【正文】 0 目 錄 摘要 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．． ． ．．． 1 1 引言 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ． ．．．． 1 2 恒溫箱的方案確定 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ． ．．．．． 2 3 恒溫箱 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ． ． ．．．．． 2 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ．． ． ．．． ．．．．． 2 溫度檢測 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．． ．． ． ．． ．．． ．．．．． 3 溫度控制 ．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．． ．． ． ． ．．．．．．． ． 3 其他可擴(kuò)展電路 ．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ．． ． ．．．．．．．． 3 4 恒溫箱的軟件設(shè)計(jì) ．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ． ． ．．．．．． ． 4 軟件流程總框圖 ．．．．．．． ．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ． ．．．．． ．．． 4 工作流程 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ． ．．．．．．．．． 4 功能模塊 ．．．．．．．． ．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．． ．．．． ．． ． ．．． ．．．． 5 資源分配 ．．．．．．．．．．． ．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ． ．．．． ．．． 5 鍵盤管理模塊 ．．．．．．． ．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ． ．．．．．．．． 5 顯示模塊 ．． ．．． ．．．． ．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ． ．．．．．．． ． 8 溫度檢測模塊 ．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．． ．． ．． ．． ． ． 9 溫度控制模塊 ．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ．．． ． ． 11 溫度越線報(bào)警模塊 ．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ．．．．．．．．．． 12 主程序和中斷服務(wù)子程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ．．．．．．．．．． ． 13 5 調(diào)試 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ． ．． ．．．．．．．．．．． 15 硬件調(diào)試 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．． ．．．．．．．．．．． ．． ． ．．．．．．．．．．． 15 軟件調(diào)試 ．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ．．．．．．．．．．．． 15 6 抗干擾技術(shù) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ．．．．．．．．．．．．． 16 硬件抗干擾技術(shù) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ．． ．．．．．．．．．．．．．． 16 軟件抗干擾技術(shù) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ．．．．．．．．．．．．． 16 7 總結(jié) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ．．．．．．．．．．．． ． 16 致謝．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．． ．． ．．．．．．．．．．．．． ． 18 參考文獻(xiàn) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．． ．．．．．．．．． ．． ．．．．．．．．．．．．． ． 19 1 自動(dòng)控制恒溫箱 凌金 (信息電子技術(shù) 04 職信電 指導(dǎo)教師 :屠志戀 ) 【 摘 要 】 在工業(yè)生產(chǎn)中，電流、電壓、溫度、壓力、流量、流速和開關(guān)量都是常用的主要被控參數(shù)。其中，溫度控制也越來越重要。在工業(yè)生產(chǎn)的很多領(lǐng)域中，人們都需要對(duì)各類加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測和控制。采用單片機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行控制不僅具有控制方便、簡單和靈活性大等優(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。因此，單片機(jī)對(duì)溫度的控 制問題是一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到的控制問題。 單片機(jī)是一種集 CPU、 RAM、 ROM、 I/O 接口和中斷系統(tǒng)等部分于一體的器件，只需要外加電源和晶振就可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字信息的處理和控制。因此，單片機(jī)廣泛用于現(xiàn)代工業(yè)控制中。 本論文側(cè)重介紹 “單片機(jī)溫度控制系統(tǒng) ”的軟件設(shè)計(jì)及相關(guān)內(nèi)容。論文的主要內(nèi)容包括：采樣、濾波、鍵盤、 LED 顯示和報(bào)警系統(tǒng)，加熱控制系統(tǒng)，單片機(jī) MCS51的開發(fā)以及系統(tǒng)應(yīng)用軟件開發(fā)等。作為控制系統(tǒng)中的一個(gè)典型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)綜合運(yùn)用了微機(jī)原理、自動(dòng)控制原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)、鍵盤 顯示技術(shù)等諸多方面的知識(shí)，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次綜合測試。 【 關(guān)鍵詞 】 ： MCS51 8051 溫度控制 PID 1 引言 隨著現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展，在工業(yè)控制領(lǐng)域需要對(duì)現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，在一些重要場合對(duì)數(shù)據(jù)采集的要求更高，例如在電廠、鋼鐵廠、化工領(lǐng)域的生產(chǎn)中都需要對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場采集，而溫度采集又是其中極為重要的部分，因此，需要一種高精度、低成本的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)。 為了方便地實(shí)現(xiàn)溫度采集與控制系統(tǒng)， 我們采用以 8051 為內(nèi)核的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 該恒溫箱主要用于電子設(shè)備的高溫實(shí)驗(yàn)。通過小鍵盤設(shè)定實(shí)驗(yàn)溫度 和時(shí)間，達(dá)到定時(shí)后并能發(fā)出警告，箱體打開后啟動(dòng)風(fēng)扇散熱，為了使溫度控制更加準(zhǔn)確，在箱體內(nèi)采用多點(diǎn)測溫，同時(shí)為了保證電子設(shè)備的均勻受熱，設(shè)計(jì)中采用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)托盤使待測物在箱內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，并在定時(shí)結(jié)束時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。在恒溫箱工業(yè)時(shí)，箱內(nèi)溫度通過數(shù)碼管顯示。定時(shí)剩余時(shí)間也通過數(shù)碼管顯示。 本 單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)，是利用單片機(jī)作為系統(tǒng)的主控制器，測量電路中的 2 溫度反饋信號(hào)經(jīng) A/D 變換后，送入單片機(jī)中進(jìn)行處理，經(jīng)過一定的算法后，單片機(jī)的輸出用來控制可控硅的通斷，控制加熱爐的輸出功率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制。 本單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的具 體指標(biāo)要求是，對(duì)加熱器加熱溫度調(diào)整范圍為 0℃—500℃ ，溫度控制 誤差小于 2℃ —+2℃ ，系統(tǒng)的超調(diào)量須小于 15%。軟件設(shè)計(jì)須能進(jìn)行人機(jī)對(duì)話，考慮到本系統(tǒng)控制對(duì)象為電爐，是一個(gè)大延遲環(huán)節(jié)，且溫度調(diào)節(jié)范圍較寬，所以本系統(tǒng)對(duì)過渡過程時(shí)間不予要求。 本論文主要介紹單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)，內(nèi)容主要包括：采樣、濾波、鍵盤顯示、加熱控制系統(tǒng)，單片機(jī) MCS51 的開發(fā)