基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)(已修改)
2025-07-02 12:43 本頁(yè)面
【正文】 基于單片機(jī)對(duì)加熱爐溫度控制系統(tǒng)目錄摘要 2 緒 論 3 第1章 單片機(jī)對(duì)加熱爐溫度控制的簡(jiǎn)介 4 第2章 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳作用簡(jiǎn)介 5 5 MCS51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 5 主電源引腳 6 外接晶體引腳 6 MCS51 輸入/輸出引腳 6 MCS51控制線 6 7 MCS51單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展 7 第三章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 總體設(shè)計(jì) 8 程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 9 10 8155接口電路 11 8155簡(jiǎn)介 11 8155的RAM和I/O口地址編碼 11 A/D轉(zhuǎn)換電路 12 13 可控硅控制電路 13 第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 主程序 15 T0中斷服務(wù)程序 16 采樣子程序 18 數(shù)字濾波程序 18 總結(jié) 20 參考文獻(xiàn) 21 附錄 22 程序清單 22 基于單片機(jī)對(duì)加熱爐溫度控制系統(tǒng)摘要隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們需要對(duì)各中加熱爐中溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。采用單片機(jī)來(lái)對(duì)他們控制不僅具有控制方便，簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大的提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。本設(shè)計(jì)采用無(wú)ROM的8031作為主控制芯片。8031的接口電路有8152764。8155用于鍵盤(pán)/LED顯示器接口，2764可作為8031的外部ROM存儲(chǔ)器。其中溫度控制電路是通過(guò)可控硅調(diào)功器實(shí)現(xiàn)的。雙向可控硅管和加熱絲串聯(lián)接在交流220V，50HZ交流試點(diǎn)回路，在給定周期內(nèi)，8031只要改變可控硅管的接通時(shí)間便可改變加熱絲功率，以達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。關(guān)鍵字：溫度控制；接口電路；可控硅緒 論溫度控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然已經(jīng)十分廣泛，但從國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器來(lái)講，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國(guó)、德國(guó)等先進(jìn)國(guó)家相比，仍然有著較大的差距。成熟的溫控產(chǎn)品主要以“點(diǎn)位”控制及常規(guī)的PID控制器為主，它們只能適應(yīng)一般溫度系統(tǒng)控制，而用于較高控制場(chǎng)合的智能化、自適應(yīng)控制儀表，國(guó)內(nèi)技術(shù)還不十分成熟，形成商品化并廣泛應(yīng)用的控制儀表較少。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及加入WTO，我國(guó)政府及企業(yè)對(duì)此都非常重視，對(duì)相關(guān)企業(yè)資源進(jìn)行了重組，相繼建立了一些國(guó)家、企業(yè)的研發(fā)中心，開(kāi)展創(chuàng)新性研究，使我國(guó)儀表工業(yè)得到了迅速的發(fā)展。隨著新技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，近年來(lái)單片機(jī)發(fā)展十分迅速，一個(gè)以微機(jī)應(yīng)用為主的新技術(shù)革命浪潮正在蓬勃興起，單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到電力、冶金、化工、建材、機(jī)械、食品、石油等各個(gè)行業(yè)。傳統(tǒng)的溫度采集方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且精度差，單片機(jī)的出現(xiàn)使得溫度的采集和數(shù)據(jù)處理問(wèn)題能夠得到很好的解決。溫度是工業(yè)對(duì)象中的一個(gè)重要的被控參數(shù)。然而所采用的測(cè)溫元件和測(cè)量方法也不相同；產(chǎn)品的工藝不同，控制溫度的精度也不相同。因此對(duì)數(shù)據(jù)采集的精度和采用的控制方法也不相同。傳統(tǒng)的控制方式以不能滿足高精度，高速度的控制要求，如溫度控制表溫度接觸器，其主要缺點(diǎn)是溫度波動(dòng)范圍大，由于他主要通過(guò)控制接觸器的通斷時(shí)間比例來(lái)達(dá)到改變加熱功率的目的，受儀表本身誤差和交流接觸器的壽命限制，通斷頻率很低。近幾年來(lái)快速發(fā)展了多種先進(jìn)的溫度控制方式，如：PID控制，模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法控制等。這些控制技術(shù)大大的提高了控制精度，不但使控制變得簡(jiǎn)便，而且使產(chǎn)品的質(zhì)量更好，降低了產(chǎn)品的成本，提高了生產(chǎn)效率。本系統(tǒng)所使用的加熱器件是電爐絲，功率為三千瓦，要求溫度在0～1000℃?！妗１驹O(shè)計(jì)使用單片機(jī)作為核心進(jìn)行控制。單片機(jī)具有集成度高，通用性好，功能強(qiáng)，特別是體積小，重量輕，耗能低，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)和使用方便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)字、智能化方面有廣泛的用途。本系統(tǒng)使用8031單片機(jī)，使溫度控制大為簡(jiǎn)便。 第1章 單片機(jī)對(duì)加熱爐溫度控制的簡(jiǎn)介加熱爐是將物料或工件加熱的設(shè)備。按熱源劃分有燃料加熱爐、電阻加熱爐、感應(yīng)加熱爐、微波加熱爐等。應(yīng)用遍及石油、化工、冶金、機(jī)械、熱處理、表面處理、建材、電子、材料、輕工、日化、制藥等諸多行業(yè)領(lǐng)域。加熱爐按爐溫分布，爐膛沿長(zhǎng)度方向可分為預(yù)熱段、加熱段和均熱段。單片機(jī)的溫度控制是數(shù)字控制系統(tǒng)的一個(gè)應(yīng)用。本系統(tǒng)所使用的加熱爐為電加熱爐，爐絲功率為3kw，系統(tǒng)要求爐膛恒溫，誤差為士2℃,超調(diào)量可能小，溫度上升較快且有良好的穩(wěn)定性。單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)是以MS5l單片機(jī)為控制核心，輔以采樣反饋電路，驅(qū)動(dòng)電路，晶閘管主電路對(duì)電爐爐溫進(jìn)行控制的微機(jī)控制系統(tǒng)。，其基本控制原理為: ：用鍵盤(pán)將溫度的設(shè)定值送入單片機(jī)，啟動(dòng)運(yùn)行后，通過(guò)信號(hào)采集電路將溫度信號(hào)采集到后，送到A/D 轉(zhuǎn)換電路將信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送入單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行PID 控制運(yùn)算，將控制量輸出，控制電阻爐的加熱。給定值采樣電路輸出溫度被控對(duì)象晶閘管主電路驅(qū)動(dòng)電路8031控制電路 原理框圖 第2章 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳作用簡(jiǎn)介單片微型計(jì)算機(jī)（Single Chip Microputer）簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)，是指在一塊芯片上集成了中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、程序存儲(chǔ)器ROM或EPROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷控制器及串型和并行I/O接口等部件。單片機(jī)主要應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的檢測(cè)、數(shù)據(jù)的采集以及對(duì)應(yīng)用對(duì)象的控制。它具有體積小、重量輕、價(jià)格低、可靠性高、耗電少和靈活機(jī)動(dòng)等許多優(yōu)點(diǎn)。單片機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，特別適合用于智能控制系統(tǒng)?；诮?jīng)濟(jì)上的的考慮，以及本次設(shè)計(jì)的加熱爐的精度要求，選用8031單片機(jī)作為中央處理器。8031是MCS－51系列單片機(jī)的一種型號(hào)，在MCS－51系列單片機(jī)中還有80580380C31等。 MCS
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