[实用新型]基于单片机的闭环调温实验系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于单片机的闭环调温实验系统。

背景技术

对于电类专业的学生来说，“单片机原理与应用”是电类及相关专业的主干课程，具有很强的技术性和实践性。实验、实验平台在单片机教学中占有十分重要的位置；在国内学校在单片机实验的教学过程中平台相对单一，且涉及的知识面也较窄；并且，控制行业对单片机的要求越来越高，显然传统的实验、实验教学平台已经无法满足学生适应岗位的需要；因此，需要将自动控制技术，融入单片机教学中，进一步提高学生创新能力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于单片机的闭环调温实验系统，以便于学生搭建适于构成闭环温控的实验电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于单片机的闭环调温实验系统，包括：上位机，与该上位机相连的闭环调温装置；所述闭环调温装置包括：加热单元、单片机温控单元和温度采集单元；其中加热单元、单片机温控单元和温度采集单元之间均设有用于插件元器件以构建相应关联电路的面包板；所述温度采集单元包括用于获得加热单元各测试点数据的多路温度采集通道，且多路温度采集通道分别与第一多通道模拟开关的多路输入端相连，该第一多通道模拟开关的输出端与差分放大电路的第一输入端相连，且该差分放大电路的输出端作为温度采集单元的输出端，所述差分放大电路的第二输入端用于连接基准电压；以及第一多通道模拟开关由上位机控制以选择相应温度采集通道，并且所述单片机温控单元与上位机通讯，即将检测的温度数据发送至上位机。

进一步，所述温度采集单元还包括基准电压切换电路，所述基准电压切换电路为与电源相连的串联分压电路，其中各阻值之间均设有分压输出端；各分压输出端分别与第二多通道模拟开关的多路输入端相连，该第二多通道模拟开关的输出端与差分放大电路的第二输入端相连；以及所述第二多路通道模拟开关由上位机控制以选择相应的基准电压。

进一步，上位机包括：主处理器模块，与该主处理器模块相连的液晶显示模块，所述主处理器模块的第一、第二多通道模拟开关控制端和温度采集端分别引出后与第一、第二多通道模拟开关的控制端和单片机温控单元的信号输出端相连。

本实用新型的有益效果是，基于单片机的闭环调温实验系统通过加热单元、多路温度采集通道、单片机温控单元以及通过面包板搭建相关电路以实现各单元之间互连，满足了调温控制系统的闭环控制电路构建，使学生完成单片机编程、电路设计等综合训练，以及还通过上位机实时获得闭环调温装置的温度数据，以便于评判学生实验效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的基于单片机的闭环调温实验系统的原理框图；

图2是基准电压切换电路的电路原理图。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种基于单片机的闭环调温实验系统，包括：上位机，与该上位机相连的闭环调温装置；所述闭环调温装置包括：加热单元、单片机温控单元和温度采集单元；其中加热单元、单片机温控单元和温度采集单元之间均设有用于插件元器件以构建相应关联电路的面包板；所述温度采集单元包括用于获得加热单元各测试点数据的多路温度采集通道，且多路温度采集通道分别与第一多通道模拟开关的多路输入端相连，该第一多通道模拟开关的输出端与差分放大电路的第一输入端相连，且该差分放大电路的输出端作为温度采集单元的输出端，所述差分放大电路的第二输入端用于连接基准电压；以及第一多通道模拟开关由上位机控制以选择相应温度采集通道，并且所述单片机温控单元与上位机通讯，即将检测的温度数据发送至上位机。

单片机温控单元与上位机的通讯方式例如但不限于采用串口通讯。

其中，所述单片机温控单元采用单片机处理器及其外围电路，所述面包板构建的关联电路例如位于单片机温控单元与差分电路之间的AD转换电路，以及位于单片机温控单元输出端与加热单元之间的驱动电路，可以由学生自行构建相应的AD转换电路或者相应的驱动电路，提高学生动手能力。

其中，所述单片机处理器模块例如但不限于采用STM32单片机，89c52单片机。

所述多路温度采集通道适于连接相应的温度传感器，各温度传感器适于检测加热单元上各测试点的温度值，以获得多路温度数据。