【正文】 摘 要 本設(shè)計(jì)是以單片機(jī)為核心 ,用于通過(guò)接通和關(guān)斷電爐來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度控制。主要 分為自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩大部分，自動(dòng)控制部分中通過(guò)軟件程序來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度的 自動(dòng)顯示，接通和關(guān)斷電爐，手動(dòng)控制部分中通過(guò)人為的需要進(jìn)行按鍵，實(shí)現(xiàn)相 應(yīng)的功能。 本文首先介紹了面漆線溫度控制設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)；其次介紹了控制裝置的系統(tǒng)組 成及工作原理；再次介紹了面漆線溫度控制裝置的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì) 硬件時(shí)為了使系統(tǒng)設(shè)計(jì)得更加科學(xué)合理，并在選擇了電路時(shí)對(duì)主要參數(shù)進(jìn)行了詳 細(xì)的計(jì)算；最后介紹了控制系統(tǒng)的 調(diào)試過(guò)程。 關(guān)鍵詞 : 單片機(jī)； 溫度控制； 面漆線 I 目錄 目錄 第 1 章 緒 論 ..........................................................................................................1 本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) ..............................................................................................1 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及思路 ...........................................................................1 本設(shè)計(jì)的意義 ..............................................................................................1 第 2 章 控制系統(tǒng)的組成及工作原理 ........................................................................2 控制器的組成 ..............................................................................................2 控制器工作原理 ..........................................................................................2 第 3 章 面漆線溫度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ................................................................6 電源電路 .......................................................................................................6 8051 單片 機(jī)的時(shí)鐘電路和復(fù)位電路 ..........................................................6 溫度檢測(cè)電路 ...............................................................................................7 電爐控制電路 ...............................................................................................8 鍵盤電路 ......................................................................................................9 溫度顯示電路 ............................................................................................. 11 第 4 章 面漆線溫度控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ..............................................................13 總體設(shè)計(jì) .....................................................................................................13 主程序和中斷服務(wù)子程序設(shè)計(jì) .................................................................13 溫度檢測(cè)子程序 .........................................................................................15 溫度控制子程序 ......................................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 鍵盤功能處理程序 ....................................................................................18 顯示電路程序設(shè)計(jì) ....................................................................................20 第 5 章 結(jié)論與展望 .................................................................................................23 結(jié)論 ............................................................................................................23 展望 ............................................................................................................23 致謝 ..........................................................................................................................24 參 考 文 獻(xiàn) ............................................................................................................25 附錄 1 硬件電路圖 ................................................................................................26 附錄 2 程序清單 ....................................................................................................28 II 緒論 第 1 章 緒 論 溫度控制是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中重要的被控參數(shù)之一， 而且溫度控制系統(tǒng)也是比 較常見的典型過(guò)程控制系統(tǒng)。在冶金、機(jī)械、食品、化工等各類工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中 廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐，對(duì)工件的處理溫度等均需要對(duì)溫度 嚴(yán)格控制。當(dāng)今計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在這方面的應(yīng)用，已使溫度控制系統(tǒng)達(dá)到自動(dòng)化、 智能化，比過(guò)去單純采用電子線路進(jìn)行 PID 調(diào)節(jié)的控制效果要好的多。 本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) 本設(shè)計(jì)結(jié)合實(shí)際研制出一種面漆線溫度控制裝置，針對(duì) MCS— 51 型單片機(jī)在 檢測(cè)和過(guò)程控制方面的應(yīng)用，通過(guò)集成溫度傳感器 AD590 將溫度值轉(zhuǎn)換為電量輸 出。 全面分析了面漆線溫度控制控制。它的設(shè)計(jì)思想是人性化和智能化，其主要 優(yōu)點(diǎn)有： 根據(jù)室溫和設(shè)置溫度兩個(gè)條件比較是否需要加熱，若溫度達(dá)到設(shè)置值 時(shí)則停止加熱； 具有溫度顯示功能； 具有手動(dòng)和自動(dòng)切換功能，當(dāng)處于手 動(dòng)時(shí)可以人為設(shè)置溫度或加溫； 本裝置還具有價(jià)格低、安裝維護(hù)方便、操作簡(jiǎn) 單等優(yōu)點(diǎn)。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及思路 本設(shè)計(jì)首先介紹了控制裝置的系統(tǒng)組成和工作原理及控制器的組成和工作流 程；其次介紹了面漆線溫度控制裝置的硬件設(shè)計(jì)，主要有直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)、溫 度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)、鍵盤及 顯示電路設(shè)計(jì)；再次介紹了面漆線溫度控制裝置的軟件 設(shè)計(jì)，主要包括主程序設(shè)計(jì)和中斷程序設(shè)計(jì)；最后介紹了控制系統(tǒng)的調(diào)試，主要 有介紹了控制面板組成和調(diào)試中遇到的問題及解決的方法，結(jié)尾論述了主要結(jié)論 與展望。 本設(shè)計(jì)的意義 本設(shè)計(jì)通過(guò)單片機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行控制，主要針對(duì) MCS51 型單片機(jī)在檢測(cè)和過(guò)程 控制方面的應(yīng)用。提高對(duì)傳感器的認(rèn)識(shí)和了解，尤其是對(duì)溫度傳感器的深入研究 以及其用法與用途。單片機(jī)的應(yīng)用離不開應(yīng)用行業(yè)和電子技術(shù)的專業(yè)知識(shí)，決不 是單純的編制程序。從而也說(shuō)明了單片機(jī)在我們生活中 應(yīng)用極為廣泛。 1 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 2 章 控制系統(tǒng)的組成及工作原理 控制器的組成 因?yàn)楸豢叵到y(tǒng)對(duì)升溫、降溫過(guò)程沒有具體要求，對(duì)溫度控制精度要求也不高， 本例選用繼電器控制方式。溫度設(shè)定、溫度檢測(cè)作為輸入量， 1電爐控制、 2電 爐控制、 3電爐控制、溫度顯示作為輸出量，如圖 1 所示。系統(tǒng)要求如下： 要求溫度分為三檔：第一檔為室溫，第二檔為 40℃ ，第三檔為 50℃ 。 溫 度控制誤差不大于正負(fù) 2℃ 。 升溫由三臺(tái) 1000W 電爐實(shí)現(xiàn)。已知三臺(tái)電爐同時(shí)工作，可保證在 3 分鐘內(nèi) 將溫度提高到 60℃ 以上。 要求溫度顯示位數(shù)三位。 對(duì)升溫和降溫過(guò)程的時(shí)間不作要求。 溫 度 設(shè) 定 溫 度 顯 示 控制器工作原理 控溫方案 微 機(jī) 溫 度 檢 測(cè) 1 電 爐 控 2 電 爐 控 3 電 爐 控 圖 1 控制器的結(jié)構(gòu)框圖 轉(zhuǎn) 換 結(jié) 束 否？ 本控制系統(tǒng)分為 手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式，在系統(tǒng)處于自動(dòng)狀態(tài)下，當(dāng)檢測(cè) 溫度高于設(shè)置溫度時(shí)，電爐通電開始工作，當(dāng)溫度高于設(shè)置溫度時(shí)，電爐關(guān)閉停 止工作。 在系統(tǒng)處于手自動(dòng)狀態(tài)下，通過(guò)鍵盤的選擇對(duì)溫度進(jìn)行設(shè)置。將檢測(cè)溫度與 設(shè)置溫度進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)電爐的通斷，從而對(duì)溫度進(jìn)行控制。具體說(shuō)明如下： 室溫：切除所有電爐。 （ 1） 40℃ ：一般情況為 1電爐工作；若高于 41℃ ，則 1電爐停；若低于 39℃ ，則再加上 2電爐工作。 2 控制系統(tǒng)的組成及原理 （ 2） 50℃ ：一般情況為 2電爐同時(shí)工作；若高于 51℃ ，則 2電爐停； 若低于 49℃ ，則在加上 3電爐工作。 （ 3） 因溫度慣性較大，采樣周期采取 1s，并刷新一次溫度控制狀態(tài)。 溫度采集信號(hào)的選擇 本例對(duì)控制精度要求不高，控制功能一般，溫度傳感器選用 AD590。 AD590 屬 于半導(dǎo)體集成電路溫度傳感器，測(cè)溫范圍 55℃ 到 +150℃ 。 轉(zhuǎn)換器的選擇 由于系統(tǒng)的實(shí)際對(duì)象往往都是一些模擬量 (如溫度。壓力。位移。圖像等 ),要使計(jì) 算機(jī)或數(shù)字儀表能識(shí)別。處理這些信號(hào)，必須首先將這些模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信 號(hào) ；而經(jīng)計(jì)算機(jī)分析。處理后輸出的數(shù)字量也往往需要將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)模擬信號(hào) 才能為執(zhí)行機(jī)構(gòu)所接受。這樣，就需要一種能在模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間起橋梁 作用的電路 模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器。 將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的電路，稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (簡(jiǎn)稱 a/d 轉(zhuǎn)換器或 adc,analog to digital converter)；將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電路稱為數(shù)