阻Rll的另一端連接，4腳與第五電容C5的一端連接并接負(fù)5V模擬電源，5腳與第九電阻R9的另一端、第四電容C4的另一端、第十電阻RlO的另一端、第三電容C3的另一端、第五電容C5的另一端、第六電容C6的一端、第七電容C7的一端連接并接模擬地，6腳與第七電容C7的另一端、第十二電阻R12的一端連接，7腳與第六電容C6的另一端連接并接正5V模擬電源；第十二電阻R12的另一端與第十三電阻R13的一端、第八電容C8的一端連接，第八電容C8的另一端與第二運(yùn)算放大器U3的2腳、第二運(yùn)算放大器U3的6腳并與ARM處理器的一個(gè)模擬輸入腳連接，第十三電阻R13的另一端與第二運(yùn)算放大器U3的3腳、第九電容C9的一端連接，第九電容C9的另一端接模擬地；第二運(yùn)算放大器U3的4腳與第十電容ClO的一端連接并接負(fù)5V電源，7腳與第十電容ClO的另一端連接并接正5V電源，I腳、5腳、8腳架空；
如圖4所示，室溫采集放大電路包括溫度傳感器U4，第三運(yùn)算放大器U5、3個(gè)電阻和2個(gè)電容，所述的溫度傳感器型號U4為LM35DZ，所述的第三運(yùn)算放大器U5型號為0P07;
所述的溫度傳感器U4的I腳與第十四電阻R14的一端連接并接5V模擬電源，第十四電阻R14的另一端與第十六電阻R16的一端、第三運(yùn)算放大器U5的2腳連接，溫度傳感器U4的2腳與第十五電阻R15的一端連接，第十五電阻R15的另一端與第^ 電容Cll的一端、第三運(yùn)算放大器U5的3腳連接，第^^一電容Cll的另一端接5V模擬電源，溫度傳感器U4的3腳接5V模擬電源；第三運(yùn)算放大器U5的4腳與第十二電容C12的一端連接并接負(fù)5V電源，7腳與第十二電容C12的另一端連接并接正5V電源，I腳、5腳、8腳架空；6腳與第十六電阻R16的另一端連接并接ARM處理器另一個(gè)模擬輸入腳，
如圖5所不，所述的溫度控制輸出電路包括第二光親，一個(gè)MOS管，一個(gè)繼電器，一個(gè)二極管和一個(gè)電阻。
[0020]所述的第二光耦0C2的I腳接ARM處理器的控制信號輸出腳，2腳接數(shù)字地，4腳接12V隔離電源，3腳與MOS管的柵極、第十七電阻R17的一端連接，第十七電阻R17的另一端與MOS管的源極S連接并接隔離地，MOS管的漏極D與繼電器的3腳、第三二極管D3的正極連接，第三二極管D3的負(fù)極與繼電器的4腳連接12V電源；繼電器的2腳接220V零線，I腳與加熱絲的一端連接，加熱絲的另一端接220V火線。
[0021]本發(fā)明的溫度控制方法包括以下步驟:
步驟(I):處理器MCU實(shí)時(shí)讀取熱電偶的經(jīng)過放大濾波的電壓信號，經(jīng)過查找熱電偶分度表換算出相應(yīng)的溫度值K-Temp，同時(shí)讀取室溫采集放大電路的信號轉(zhuǎn)換成溫度值Base-Temp,則實(shí)際溫度T為K-Temp與Base-Temp的和。
[0022]步驟(2):處理器MCU對檢測到的溫度值進(jìn)行PID計(jì)算產(chǎn)生控制信號。
[0023]步驟(3):220V交流過零檢測電路實(shí)時(shí)檢測交流電的頻率和過零點(diǎn)，當(dāng)交流電頻率在合理范圍內(nèi)時(shí)，在交流電過零時(shí)，MCU輸出控制信號控制繼電器的打開與關(guān)閉。如果檢測到交流電不正常，則立即關(guān)閉加熱。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于ARM的溫度采集控制系統(tǒng)，包括ARM處理器、220V交流過零檢測電路、熱電偶溫度采集放大濾波電路、室溫采集放大電路以及溫度控制輸出電路；此處所用的ARM處理器為ST公司的STM32F103ZET6 ； 所述的220V交流過零檢測電路包括6個(gè)電阻，2個(gè)二極管，第一運(yùn)算放大器LM358和I片光耦 NEC250IL-1 ； 第一電阻Rl的一端接220V交流電的火線，另一端與第三電阻R3的一端、第一二極管Dl的負(fù)極、第二二極管D2的正極、第一運(yùn)算放大器UlA的正向輸入端連接；第二電阻R2的一端接220V交流電的零線，另一端與第四電阻R4的一端、第一二極管Dl的正極、第二二極管D2的負(fù)極、第一運(yùn)算放大器UlA的反向輸入端連接；第三電阻R3的另一端與第四電阻R4的另一端連接并接地，第一運(yùn)算放大器UlA的正電源端與第一電容Cl的一端連接并接12V電源，負(fù)電源端與第一電容Cl的另一端連接并接地，輸出端與光耦的I腳連接；光耦的2腳與第五電阻R5的一端連接，第五電阻R5的另一端接地；光耦的4腳接3.3V電源，3腳與第六電阻R6的一端連接并與ARM處理器的一個(gè)帶定時(shí)器功能的I/O 口連接；第六電阻R6的另一端接系統(tǒng)地； 所述的熱電偶溫度采集放大濾波電路包括儀表放大器U2、第二運(yùn)算放大器U3、7個(gè)電阻和9個(gè)電容，儀表放大器U2的型號為INA126，第二運(yùn)算放大器U3的型號為0P07; 第七電阻R7的一端與熱電偶的負(fù)極連接，第七電阻R7的另一端與第二電容C2的一端、第九電阻R9的一端、第四電容C4的一端、儀表放大器U2的2腳負(fù)輸入端連接，第八電阻R8的一端與熱電偶的正極連接，第八電阻R8的另一端與第二電容C2的另一端、第十電阻RlO的一端、第三電容C3的一端、儀表放大器U2的2腳正輸入端連接；儀表放大器U2的I腳與第^ 電阻Rll的一端連接，8腳與第^ 電阻Rll的另一端連接，4腳與第五電容C5的一端連接并接負(fù)5V模擬電源，5腳與第九電阻R9的另一端、第四電容C4的另一端、第十電阻RlO的另一端、第三電容C3的另一端、第五電容C5的另一端、第六電容C6的一端、第七電容C7的一端連接并接模擬地，6腳與第七電容C7的另一端、第十二電阻R12的一端連接，7腳與第六電容C6的另一端連接并接正5V模擬電源；第十二電阻R12的另一端與第十三電阻R13的一端、第八電容C8的一端連接，第八電容C8的另一端與第二運(yùn)算放大器U3的2腳、第二運(yùn)算放大器U3的6腳并與ARM處理器的一個(gè)模擬輸入腳連接，第十三電阻R13的另一端與第二運(yùn)算放大器U3的3腳、第九電容C9的一端連接，第九電容C9的另一端接模擬地；第二運(yùn)算放大器U3的4腳與第十電容ClO的一端連接并接負(fù)5V電源，7腳與第十電容ClO的另一端連接并接正5V電源，I腳、5腳、8腳架空； 室溫采集放大電路包括溫度傳感器U4，第三運(yùn)算放大器U5、3個(gè)電阻和2個(gè)電容，所述的溫度傳感器型號U4為LM35DZ，所述的第三運(yùn)算放大器U5型號為0P07; 所述的溫度傳感器U4的I腳與第十四電阻R14的一端連接并接5V模擬電源，第十四電阻R14的另一端與第十六電阻R16的一端、第三運(yùn)算放大器U5的2腳連接，溫度傳感器U4的2腳與第十五電阻R15的一端連接，第十五電阻R15的另一端與第^ 電容Cll的一端、第三運(yùn)算放大器U5的3腳連接，第^^一電容Cll的另一端接5V模擬電源，溫度傳感器U4的3腳接5V模擬電源；第三運(yùn)算放大器U5的4腳與第十二電容C12的一端連接并接負(fù)5V電源，7腳與第十二電容C12的另一端連接并接正5V電源，I腳、5腳、8腳架空；6腳與第十六電阻R16的另一端連接并接ARM處理器另一個(gè)模擬輸入腳， 所述的溫度控制輸出電路包括第二光耦，一個(gè)MOS管，一個(gè)繼電器，一個(gè)二極管和一個(gè)電阻； 所述的第二光耦0C2的I腳接ARM處理器的控制信號輸出腳，2腳接數(shù)字地，4腳接12V隔離電源，3腳與MOS管的柵極、第十七電阻R17的一端連接，第十七電阻R17的另一端與MOS管的源極S連接并接隔離地，MOS管的漏極D與繼電器的3腳、第三二極管D3的正極連接，第三二極管D3的負(fù)極與繼電器的4腳連接12V電源；繼電器的2腳接220V零線，I腳與加熱絲的一端連接，加熱絲的另一端接220V火線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ARM的溫度采集控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在，于該方法具體包括以下步驟: 步驟(I):ARM處理器實(shí)時(shí)讀取熱電偶的經(jīng)過放大濾波的電壓信號，經(jīng)過查找熱電偶分度表換算出相應(yīng)的溫度值T_k，同時(shí)讀取通過放大濾波后的室溫采集放大電路的信號，轉(zhuǎn)換成溫度值T_Base，則實(shí)際溫度T為T_k與T_Base的和； 步驟(2):ARM處理器對檢測到的溫度值進(jìn)行PID計(jì)算產(chǎn)生控制信號； 步驟(3):220V交流過零檢測電路實(shí)時(shí)檢測交流電的頻率和過零點(diǎn)，當(dāng)交流電頻率在-48Hz?52Hz時(shí)并且在交流電過零時(shí)，ARM處理器根據(jù)PID的計(jì)算結(jié)果輸出控制信號控制繼電器的打開與關(guān)閉；如果檢測到交流電不正常，則立即關(guān)閉加熱。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于ARM的溫度采集控制系統(tǒng)和控制方法。一種基于ARM的溫度采集控制系統(tǒng)包括ARM處理器、220V交流過零檢測電路、熱電偶溫度采集放大濾波電路、室溫采集放大電路以及溫度控制輸出電路。此處所用的ARM處理器為ST公司的STM32F103ZET6。本發(fā)明采用儀表放大器組成熱電偶的溫度采集放大濾波電路，對設(shè)備中的共模干擾有很好的抑制效果；交流過零檢測的應(yīng)用大大延長了系統(tǒng)的壽命和穩(wěn)定性；相比獨(dú)立的溫控表的手動調(diào)節(jié)溫度，本系統(tǒng)在實(shí)時(shí)調(diào)整控制溫度方面有著不可替代的優(yōu)勢。
【IPC分類】G05D23-22
【公開號】CN104571202
【申請?zhí)枴緾N201510002790
【發(fā)明人】高明煜, 王夏明, 朱琦, 黃繼業(yè)
【申請人】杭州電子科技大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月5日