專利名稱：電熱箱微機控制實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于教學(xué)教具，具體地說是涉及一種微機控制實驗的教學(xué)教具。
背景技術(shù)：
電子技術(shù)和微型計算機的迅速發(fā)展，促進了微型計算機測量和控制技術(shù)的迅速發(fā) 展和廣泛應(yīng)用。目前，微機測控技術(shù)已滲透到國民經(jīng)濟的各個部門。微機控制類課程的實踐 性很強，但目前市場上及省內(nèi)高校大都采用集成化的實驗臺，一般均采用一整塊印刷電路 板的方案，雖然有的采用模塊化設(shè)計，但都是通過各功能模塊上的插針與印刷電路板連接， 但是由于印刷電路底板承擔(dān)了信號連接的工作，而布線均為固定不變，所以，所用模塊的連 接都是固定不可改變的，這樣就使得硬件模塊一旦被插上，其連接方式為固定不變的。這種 “計算機+仿真器+實驗箱+示波器”實驗教學(xué)模式存在著體積大、成本高、功能簡單、易損 壞等缺陷，學(xué)生在實驗過程中，只需簡單接幾根線，接觸不到實際的硬件電路，很難參與到 具體的設(shè)計細節(jié)，沒有得到真正的鍛煉。很難從中學(xué)到知識。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種體積小、便于學(xué)生理解和操作的電熱箱微機控制實
驗裝置。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案本實用新型包括一塊印刷電路板以及位于該印刷電路板上的擴展電路模塊、電熱 箱以及與電熱箱相連接的溫度檢測電路；所述的擴展電路模塊包括單片機以及與單片機相 連接的鍵盤單元、顯示單元、A/D轉(zhuǎn)換單元、通信單元和驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置的輸出端連 接電熱箱。所述的顯示單元包括LED顯示電路和IXD顯示電路。所述的通信單元為RS232串口通信單元。溫度檢測電路包括熱敏電阻測溫電路和數(shù)字溫度傳感器測溫電路。采用上述技術(shù)方案的本實用新型，系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計方案，將印刷電路板分兩 部分，一部分為單片機主電路系統(tǒng)，另一部分由學(xué)生根據(jù)系統(tǒng)功能自行擴展設(shè)計。且本實用 新型根據(jù)功能分成不同電路，預(yù)留擴展口，使用時根據(jù)需要進行組裝，使用方便，能夠滿足 學(xué)生的不同訓(xùn)練需要。實驗時提供所有器件、工具及部分電路，學(xué)生按照原理圖完成元器件 識別、電路板焊接、產(chǎn)品裝配、電路調(diào)試、部分硬件電路設(shè)計及軟件編程，使學(xué)生掌握分析和 設(shè)計一個計算機控制系統(tǒng)的理論和方法，形成完整的計算機控制系統(tǒng)。有助于培養(yǎng)學(xué)生的 實踐創(chuàng)新意識和能力；有助于學(xué)生工程實踐素質(zhì)的培養(yǎng)，提高學(xué)生分析和解決實際問題的 能力。該裝置可用于《單片機原理及應(yīng)用技術(shù)》、《微型計算機控制技術(shù)》等課程實驗，以及 電子工藝實習(xí)(電路板焊接)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等。
圖1為本實用新型的原理框圖；圖2為本實用新型中單片機主電路的電路圖；圖3為本實用新型中RS232串口通信單元的電路圖；圖4為本實用新型驅(qū)動裝置的電路圖；圖5為本實用新型中溫度檢測電路的電路圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括一塊印刷電路板以及位于該印刷電路板上的擴展電 路模塊、電熱箱以及與電熱箱相連接的溫度檢測電路。在本實用新型中，將擴展電路模塊分 為兩部分，其中一部分為單片機主電路，另一部分為與單片機主電路相連接的鍵盤單元、顯 示單元、A/D轉(zhuǎn)換單元、通信單元和驅(qū)動裝置，上述驅(qū)動裝置的輸出端連接電熱箱。單片機 將采集到的溫度信號與設(shè)定溫度比較，利用PID算法或模糊算法，產(chǎn)生相應(yīng)的PWM脈沖控制 量，經(jīng)驅(qū)動裝置控制固態(tài)繼電器的吸合，使烤箱溫度穩(wěn)定在設(shè)定值。如圖2所示，單片機采用AT89S52單片機，其中J4接口用于ISP在線下載程序。鍵 盤采用獨立鍵盤，主要用于溫度設(shè)定。顯示單片采用SMC1602A字符型液晶屏，用于顯示溫 度及進行參數(shù)設(shè)置；也可同時包括LED顯示電路，用于起到警示燈的作用。如圖3所示，本實用新型利用MAX232芯片實現(xiàn)RS232串口通信功能。如圖4所示，本實用新型溫度調(diào)節(jié)采用調(diào)功方式，驅(qū)動電路采用的是過零型固態(tài) 繼電器，外加正弦電壓過零時控制信號才固態(tài)繼電器的觸發(fā)導(dǎo)通，則負載上得到的電壓是 一個正弦波。如圖5所示，本實用新型中的溫度檢測電路包括熱敏電阻測溫電路和數(shù)字溫度傳 感器測溫電路。以下分別說明(1)熱敏電阻測溫。由于負溫度系數(shù)的NTC熱敏電阻R4測量范圍寬，本實用新型 采用NTC熱敏電阻R4進行電熱箱溫度測量。溫度測量電路將電熱箱溫度轉(zhuǎn)換為電壓值，經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換送單片機。A/D轉(zhuǎn)換器U2采用TLC549。(2)DS18B20 一線式數(shù)字溫度傳感器DALLAS公司生產(chǎn)的“一線總線”接口數(shù)字溫度傳感器DS18B20，即芯片U3，它具有 3引腳T0-92小體積封裝形式；溫度測量范圍為_55°C +125°C，在-10°C +85°C范圍內(nèi)， 精度為士 0.5°C。DS18B20可程序設(shè)定9 12位的分辨率。多個DS18B20可以并聯(lián)，CPU只 需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和 邏輯電路。
權(quán)利要求一種電熱箱微機控制實驗裝置，其特征在于它包括一塊印刷電路板以及位于該印刷電路板上的擴展電路模塊、電熱箱以及與電熱箱相連接的溫度檢測電路；所述的擴展電路模塊包括單片機以及與單片機相連接的鍵盤單元、顯示單元、A/D轉(zhuǎn)換單元、通信單元和驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置的輸出端連接電熱箱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電熱箱微機控制實驗裝置，其特征在于所述的顯示單元包 括LED顯示電路和IXD顯示電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電熱箱微機控制實驗裝置，其特征在于所述的通信單元為 RS232串口通信單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電熱箱微機控制實驗裝置，其特征在于溫度檢測電路包括 熱敏電阻測溫電路和數(shù)字溫度傳感器測溫電路。
專利摘要本實用新型公開了一種電熱箱微機控制實驗裝置，它包括一塊印刷電路板以及位于該印刷電路板上的擴展電路模塊、電熱箱以及與電熱箱相連接的溫度檢測電路；所述的擴展電路模塊包括單片機以及與單片機相連接的鍵盤單元、顯示單元、A/D轉(zhuǎn)換單元、通信單元和驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置的輸出端連接電熱箱。采用上述技術(shù)方案的本實用新型，系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計方案，將印刷電路板分兩部分，一部分為單片機主電路系統(tǒng)，另一部分由學(xué)生根據(jù)系統(tǒng)功能自行擴展設(shè)計。且本實用新型根據(jù)功能分成不同電路，預(yù)留擴展口，使用時根據(jù)需要進行組裝，使用方便，能夠滿足學(xué)生的不同訓(xùn)練需要。
文檔編號G09B19/00GK201725456SQ20102023111
公開日2011年1月26日 申請日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者張偉, 張宏偉, 曹陽, 王新環(huán) 申請人:河南理工大學(xué)