally used the expert PID as a control algorithm. Finally, according to the required requirements, write the relevant procedures, then demonstrate the final practical results of the instrument, and achieve the expected results.
Key Words: High-temperature Oxygen Index; MCU; Expert PID; Digital-to-analog conversion
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
目 录 III
第一章 绪论 1
1.1研究课题的背景和意义 1
1.2本文主要研究内容 1
1.3本章小结 2
第二章 高温氧指数仪的原理及总体设计方案 3
2.1高温氧指数法 3
2.1.1高温氧指数试验原理 3
2.2.2总体设计方案 3
2.2燃烧筒设计 4
2.3温控系统设计 4
2.3.1温度传感器 5
2.3.2温度控制系统 5
2.4配气系统设计 6
2.4.1质量流量控制器的选型 6
2.4.2氧浓度传感器的选型 7
2.5触摸屏人机交互模块 8
2.6本章小结 9
第三章 单片机硬件电路设计 10
3.1总体设计方案 10
3.2单片机最小系统介绍 11
3.2.1单片机的选择 11
3.2.2复位电路以及时钟选择 11
3.2.3系统电源 12
3.3单片机外围电路设计 13
3.3.1温控A/D数据采集模块 13
3.3.2配气D/A输出电路 14
3.3.3触摸屏通讯电路 16
3.5本章小结 17
第四章 温控系统的控制方法研究 18
4.1 PID控制 18
4.1.1 PID控制原理 18
4.1.2数字PID控制 20
4.2专家PID控制 20
4.2.1专家PID控制原理 21
4.2.2专家PID控制过程 21
4.3 本章小结 22
第五章 高温氧指数仪的软件设计 23
5.1人机交互界面设计 23
5.2单片机主函数设计 24
5.3温控系统程序设计 29
5.3.1 A/D数据采集 29
5.3.2 PID调控 32
5.3.3 PWM输出 37
5.4配气系统程序设计 39
5.5 DGUS屏通信模块 42
5.4.1 DGUS屏通信协议 42
5.4.2 DGUS屏通信程序 43
5.6本章小结 45
第六章 成果与总结 46
6.1仪器性能测试 46
6.1.1燃烧筒加热测试 46
6.1.2 PID控温测试 47
6.2总结 47
参考文献 48 |
