最新課程設計—電阻爐爐溫控制系統(tǒng)(已修改)
2025-07-11 02:51 本頁面
【正文】 電阻爐爐溫控制系統(tǒng)設計1 課程設計要求 課題內(nèi)容應用計算機的實時監(jiān)控和溫度測量技術(shù)，采用單片機、溫度檢測電路、溫度控制電路等，采用比例環(huán)反饋、數(shù)字PID閉環(huán)調(diào)節(jié)兩種方式實現(xiàn)電阻爐爐溫的實時監(jiān)控。 要求及技術(shù)指標用單片機及相應的組成部件組成電阻爐溫的自動控制系統(tǒng)，要求測溫范圍0～100℃，使其控制系統(tǒng)控制的溫度保溫值的變化范圍為30～60℃。要求：（1）完成電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計，包括硬件電路設計和軟件程序設計；（2）采用LED實時顯示控溫時的實際爐溫和設定爐溫，如將爐溫加熱并控制在60℃；當爐溫工作至設定溫度時，蜂鳴器每2秒報警一次，綠色LED燈常亮。當爐溫超過設定溫度5℃，過溫保護電路動作，蜂鳴器常鳴，紅色LED常亮。（3）對其主電路和控制電路設計相應的保護電路，使其安全可靠地工作。（4）具有防干燒功能。（5）具有定時功能，設定一段時間自動加溫，如1分鐘。 元器件清單元件名稱數(shù)量電熱杯1個SL－1型51單片機綜合實驗箱1個DS18B20溫度傳感器1片STC89C52單片機1片S8550三極管放大器2片USB下載線1條單線固態(tài)繼電器1個二極管1個導線若干另有剪刀、鑷子等工具 元器件清單2 電路設計 總體設計方案基本方案：利用溫度變送器及溫度檢測電路將電阻爐實際溫度轉(zhuǎn)換成對應的數(shù)字信號，送入單片機，進行數(shù)據(jù)處理后，通過顯示器顯示溫度，并判斷是否報警，同時將實際爐溫與設定溫度比較，根據(jù)相應的算法(如PID)計算出控制量，通過控制相應的加熱電路實現(xiàn)對爐溫的控制。本系統(tǒng)采用STC89C52作為系統(tǒng)的主控芯片，負責加熱爐的溫度檢測與控制。其主要任務是：讀取DS18B20的溫度數(shù)據(jù)；控制繼電器通斷，保證溫度達到設定值并保溫；讀取鍵盤設置的溫度值；在LED上顯示設置的溫度、當前溫度以及恒溫時間；當溫度到達警戒值的時候控制蜂鳴器報警。 總體結(jié)構(gòu)圖由于加熱爐僅能通過通斷電路控制，不具備良好的可控性，且加熱所需的速度和精度要求并不高，這里無需使用PID算法這樣的高速跟蹤算法，只要使用二次線性化的方法控制，就可以很好地實現(xiàn)爐子的加熱和恒溫控制了。3 硬件電路設計 SLI型51單片機綜合實驗箱 單片機最小系統(tǒng) STC89C52系列單片機是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機器周期(1T)的單片機，是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快812倍。內(nèi)部集成MAX810專用復位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S),針對電機控制，強干擾場合。： 單片機最小系統(tǒng) 數(shù)碼管顯示模塊 數(shù)碼管的顯示原理不論是共陰還是共陽，其基本原理是一樣的，都是靠點亮內(nèi)部的LED來發(fā)光。一位數(shù)碼管的引腳是十個，顯示一個8字需要7個小段，另外還有一個小數(shù)點。 數(shù)碼管內(nèi)部原理圖實驗時為了保證編程的方便，通常將數(shù)碼管的數(shù)字所對應的八位數(shù)字記錄在數(shù)組中，程序中直接使用查表的方法，可以提高程序的效率，也使程序的編寫更加簡單方便。符號編碼符號編碼00xC080x8010xF990x9020xA4A0x8830xB0B0xC740x99C0xC650x92D0xA160x82E0x8670xF8F0x8E我們實驗箱中的LED數(shù)碼管是四位數(shù)碼管，因此為了控制方便，四個數(shù)碼管的“段選端”是連在一起的，他們的GND或VCC端作為“位選端”來輸入控制信號，這樣單片機就可以通過程序來控制顯示的字符。下圖是實驗箱開發(fā)板中的數(shù)碼管電路圖：STC89C52的Px1口作為段選（任意口） Px2口作為位選（任意口） 實驗箱數(shù)碼管電路 按鍵模塊 彈性按鍵被按下時閉合，松手后自動斷開。單片機檢測按鍵的原理是：單片機的I/O口既可以作為輸出也可作為輸入使用，當檢測按鍵時使用的是它的輸入功能，把按鍵的一端接地，另一端與單片機的某一個I/O口相連，開始時先給I/O口賦一高電平，然后讓單片機不斷地檢測該I/O口是否變成低電平，當按鍵閉合時，即相當于該I/O口通過按鍵與地相連，變成低電平，程序一旦檢測到I/O口變?yōu)榈碗娖絼t說明按鍵被按下，然后執(zhí)行相應的指令。 按鍵檢測流程圖無論獨立鍵盤還是矩陣鍵盤，單片機檢測其是否被按下的依據(jù)都是一樣的，也就是檢測該鍵對應的I/O口是否為低電平。獨立鍵盤有一端固定為低電平，單片機寫程序檢測時比較方便。而矩陣鍵盤兩端都與單片機I/O口連接，因此在檢測時需人為
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