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基于单片机的温度控制系统设计

湖南科技大学潇湘学院毕业设计(论文)题目单片机温度控制系统作者系部信息与电气工程系专业电气工程及其自动化学号指导教师二〇一年月日湖南科技大学学院毕业设计(论文)任务书信息与电气工程系电气工程及其自动化教研室教研室主任:(签名)年月日学生姓名: 学号: 专业: 电气工程及其自动化1 设计(论文)题目及专题:单片机温度控制系统2 学生设计(论文)时间:自年月日开始至年月日止3 设计(论文)所用资源和参考资料:(1)单片机温度控制系统流程图(2)单片机程序设计基础(3) protel se 99软件(4) 单片机使用接口技术(5) 单片机程序设计基础(6)网上有关技术资料4 设计(论文)应完成的主要内容:(1) 基于单片机温度控制系统的发展及应用(2) 单片机温度控制系统设计包含的基本内容(3) 单片机温度控制系统技术(4) 单片机温度控制系统实现(5) 全文总结5 提交设计(论文)形式(设计说明与图纸或论文等)及要求:(1) 程序。

要求:编译通过,基本能运行。

(2) 毕业论文。

要求:正确,规范,通顺。

(3) 可供发表的研究论文(可选)。

要求:规范,新意均需提交电子版和纸质版。

6 发题时间:年月日指导教师:(签名)学生:(签名)湖南科技大学学院毕业设计(论文)指导人评语指导人:(签名)年月日指导人评定成绩:湖南科技大学学院毕业设计(论文)评阅人评语评阅人:(签名)年月日评阅人评定成绩:湖南科技大学学院毕业设计(论文)答辩记录日期:学生:学号:班级:题目:提交毕业设计(论文)答辩委员会下列材料:1 设计(论文)说明书共页2 设计(论文)图纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计(论文)答辩委员会评语:答辩委员会主任:(签名)委员:(签名)(签名)(签名)(签名)答辩成绩:总评成绩:摘要随着国民经济的发展,人们需要对各中加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行监测和控制。

自动控制越来越成为人们关注的焦点,自动调节电阻炉温度系统也备受关注--。

其中微机及其应用已经成为高、新科学技术的重要内容和标志之一,它在国民经济的各个领域正在发挥着引人注目的作用。

微机控制的电阻炉温度控制系统实际上就是一个智能控制系统,是一种能耗相对来说比较低的温度控制系统。

采用单片机来对他们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。

本设计采用无ROM的8031作为主控制芯片。

8031的接口电路有8155、2764。

8155用于键盘/LED显示器接口,2764可作为8031的外部ROM存储器。

其中温度控制电路是通过可控硅调功器实现的。

双向可控硅管和加热丝串联接在交流220V,50HZ交流试点回路,在给定周期内,8031只要改变可控硅管的接通时间便可改变加热丝功率,以达到调节温度的目的。

关键字:温度控制;接口电路;可控硅ABSTRACTAlong with national economy development, the people need to each heating furnace、the heat-treatment furnace、in the reactor and the boiler the temperature carry on the monitor and the control. the autocontrol becomes more and more important.The autocontrol of the resistance furnace is highly anticipated.Microcomputer and its application has become one of the most important contents and signs in the field of High-scientific technology and new scientific technology, which plays an attractive role in every field in our national economy. As a matter of fact, Resistance Temperature Control System which is operated by microcomputer is an Intellectual Control System. Not only uses the monolithic integrated circuit to come to them to control has the control to be convenient, simple and flexibility big and so on merits, moreover may enhance large scale is accused the temperature technical specification, thus can big enhance the product the quality and quantity.This design uses non-ROM 8031 to take the master control chip. 8031 connection electric circuits have 8155、2764.8155 uses in the keyboard /LED monitor connection, 2764 may take 8031 exterior ROM memories,one temperature-control circuit is adjusts the merit realization through the silicon-controlled rectifier. The bidirectional silicon-controlled rectifier tube and the heater series connection in exchange 220V,50HZ exchange city electricity return route, in assigns in the cycle, 8031 so long as the change silicon-controlled rectifier tube puts through the time then to be possible to change the heater power, achieves the attemperation the goal.Key words:Temperature control;Connection electric circuit;Silicon-controlled rectifier.目录第一章绪论 (1)第二章单片机温度控制系统方案简介 (3)2.1单片机技术的应用 (3)2.2单片机系统主机的选择 (3)2.3 系统设计方案 (4)第三章硬件电路的设计 (6)3.1单片机简介 (6)3.2单片机内部模块 (6)3.2.1 MCS-51单片机内部结构 (6)3.2.2 MCS-51输入/输出端口的结构与功能 (7)3.2.3 MCS—51单片机的引脚及其功能 (7)3.2.4 8031系统扩展设计 (8)3.3单片机外总线结构 (9)3.4芯片的扩展设计 (10)3.5单片机温控模块 (11)3.6系统总体设计 (11)3.6.1 8155接口电路 (12)3.6.2 A/D转换器 (14)3.6.3温度控制 (16)3.6.4 2764芯片 (16)3.6.5 74LS373简介 (17)3.6.6键盘、显示器接口电路 (19)3.6.7 温度检测电路 (22)第四章系统软件设计 (24)4.1 主程序流程图 (24)4.2 T0中断服务程序 (25)4.3采样子程序 (28)4.4数字滤波程序 (29)4.5 PID算法的实现 (31)4.6 如何实现P、I、D参数的小数化 (31)4.7 P、I、D参数的整定方法 (31)4.8 数据的记录 (32)第五章结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)第一章绪论随着国民经济的发展,人们需要对各中加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行监测和控制。

采用单片机来对他们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。

本设计采用无ROM的8031作为主控制芯片。

8031的接口电路有8155、2764。

8155用于键盘/LED显示器接口,2764可作为8031的外部ROM存储器。

其中温度控制电路是通过可控硅调功器实现的。

双向可控硅管和加热丝串联接在交流220V,50HZ交流试点回路,在给定周期内,8031只要改变可控硅管的接通时间便可改变加热丝功率,以达到调节温度的目的。

温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛,但从国内生产的温度控制器来讲,总体发展水平仍然不高,同日本、美国、德国等先进国家相比,仍然有着较大的差距。

成熟的温控产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主,它们只能适应一般温度系统控制,而用于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表,国内技术还不十分成熟,形成商品化并广泛应用的控制仪表较少。

随着我国经济的发展及加入WTO,我国政府及企业对此都非常重视,对相关企业资源进行了重组,相继建立了一些国家、企业的研发中心,开展创新性研究,使我国仪表工业得到了迅速的发展。

随着新技术的不断开发与应用,近年来单片机发展十分迅速,一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起,单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。

传统的温度采集方法不仅费时费力,而且精度差,单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。

温度是工业对象中的一个重要的被控参数。

然而所采用的测温元件和测量方法也不相同;产品的工艺不同,控制温度的精度也不相同。

因此对数据采集的精度和采用的控制方法也不相同。

传统的控制方式以不能满足高精度,高速度的控制要求,如温度控制表温度接触器,其主要缺点是温度波动范围大,由于他主要通过控制接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的,受仪表本身误差和交流接触器的寿命限制,通断频率很低。

近几年来快速发展了多种先进的温度控制方式,如:PID控制,模糊控制,神经网络及遗传算法控制等。

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