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1、 开封大学毕业设计论文题目温度控制器的设计机电工程学院 李小草 摘 要本文设计了一个温度自动控制器。本设计以单片机8031为控制核心外加硬件电路将温度显示和数字控制集和于一体实现智能温度控制。并采用软件程序实现升温的调节能对加热炉的升温速度和保温时间严格控制。 单片机控制系统由微处理器和工业生产对象两大部分组成。 本文是通过热敏电阻和单片机等来实现对工程上一些系统的温度进行范围控制的过程。关键词测温PID 算法单片机温度控制器 ABSTRACTThis paper describes the design of a automatic temperature controller. The d
2、esign is based on SCM (8031) for the control of the core, the sur- hardware circuit, the temperature demonstration and the numerical control collection and in a body, realizes the intelligence temperature control. It realizes the elevation of temperature adjustment with the software routine, can hea
3、ting furnaces elevation of temperature speed and the soaking time strict control. Microprocessor and microcontroller control system consists of two major components of industrial production of objects. This article is a microcontroller such as through the thermal resistance and to achieve a number o
4、f system engineering on the temperature range control of the process. KEY WORDS Measure warm PID algorithm single flat machine and Temperature Controller 目 录摘 要.I ABSTRACT.II 第 1 章 前 言.1 1.1 概述.2 1.2 课题分析.2 1.3 设计思路.2 第 2 章 系统的基本组成及工作原理.3 2.1 系统的基本组成.3 2.2 系统的基本工作原理.3 第 3 章 测温电路的选择及设计.5 31 热电偶测温电路.5
5、 3.1.1 热电偶.5 3.1.2 毫伏变送器.6 3. 2 热敏电阻测温电路.6 3.2.1 热敏电阻.6 3.2.2 关于铂电阻的特性.7 3.2.3 温度测量电路.7 第 4 章 芯片组的电路设计.8 4 1 ADC0809与 8031 接口硬件电路设计.8 4 2 8155与 8031接口硬件电路设计.9 4.2.1 8155 芯片的结构.9 4.2.2 8155与8031接口电路.9 4 3 2732EPROM 的工作原理及硬件接口设计.11 第 5 章 掉电保护功能电路.14 第 6 章 温度控制电路.15 6. 1 温度控制电路.15 62 控制规律的选择.16 第 7 章 系
6、统程序设计.18 71 系统控制主程序.18 72 0T中断服务程序.20 73 采样程序及其流程图.24 74 数字滤波子程序及其流程图.25 总 结.27 致 谢.28 参考文献.29 附 录.30 第 1 章 前 言 1.1 概述 现代信息技术的三大基础是信息采集控制(即温度控制器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。温度控制器属于信息技术的前沿尖端产品尤其是温度控制器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域数量日渐上升。 温度控制器是基于单片机开发的温度控制装置。其主要功能是根据用户设定温度与实际温度的差值来控制加热器等执行机构从而改变温度至用户所需。 近些年来因为温
7、度控制器环节已经被纳入为分布式控制系统DCS 个人电脑 PC 和可编程逻辑控制器 PLC 全球工业电子温度控制器市场增长缓慢。随着我国电子温度控制器市场的迅猛发展 与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。 了解国内外电子温度控制器生产核心技术的研发动向、工艺设备、技术应用及趋势对于企业提升产品技术规格提高市场竞争力十分关键。 目前主要有模拟、集成机械式温度控制器和智能电子式温度控制器两大系列。 且国际上新型温度控制器正从模拟式向数字式、 电子式 从集成化向智能化、网络化的方向发展。在当今电子信息时代电子自动化、信息采集控制在任何行业都是不可逆转的潮流。 温度控制器发展初期是
8、机械式温度控制器 这类温度控制器采用双金属片或充气膜盒感测室内温度使用波段开关直接调整风速。双金属片温度控制器现基本已淘汰 只使用在一些要求不高较低档场合 充气膜盒温度控制器当前较流行但总体来讲机械式温度控制器缺点十分明显1.机械式温度控制器外观陈旧呆板2.机械式温度控制器控温精度差3.容易打火直接切换强电4.极易在一个极小温差范围内频繁开关水阀风阀5.功能比较单一。鉴于这些智能电子式温度控制器全面取代机械式温度控制器将是不可逆转的潮流。 本文将介绍一款以单片机为核心,具有智能、可编程、环保和节能等特点的温度控制系统的设计。 本设计的温度控制器是已单片机为核心的。单片微型机简称单片机它是在一片
9、芯片上集成了中央处理部件存储器、定时器/计数器和各种输入输出设备等接口部件。单片机是微机发展的一个重要的分支自问世以来性能不断地改善和提高加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗小、使用方便、性能可靠、价格便宜等优点故在工业控制、数据采集和处理、通信系统、家用电器等领域的应用日益广泛。国内虽然起步较晚但单片机的潜力越来越被人们所重视尤其在工业控制、自动化仪器仪表、计算机系统接口、智能化外设等应用领域发展很快。它的应用对于产品升级换代、机电一体化都具有重要的意义。在工业生产中电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。其中温度控制也越来越重要。在工业生产的很多领
10、域中人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点而且可以大幅度提高被控温度的技术指标从而能够大大的提高产品的质量和数量。 1.2 课题分析 单片机控制系统由微机和工业生产对象两大部分组成 其中包括硬件电路和软件程序 整个控制系统是通过接口将计算机和生产过程联系起来实现计算机对生产过程中的数据处理和控制。 本文介绍了 MCS51 单片机对温度控制系统硬件接口和软件设计的基本思想。包括单片机系统的扩展即程序存储器和数据存储器的扩展输入/输出接口扩展和温度控制电路的接口。 1.3 设计思路 首先收集大量相关资料参考多种温度控制器方案并确定出自己将要设计的方案(根据系统具体指标要求可以对每一个具体部分进行分析设计。此外整个控制系统可分为硬件电路设计和软件程序设计两大部分。 可分别对它们进行分析设计)再对自己打算设计的方案进行仿真调试 当仿真调试得到理想效果时再将设计好的原理电路制成 PCB 板随后清点需要的元器件并购买最后按照自己设计的电路完成实物并调试。 第 2 章 系统的基本组成及工作原理 2.1 系统的基本组成 在工业生产中电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。其
