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1、摘 要随着社会的发展，单片机因其高可靠性和高性价比，在工业控制系统、 智能化仪器仪表和智能接口等诸多领域内得到了极为广泛的应用。本文介绍的是以PC 机为控制核心的炉炉温控制系统的设计。介绍了电阻炉的工作原理及常规测温的方法；介绍了PC 机在温度控制中对数据的采集、处理的相关知识；分析了系统的软、硬件结构及工作原理；基于单片机控制的电阻炉温度控制系统是一种智能型控制系统。该系统由89C51 单片机及其复位电路，晶振电路，总线收发电路，译码电路，温度传感器与系数接口，显示电路，存储器及接口电路组成控制器，以温度为被控制量的闭环控制系统，适用于大功率的电阻锅炉。一种基于单片机的大动态范围、温度传感器
2、的设计研制，将被测温度信号由模拟量转换为数字量，利用单片机系统达到高精度的要求，整个系统有非线性校正、LED 显示和键盘输入等功能。【关键词】 单片机 电阻炉 PID 算法 温度测量与控制Abstract: With the development of society, Single-Chip Microcomputer gains wide applications in industry control system, intelligent interface, intelligent instruments and office automation system so on, fo
3、r its higher reliability and cost performance. In this papers, the temperature control system of electric stove is a intelligent control system。The control system includes the 89C51single chip microprocessor and Circuits of restituting position，circuits of exportation and importation, Circuits of tr
4、anslation code, transmission and induction system of temperature, the interface of coefficient, circuits of showing, stashing equipment and circuits of interface. The temperature is the controlled variable and a closed loop system is constructed. The designed system is available for automatic equipm
5、ent of electricity and caloric. A design and research that make mensurated signal from simulation to digital amount, which transmission and induction system of temperature, can reach to the request of accuracy with the Single Chip microprocessor. The System include un-linear correction, compensation
6、 about temperature many points. Some function of LED showing and keyboard input.Keywords:Single-chip microcomputer Resistance fumace Algorithm-PID Temperature survey and contol目 录前 言 11 系统概述 21.1 AT89C51 单片机性能介绍21.2 传感器简介 31.3 热处理设备的分类41.4 系统的组成 41.5 温度控制的工艺要求52 系统总体方案设计62.1 确定系统任务 62.2 系统组成与工作原理62.
7、3 电阻炉的数学模型及炉温控制要求73 硬件设计 83.1 主机电路的设计83.2 电源部分的设计83.3 温度检测以及补偿放大电路93.4 A/D 转换电路 113.5 过零检测电路设计133.6 晶闸管触发电路设计143.7 声光报警电路设计163.8 LED 动态扫描显示电路173.9 键盘设置电路 194 软件设计 204.1 主程序设计204.2 键盘设置子程序的设计204.3 显示子程序的设计224.4 数据采集 224.5 PID 参数的计算、过零控制及定时控制244.6 程序清单 26结束语 52参考文献 53附录 :“基于单片机技术的电阻炉炉温自动控制”原理图1前 言在生产过
8、程中，加热炉温度的控制是十分重要的。热电阻炉的发热体为电阻丝，常规方式大多采用仪表测量温度，并通过控制交流接触器的通断时间比例来控制加热功率。由于模拟仪表本身的测量精度差，加上交流接触器的寿命短，通断比例低，故温度控制精度低，且无法实现按程序设定的升温曲线升温和故障自诊断功能，因此目前要对传统的温度控制方法进行改造，用微机取代常规控制已成必然，国内已相继出现各种以微机为核心的温度控制系统。这种系统控制精度高、重复性好、自动化程度高，可以大大提高产品质量和减轻工人的劳动负担。在它的工作过程中，温度控制是一个很重要的环节。一直以来，人们采用了各种方法来进行温度控制，都没有取得很好的控制效果。在计算
9、机发达的今天，人们就想采用计算机来进行控制，应用计算机的实时监控技术和高温测量技术，可实现电阻炉的实时监控，它取得的控制效果明显的好于其它的方法，它既可以提高产品质量，又节省能源。而单片机对温度的测量与控制并不是简单的按顺序先后执行一些机械的动作，而是要进行相应的复杂运算和判断，这就是单片机的智能性所在。在本系统中，单片机采用了运用较为广泛的 PID 控制算法，把检测温度和人们输入的期望温度相比较，然后通过 PID 控制算法，计算出系统本工作周期内应该导通的波头数，由此调节输入功率，从而达到控制温度的目的。总的来说，在智能温度测量与控制电器中，单片机起了智能控制部件作用。它的存在，提高了电器的品质，增加了智能温度测量与控制电器的功能；并在智能温度测量与控制电器中执行模拟人类智能的进程。随着智能控制理论和人工智能研究的深入，各种更加逼真地模拟人类智能的智能温度测量与控制电器会更多的出现，而单片机和智能理论的结合，将来不但更多的改进现行智能温度测量与控制电器，而且将会产生全新的智能温度测量与控制电器。本设计为单片机控制电阻炉温控系统，系统智能控制部分由单片机及其相关的外围电路组成，外
