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1、 智能烘箱温度控制器设计摘要: 电烘箱在机械、冶金、化工等行业具有广泛的应用，如机械零件的热处理。在某些情况下，要求对电烘箱的温度实现准确控制，若采用一般控制方法则难以实现。以铂热电阻温度传感器PT100作为感应烘箱温度传感器，它将温度的变化转换为电阻阻值的变化，由铂热电阻PT100组成的测量电桥将烘箱温度的变化转换成电压信号变换、再经集成运放7650放大成05V的模拟电压信号后，经ADC0804转换成8位数字信号送入AT89C52单片机系统， AT89C52单片机对所采集的数据经数字滤波、变换等处理后送入164显示模块进行显示，同时输出控制量，控制可控硅的导通从而控制加热装置开启或关闭，实现
2、对烘箱温度的智能控制。 本次设计所要求实现的温度测量范围为0300，分辨率为1。测量结果用3位LED数码管显示。设计中利用STC89C52系列单片机实现了实时温度采样、智能控制，有较高的实用价值；此外，采用数码显示和键盘输入实现了“人机对话”，充分满足了使用者对于产品使用便捷直观的要求。关键字:温度传感器、A/D转换 、实时测温 指导教师签字：The development of Intelligent Oven SystemStudent Name： Yaoxi Classe：098205234 Supervisor： ChenlijuanAbstract : Electric oven i
3、n the machinery, metallurgical, chemical and other industries has a wide range of applications, such as mechanical partsannealing.Under certain circumstances, the oven temperature is reguired to achieve accuratecontrol,such as the general control methods will be difficult to achieve. Platinum resist
4、ance to heat as the temperature sensor PT100 sensors oven temperature sensitive components, It will change the temperature of the resistance to the resistance changes, Platinum by the thermal resistance of Surfacing Bridge will be measured temperature of the oven converted into voltage signal conver
5、sion, then integrated operational amplifier 7650 enlarge 0 5V voltage signal simulation. After ADC0804 converted into eight digital signal into AT89C52 system, AT89C52 of the data collected by digital filtering, After processing transform into 164 Module for, and determine whether the effective temp
6、erature range beyond, thus completing the measurement of temperature. The design calls for the temperature measurement range of 0 C to 300 C, resolution of 1 C. Measurement results using three digital LED Display. Design Series MCU STC89C52 use real-time temperature sampling, intelligent control, ha
7、ve high practical value; In addition, the use of digital display and keyboard input of the man-machine dialogue fully meet the users for the products easy to use visual requirements. Keywords : temperature sensor, A / D conversion, real-time temperature measurementsignature of instructor : 目 录第一章 绪论
8、11.1 选题的依据及课题的意义11.2 国内外研究概况及发展趋势11.3 本文的主要研究内容2第二章 烘箱系统的组成及工作原理32.1 系统的设计要求与技术指标32.2系统组成框图与功能分析3第三章 烘箱系统硬件电路的设计53.1 单片机最小系统53.1.1 时钟电路53.1.2 复位电路53.2 温度采集放大电路73.3 A/D 转换电路设计103.4 键盘、显示接口电路123.4.1 LED显示接口电路123.4.2 键盘接口电路133.5 加热控制电路153.6 报警电路16第四章 烘箱系统软件设计184.1 软件设计总体框图184.2 系统子程序设计194.2.1 A/D 转换子程序
9、194.2.2显示程序21 4.2.3键盘输入程序22第五章 系统调试235.1 单片机系统调试235.2 温度采集电路的调试235.3显示电路的调试23第六章 结论256.1 实现功能256.2不完善之处25参考文献26致谢27附录一 电路原理图28附录二 程序清单29 第一章 绪论1.1选题的依据及课题的意义在现代化的工业生产中，温度是工业对象中主要的被控参数之一，例如在冶金、机械、食品、化工各类工业中，广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等，对工件的处理温度要求严格控制，现代计算机温度控制系统使温度控制指标得到大幅度的提高。温度控制无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要
10、的作用。在工业控制中，温度控制是一个很重要的环节。温度控制的好坏，往往影响成品的好坏。在日常生活中，过低的温度满足不了人们的需求，而过高的温度则会造成能源的巨大浪费。特别是在当前全球能源极度有限的情况下，掌握好对温度的控制是必要的。烘箱的用途十分广泛，它适用于烘烤有化学性气体及食品加工行业的欲烘烤物品、基板应力的去除、油墨的固化、漆膜的烘干等，并且广泛使用于电子、电机、通讯、电镀、塑料、五金化工、食品、印刷、制药、PC板、粉体、含浸、喷涂、玻璃、陶瓷、木器建材等等的精密烘烤、烘干、回火、预热、定型、加工等，既适用于工业生产的加工过程，也适用于日常生活的一些物品的烘烤。随着现代工业生产和生活的要
11、求不断提高，对其过程中温度控制器的精度、通用性、人性化、安全稳定性等性能要求越来越高，同时其成本及实用性对人们来说也不容忽视。所以如果能将烘箱的温度控制的技术提高的话，那么人们的许多日常活动都将变得更加方便，对能源的节约也起到了重要的意义。本系统以单片机为核心，主要部分包括传感器温度采集、A/D转换、按键操作、显示等部分。采用PID算法实现温度控制功能，并使其达到要求的精度，完成对温度的采集和实时显示、超温报警等功能的实现。1.2国内外研究概况及发展趋势已往的烘箱采用的是手控式的和电子式的温度控制装置，随着人们对温度控制的精度和操作简便的要求的提高，人们又发明了以单片机为核心的温度控制装置，该
12、种装置是目前较先进的温度检测和控制装置。具有温度控制准确，操作简便和结构简单等众多的优点。但它也还存在着许多的不足之出不能满足人们某些方面的要求。例如其输出结果常用数码管显示，结果不够形象，对于复杂数据的处理更是力不从心。因此许多温度控制系统增加了RS-232等的接口电路，增强了与上位机的联系，并通过编程可实时的画出温度曲线，更有利于对温度进行控制，更可进一步观察温度变化的规律。PID等算法的运用使的温度的控制更加的精确。随着计算机技术的发展和完善，微机被广泛运用与检测和控制领域。微机在测控技术中的运用，使得传统的测控手段，方法和设备发生了根本的变化，形成了自动化，实时化和智能化的微机检测与控
13、制系统。用PC机替代单片机，PC机的强大的数据处理和人机对话功能可以用来弥补单片机控温的不足。随着科学技术的发展和自动化程度的进一步提高，烘箱做为实验室的常用设备也在不断的发展，由原来单一的产品逐渐向多个方向发展，比如电脑控温、真空烘箱等等。1.3 本文的主要研究内容本系统的研发主要包括了系统硬件和系统软件的设计。硬件设计工作主要包括了：掌握温度传感器、数码管显示、键盘输入、放大器件和模数转换芯片工作原理，并由此设计出具体硬件电路；在软件方面则是利用单片机组成控制系统，编程实现键盘数据输入，温度数据采集及实时显示和加热控制的功能。本系统以STC89C52 单片机为微控制器,利用PT100传感器
14、与单片机组成的测控系统,检测当前温度并通过单片机的控制实现对烘箱的加热。单片机数通过HD7279键盘显示当前采样温度值以及键盘输入的设定温度值。第二章 烘箱系统的组成及工作原理2.1 系统的设计要求与技术指标本课题的任务是应用单片机技术对一脱蜡烘箱进行温度控制。具体技术要求如下：1. 设计一路温度采集电路；2. 设计键盘、显示接口电路，可时实显示和设定温度值；3. 设计输出控制接口电路和报警电路；4. 控温范围为0300，精度为12.2系统组成框图与功能分析本系统主要由四大部分组成：数据采集转换电路模块、控制电路模块、键盘显示模块、加热驱动模块、报警电路模块。各模块主要功能：一、数据采集、放大
15、、转换模块完成温度信号的测量放大和转换。二、控制模块主要包括单片机最小系统、各种接口电路。三、显示模块主要是通过7279键盘显示来实现。四、加热驱动电路模块主要完成单片机控制可控硅加热。五、报警电路模块实现在烘箱温度超过设定温度时发出警告。1硬件电路组成框图简化的硬件组成框图如下： 加热控制控制对象键盘显示电路单片机控制A/D转换电路温度转换电路报警显示 图2.1硬件原理图2、基本功能使用pt100构成电桥测量温度，温度的信号经过AD转换电路后进入单片机系统实现显示温度，控制加热设备等功能，同时可通过键盘可设置电路参数3、软件的基本组成软件主要有主程序，A/D转换程序，键盘输入等几部分组成，主要实现键盘数据输入，温度数据采集及实时显示和加热控制的功能。第三章 烘箱
