温度控制系统摘要本设计是采用热电偶为温度检测元件的单片机温度控制系统，这个系统是由硬件和软件两部分组成的。
硬件电路包括三个部分：温度检测及放大电路、键盘/显示电路、温度控制电路。
工作过程如下：热电偶检测炉内温度，得到的温度值经过A/D转换后输入到8155进行显示，同时从8155键盘输入系统温度设定值，将设定值与实际测量值进行比较会得到一个偏差值，将此偏差值进行PID处理，处理后的控制量送给双向可控硅。
双向可控硅在给定周期T内具有不同的导通时间，这是由双向可控硅控制极上的触发脉冲控制的，这个触发脉冲是8031的P1.3引脚上产生的，经过零同步脉冲同步后经光耦管和驱动电路输出到可控硅的控制极上，从而改变加热的时间，达到温度控制的目的。
软件部分包括主程序、T0中断服务程序、T1中断服务程序等。
关键词：单片机，温度控制，硬件，PID算法Temperature Control SystemAbstractThe design is a single chip microcomputer temperature control system adopting the electric thermocouple to measure temperature, this system is made up of hardware and software.The circuit of the hardware includes three parts: temperature measure and enlarge circuit、keyboard and LED circuit and temperature control circuit. The working course is as following: the electric thermocouple measures the temperature of the stove, the temperature value is changed by A/D converter, and then it is input to 8155 and shown. At the same time the establishing value of systematic temperature is input from 8155 keyboards , it can receive one difference according to actual measurement value and the establishing value, this difference value is deal with PID, and then give this amount to the two-way silicon controlled rectifier. The two-way silicon controlled rectifier has different leading time in the given cycle T, this time is controlled by polarity’s pulse of touching of the two-way silicon controlled rectifier, this pulse of touching is provided by the P1.3 of 8031, it is synchronous with the zero pulse, and then input to control polarity of silicon controlled rectifier through the Photoelectric coupling and drive circuit, it can change the time of heating, at last this system can achieve the control aim.The part of the software is made up of main program, T0 cutting off service routine, and T1 cutting off service routine and so on.Keywords: single chip computer, temperature control, the hardware, PID algorithm目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1选题的背景 (1)1.2温度控制技术的现状及其发展趋势 (1)1.3国内温度控制技术的研究成果 (2)1.4课题的研究内容 (2)2 温度检测部分 (4)2.1热电偶简介 (4)2.2热电偶在本设计中的应用 (5)3 数据采集部分 (7)3.1ADC0809简介 (7)3.2ADC0809在本设计中的应用 (7)3.3ADC0809转换程序 (8)4 8155的输入与显示部分 (10)4.18155简介 (10)4.28155在本设计中的应用 (11)4.2.1 8155的显示过程 (12)4.2.2 8155的输入过程 (14)5 温度控制部分 (16)5.1双向可控硅简介 (16)5.2温度控制过程 (16)5.3温度控制的算法 (18)5.3.1 PID控制的原理和特点 (18)5.3.2温度控制的具体算法 (19)6 MAX232的介绍 (21)6.1收发器的历史 (21)6.2MAX232的工作电路 (21)6.3MAX232的详细说明 (22)6.3.1双充电泵电压变速器 (22)6.3.2 RS-232驱动器 (22)6.3.3 RS-232接收器 (22)7 软件设计 (24)7.1主程序流程图 (24)7.2部分程序 (24)结论......................................................................................................... 错误!未定义书签。
致谢.. (29)参考文献 (30)附录A（外文文献） (31)附录B（中文译文） (37)1 绪论1.1选题的背景随着集成电路技术的发展，单片微型计算机的功能也不断增强，许多高性能的新型机种不断涌现出来。
单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化和各个测控领域中广泛应用的器件，在工业生产中成为必不可少的器件，在日常生活中发挥的作用也越来越大。
在温度控制系统中，单片机更是起到了不可替代的核心作用。
在工业生产中如：用于热处理的加热炉、用于融化金属的钳锅电阻炉等，在日常生活中如：热水器、电热毯等等，都用到了电阻加热的原理。
随着生产的发展，上述设备对温度的控制要求越来越高，随着人们生活水平的提高，对日常用品的自动化也提出了更高的要求，控制理论的不断更新换代满足了上述要求，达到了自动控制品质的目的。
1.2温度控制技术的现状及其发展趋势目前我国检定装置的温度控制，已经以自动化控制仪表代替人工操作。
从温度控制方式来看，过去大部分采用单纯的两位控制转为PID控制，温度的自动控制已经普及化。
从温度控制仪表的性能方面，对温度控制的现状谈上几点：1、检测元件检测元件对控温精度起着决定性作用，目前检测元件本身还存在某些问题，例如热电偶用于信号检测，其热电势会随时间产生漂移。
2、温度设定器的稳定性问题设定器的电源必须要稳压。
除此之外，对环境温度的变化也必须考虑，要使用温度系数特别小的锰铜电阻，要消除机械形变且材料均匀等；另外，设定器最好用恒流电源供电，以消除接触热电势，并且能使输出阻抗一定。
3、偏差放大器偏差放大器的选择对温度控制器的长期稳定性和精确性来说是特别重要的，因为一般热电偶或热电阻检测的温度信号都是很微弱的，因此要有足够高的增益。
设计一个性能良好的放大器是温度控制的一个关键性问题。
4、调节器调节器是控温器的另一个重要部件。
精密温度自动控制一般都采用PID调节器。
用运算放大与阻容反馈回路构成的PID调节器，要注意的问题是如何防止积分饱和现象。
5、执行机构对于电阻炉来说，执行机构几乎都是继电器，饱和电抗器和可控硅等。
检定装置的温度控制系统大多采用可控硅的PID控制方式。
可控硅体积小，重量轻，适用大功率控制。
综上所述，只有对温度控制仪表各部件精心设计，才能获得一个高水平的、高精度的控制效果。
随着自动控制技术的发展，对精度高、可靠性好、结构简单、坚固耐用、操作方便、维护容易、成本低廉的各种常用简易仪表和调节器的需要也是很迫切的。
因此在选择检测元件时，应根据：精度、响应特性、互换性、线性、连续测定性、性能随时间变化的情况、输出信号大小、设备运转设备低廉、结构简单和易于维修、耐高、低温性以及各种气氛的影响等情况加以选择[1]。
随着单片机在各行业控制系统中的普遍采用，其构成的实时控制系统日臻完善，一定会使温度控制系统的总体性能大大提高，功能更趋完善。
1.3 国内温度控制技术的研究成果随着科技的不断发展，新型的温度控制系统不断涌现。
其中，李树华，刘超英和董辉研制的数字PID自动温度控制系统，采用8031单片机作为PID控制器，具有可编程、控制算法可选、体积小、稳定性好、抗干扰能力强等优点。
该温度控制系统体积只有100mm×160mm×220mm，控制功率达2Kw,经昼夜连续运行证明，性能稳定可靠，另外，该系统由8031单片机的最小系统所组成，EPROM选用27128，程序存储器容量较大，因此，可以扩充多种控制模块和运算模块以备选用，同时只需使用不同类型的传感器及执行部件即可构成不同控制功能的系统（例如：被控量为流量，压力，液位等场合），可满足多种用户的控制要求。
应如艳和杜吉全研制的微机温度控制系统控温原理简单，简化了系统的硬件构成和软件设计，成本较低廉，采用数字PID控制，调整灵活，通过人机对话，可以实现在线调节控制方案和参数，控制平稳和准确，质量较高，可以实现多回路的检测和控制以及多种物理量的控制。
1.4课题的研究内容本文介绍了一种PID炉温控制系统。
该系统利用单片机可以方便地实现对PID参数的选择与设定，也可以通过计算机与单片机的串行通讯，实现工业过程中的交互式PID控制。
它是用温度传感器将检测到的实际炉温进行A/D转换，送入计算机中，与设定值进行比较，得出偏差。
对此偏差按PID算法进行修正，求得对应的控制量控制可控硅驱动器，调节电炉的加热功率，从而实现对炉温的控制。