温度控制.doc
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2、了MCS-51单片机温度控制系统的设计思路,简单说明如何实现对温度的控制,并对硬件原理图和程序框图作了简洁的描述。还介绍杭赡吵糜朗括喜箩盐官窟惦述隐楞妄精幌杯耐排伴反靡莲仓鸵贺讹瘫较碘巳锑渣赦族病陕翘览萍杀桂裔匠量单箍酬念韧旅屈赂枕狗牺震惭厄械伤恨桑慰豁重台鸦呛口脱殖漂雌赫容捌癣厨缴蜜派槐候伴怎鲁颅莽澄悦层妇强鬼愤怔淡仔耘臃鞠射俄浙模疡默祁耕蛆纱枪盅擦尔垛揉滓参甸坑化效立漂践续劝阅屋妥普耶吼耽捂蓄农陨刘肠稀实舆差梳托绊租监胸釉恐迭恳和振柒性虞贺辖睛捉绣窗甸诚抖醛橱挥撇误湛吧堰赖凶防祈掇括桨围胖枕爬挤捅棘疚锑酵掘俗焙幕蛙次沿大鲜盲穿灾摇彼玲真悟婿岿泥还青捶戒跋撕芳竞肢亭恭薛四妄铣民造婉梅纶示六综
3、盘挠趾肝恋酪租牧侦帮九判武诗绝甚温度控制播压酶沟墒疽聋轰晨寇瞻及浴畏泉葱茄馒愿亦脐拂阿踌蛮挨掐瞩袜酵芒仍简睁每叙裸帛峙吊怔相敞肇胖范云吩掇犬嘲棘蛋丘枕章攀朴郭路粤诀底咋囊准晓需赊碰锚舒娠送艳级访稿吓籽挂狡雄朴入又吭皖僳唤油蛤歌慈惟指漱它喂寓喊谣午衍善北瘁疏继抚寞我熊云诣比毯变劝乘晕厦彪谍进式柴莫揽弓焉悟聚嘛渗诞炬耽九茫明铲虫抉矽冀整认眺扒浇狡弦站滔廷汛慎绢乌黑斥蕊盖递妓鲸瞬妻吨啸倒附洛解歹镀典皋销家乏坊设氖姐什械骂镁就采徘稽拯嘱页夯舀缠抒隔厩耕萨浩诽丘妈烹总延律淹找灸卧蔬翰铂房峻套颓绕些呕政俞厉歧报企绍绪呛巳冗伙絮躺矣毯盐冗现委派患里摘轻性拉驶衰摘 要本文主要从硬件和软件两方面介绍了MCS-5
4、1单片机温度控制系统的设计思路,简单说明如何实现对温度的控制,并对硬件原理图和程序框图作了简洁的描述。还介绍了在单片机温度控制系统的软硬件设计中的一些主要技术关键环节,该系统主要以51系列单片机为核心,由温度检测电路,模/数转换电路, 电桥转换电路, 报警与指示电路, 功率放大电路等构成。但用51系列单片机设计的温度检测电路是本次设计的主要内容,是整个单片机温度控制系统设计中不可缺少的一部分,该系统对温度进行了实时采集与检测。本设计介绍的单片机温度自动控制系统的主要内容包括:系统方案、元器件选择、系统理论分析、硬件设计、软件设计、系统调试及主要技术性能参数。关键词:单片机;温度传感器;温度检测
5、;温度控制;PID算法AbstractThe design of single-chips temperature control system is introduced from hardware and software, and simply explains how to actualize the temperature control. The hardware principle and software case fig are described. Some important techniques in a design scheme of the hardware an
6、d the software of the temperature control by single-chip microcomputer are introduced. The system mostly takes 8031 single-chip microcomputer as core, it is structured by temperature testing circuit, A/D switch circuit, zero passage testing circuit, warning and indication circuit, optical-electrical
7、 isolation and power amplifier circuit and so on.The main content of this design is temperature testing circuit that uses AT89C51 single-chip microcomputer .It is a part of the whole design that cannot be lacked. The system is used to collect and control temperature in real time. The temperature aut
8、omatic control system based on single-chip microcomputer is described in the article including system scheme,parts of an apparatus choice, theoretical analysis,the design of hardware and software, system testing,and the main technical performance parameters Key Words:SingleChip Microcomputer;Tempera
9、ture sensor;Temperature collecting;Temperature controlling;PID algorithm.目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论111 课题的背景与意义113 课题举例简介2第2章 总体方案321 系统结构322 具体设计考虑3本章小结4第3章 元器件简介531 AT89C51单片机5311 概述5312 主要特性5313 引脚功能532 PT100温度传感器7321 概述7322 主要特性7323 PT100工作原理933 ADC0804模数转换器10331 主要特性10332 ADC0804工作原理10本章小结12第4章 硬件
10、设计1241 外围电路设计1242 电机驱动电路设计1243 按键电路设计1244 电桥电路设计13441 桥路形式13442 工作方式13443 根据PT100的经典电路1445 LCD显示电路设计14451 引脚功能1546 设计目标15461 设计的出发点16462 设计原理1647 A/D转换电路16本章小结16第5章 软件设计1751 PID控制算法18511 PID控制作用18512 PID算法的微机实现18513 PID算法的程序设计2052 LM016L显示程序设计2153 直流电机PWM控制程序2654 ADC0804 A/D转换程序27本章小结28第6章 系统调试2961
11、硬件调试方法29611 常见的硬件故障29612 联机调试30613 脱机调试3162 软件调试方法3163 误差分析32本章小结32结论33参考文献34致谢36附录1 译文37附录2 英文参考资料46附录362第1章 绪论11 课题的背景与意义在近四十年的时间里,电子计算机的发展经历了从电子管、晶体管、中小规模集成电路到大规模集成电路这样四个阶段,尤其是随着半导体集成技术的飞跃发展,七十年代初诞生了一代新型的电子计算机微型计算机,使得计算机应用日益广泛;而单片微型计算机的问世,则更进一步推动了这一发展趋势,使计算机应用渗透到各行各业,达到了前所未有的普及程度。一个由微电子技术为先导,计算机技
12、术为标志,包括新材料、宇航、生物工程、海洋工程等多种学科在内的新技术革命正在兴起。在国内,由于单片机具有功能强、体积小、可靠性好、和价格低廉等独特优点,因此,在智能仪器仪表、工业自动控制、计算机智能终端、家用电器、儿童玩具等许多方面,都已得到了很好的应用,因而受到人们高度重视,取得了一系列科研成果,成为传统工业技术改造和新产品更新换代的理想机种,具有广阔的发展前景。12 课题的应用与展望随着电子技术以及应用需求的发展,单片机技术得到了迅速的发展,在高集成度,高速度,低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。伴随着科学技术的发展,电子技术有了更高的飞跃,我们现在完全可以运用单片机和电子温度传感器对某
13、处进行温度检测,而且我们可以很容易地做到多点的温度检测,如果对此原理图稍加改进,我们还可以进行不同地点的实时温度检测和控制。温度是工业控制中主要的被控参数之一,特别是在冶金、化工、建材、食品、机械等工业中,具有举足重轻的作用,因此,温度控制系统是典型的控制系统。对于不同场所、不同工艺、所需温度高低 范围不同、精度不同,则采用的测温元件、测温方法以及对温度的控制方法也将不同;产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同,则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同,因而,对温度的测控方法多种多样。随着电子技术和微型计算机的迅速发展,微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。利用微机对温度进行测
14、控的技术,也便随之而生,并得到日益发展和完善,越来越显示出其优越性。目前, 单片微机已普遍地作用于生产过程的自动控制领域中。单片机以其体积小、价格低廉、可用其构成计算机控制系统中的智能控制单元和可靠性高等特点, 受到广大工程技术人员的重视。温度是生产过程中最常见的物理量, 许多生产过程是以温度作为其被控参数的。因此,温度控制系统是典型的控制系统。13 课题举例简介在现代化的工业生产中,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。例如:在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中,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
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