引言
温度控制对于工业和日常生活等领域都具有广阔的应用前景,很多应用领域,需要精度较高的恒温控制,由于其控制具有非线性、时滞性和不确定性,用传统的控制达不到好的控制效果。模糊控制是一种基于规则的控制,它直接采用语言型控制规则,出发点是现场操作人员的控制经验或相关专家的知识,其鲁棒性强,干扰和参数变化对控制效果的影响被大大减弱,所以特别适合于0~100℃温度的精确控制。
MSP430系列单片机是一个16位的、具有精简指令集的、超低功耗的混合型单片机。MSP430F149单片机采用了精简指令(RISC),具有丰富的寻址方式(7种源操作数寻址、4种目的操作数寻址)、简洁的27条内核指令以及大量的模拟指令,大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算,还有高效的查表处理指令;有较高的处理速度,在8MHz晶体驱动下指令周期为125 ns。
设计一种以单片机MSP430F149为系统的核心部件,并将模糊控制算法应用到其中的温控仪上,温度控制范围为常温0~100℃,设定温度值与测量温度值实时显示,控制精度可达±0.5℃。该系统采用恒泷供电,电路较简单,成本低,温度控制精度高,可以广泛应用于需要进行恒温控制的生产和生活中。
1 系统设计
系统以MSP430F149单片机为控制核心,温度测量由铂电阻恒流调理电路完成,调理电路的输出电压送入单片机,在单片机内部实现A/D转换,并对采样数据进行滤波及标度变换处理,温度值由3位数码管显示。输入的温度设定值由4位独立式键盘电路进行,设定值送入单片机后,由另一个3位数码管显示。系统设计框图如图1所示。
2 主要硬件电路设计
2.1 铂电阻测温调理电路
在本系统中,实际温度值由铂电阻恒流工作调理电路进行测量。为了克服铂电阻的非线性特点,在信号调理电路中加入负反馈非线性矫正网络。如图2所示,铂电阻选用标称值为100Ω的RT100作为温度传感器。A1,A2和A3采用低温漂运放OP07,由于有电流流经铂电阻传感器,所以当温度为0℃时,在铂电阻传感器上有压降,这个电压为铂电阻传感器的偏置电压,是运放A1输出电压的一部分,使恒流工作调理电路的输出实际不为0,所以需要对这个偏置电压调零,图中R3为调零电阻。图中运放A3及电阻R1,R4和R6构成负反馈非线性校正网络。R5用于调整运放A2的增益。
2.2 温度控制电路
系统加热丝与风扇均采用图3所示电路形式。电路采用了晶体管驱动的直流电磁继电器。当单片机的P5.4为低电平时,继电器RL1吸合,当P5.4为高电平时,继电器RL1释放。采用这种控制逻辑可以使继电器在上电复位或单片机受控复位时不吸合。继电器由晶体管2N222A驱动,可以提供所需的驱动电流。
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史海拾趣
对于快速充电IC(bq2002)电路,网友可能还会有多种问题,以下是一些常见问题及其回答:
一、电路设计相关问题
- BQ2002的BAT引脚如何正确接入电池电压?
- 回答:BQ2002的BAT引脚用于接收电池电压的取样信号。通常,电池电压会经过一个电阻分压网络后接入BAT引脚,以确保BQ2002能够正确检测电池电压。电阻分压网络的输入电阻不应小于200kΩ,以避免对电池电压造成过大影响。
- 如何设置BQ2002的充电速率?
- 回答:BQ2002的充电速率可以通过TM引脚进行设置。当TM引脚接地时,充电速率为1C(即电池容量的1倍)。此外,根据数据手册,TM引脚的不同电平还可能对应不同的充电速率,如C/2或2C,但具体设置需参考具体的数据手册或应用指南。
- BQ2002的CC引脚如何控制充电电流?
- 回答:BQ2002的CC引脚用于控制充电电流的开关,而不是直接调节充电电流的大小。CC引脚有两种状态:高阻态和接地态。当CC引脚为高阻态时,充电电流可以流动;当CC引脚接地时,充电电流被抑制。充电电流的大小通常由外部恒流源(如LM317等)的电阻设置决定,与CC引脚的状态无关。
二、功能实现与调试问题
- 为什么BQ2002没有进入快速充电模式?
- 回答:BQ2002没有进入快速充电模式可能由多种原因造成,如电池电压或温度不符合快速充电条件、TS引脚电压不在正常范围内、或外部电路设计问题等。建议检查电池电压和温度是否满足快速充电条件,同时检查TS引脚电压是否介于0.25VCC和0.4VCC之间(或1.25V和2.0V之间),并确认外部电路设计无误。
- BQ2002在充电过程中突然停止充电怎么办?
- 回答:BQ2002在充电过程中突然停止充电可能是由于电池过热、电池电压过高或外部电路故障等原因造成的。建议检查电池温度是否过高,电池电压是否超出BQ2002的承受范围,并检查外部电路是否有短路或断路等故障。如果问题依旧存在,可能需要更换BQ2002芯片或重新设计外部电路。
- 如何调整BQ2002的充电截止电压?
- 回答:BQ2002的充电截止电压通常是通过外部电路设计来调整的。具体方法可能因电路设计而异,但一般可以通过调整与BAT引脚相连的分压电阻的阻值来改变BQ2002检测到的电池电压值,从而调整充电截止电压。需要注意的是,在调整充电截止电压时,应确保电池不会因过充而损坏。
三、其他常见问题
- BQ2002支持哪些类型的电池?
- 回答:BQ2002通常支持多种类型的可充电电池,如镍氢电池、锂离子电池等。但具体支持的电池类型可能因BQ2002的版本或制造商而有所不同。因此,在使用BQ2002进行电池充电时,应参考具体的数据手册或应用指南以了解支持的电池类型。
- BQ2002的功耗如何?
- 回答:BQ2002的功耗通常较低,但具体功耗值可能因工作条件(如输入电压、输出电流、环境温度等)的不同而有所变化。在设计电路时,应充分考虑BQ2002的功耗对系统整体性能的影响,并采取相应的措施来降低功耗。
以上是针对快速充电IC(bq2002)电路的一些常见问题及其回答。需要注意的是,由于BQ2002的具体应用可能因电路设计、电池类型等因素而有所不同,因此在实际应用中应参考具体的数据手册或应用指南以获取准确的信息。
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