【正文】 陜西國防學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè)論文 １ 摘 要 隨 著社會的不斷發(fā)展，人們改造自然的能力也在不斷的提高。機器的誕生，為我們減少了部分或者全部的腦力勞動和體力勞動。電子技術(shù)的誕生更是帶來了翻天覆地的變化。機電控制系統(tǒng)成為機械技術(shù)與微電子技術(shù)集成的共性關(guān)鍵技術(shù)。人們通過它可以使機械完全按照自己的意愿來執(zhí)行。 隨著 機電控制技術(shù) 的發(fā)展， 主要體現(xiàn)出了單片機和 PLC 兩種控制方式。本設(shè)計采用單片機控制。 單片機在日常生活中的運用越來越廣泛。溫度控制在工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常遇到。從石油化工到電力生產(chǎn)，從冶金到建材，從食品到機械都要對溫度進行控制 .甚至在有些產(chǎn)品生產(chǎn)過 程中溫度的控制直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。單片機溫度控制無論是現(xiàn)在還是未來都會起到重要作用。 本文介紹了以 AT89C51 單片機為核心的電烤箱溫度控制系統(tǒng)。電烤箱的溫度控制系統(tǒng)有兩個部分組成：硬件部分和軟件部分。其中硬件部分包括：單片機電路、傳感器電路、放大器電路、轉(zhuǎn)換器電路、以及鍵盤和顯示電路。軟件部分包括：主程序、運算控制程序、以及各功能實現(xiàn)模塊的程序。文章最后對本設(shè)計進行了總結(jié)。對溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展提出了幾點建議。 關(guān)鍵詞 ： 單片機，溫度 ， 電烤箱，控制 陜西國防學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè)論文 ２ 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明 和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。 作者簽名： 日 期： 陜西國防學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè)論文 ３ 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下 獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容 編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 陜西國防學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè)論文 ４ 目錄 前 言 .................................................................................. 3 第 1 章 概 述 ............................................................... 4 技術(shù)指標(biāo) .......................................................................................................................................................６ 控制方案 .......................................................................................................................................................６ 第 2 章 硬件部分設(shè)計 ................................................. 5 單片機電路設(shè)計 ...........................................................................................................................................７ 傳感器電路設(shè)計 ............................................................................................................................................. 8 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 ...................................................................................................................................... 11 放大器電路設(shè)計 ......................................................................................................................................... 14 鍵盤及顯示電路的設(shè)計 ............................................................................................................................ 18 抗干擾電路設(shè)計 ........................................................................................................................................... 21 第 3 章 軟件部分設(shè)計 ................................................. 24 工作流程 ....................................................................................................................................................... 24 功能模塊 ......................................................................................................................................................... 24 資源分配 ......................................................................................................................................................... 24 功能軟件設(shè)計 ................................................................................................................................................ 24 結(jié) 論 ................................................................................ 36 謝 辭 ................................................................................ 37 參考文獻 .......................................................................... 38 附 錄 ................................................................................ 39 陜西國防學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè)論文 ５ 前 言 隨著社會的不斷發(fā)展 ，人們對機械的應(yīng)用也越來越廣 ，進而人們對機械運動的控制要求亦越來越高。 機電控制實現(xiàn)了以電氣來控制機械。 單片機的出現(xiàn)使機電控制技術(shù)突飛猛進。 單片機在工業(yè)控制、儀器儀表、商用商品、家 用電器以及計算機接口等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。 單片機出現(xiàn)的歷史并不長，但發(fā)展迅猛。自 1975 年美國德克斯儀器公司首次推出8位單片機 TMS1000 后才開始快速發(fā)展。 1976 年 9 月，美國 Intel 公司首次推出 MCS48系列 8 位單片機以后，單片機發(fā)展進入了一個新的階段。 1983 年 Intel 公司推出的MCS96 系列、 1987 年 Intel 公司又推出的 80C96 等位 16 位單片機。近年來各個計算機生產(chǎn)廠家已進入更高性能的 32 位單片機研制、生產(chǎn)階段。單片機發(fā)展之快、品種之多。其中最常用的主要有： AT89 系列單片機、 AVR 單片 機 Motorola 公司的 M68HC08 系列單片機以及 PIC 單片機。隨著 社會的 發(fā)展 ， 單片機的特點體現(xiàn)在體積小、可靠性高、使用方便等方面。 根據(jù)溫度控制的特點，本次設(shè)計采用 AT89C51 單片機 為控制核心 ，采用數(shù)字 PID 控制算法。實現(xiàn)對電烤箱的溫度控制。 通過本次設(shè)計進一步詳細(xì)說明單片機控制系統(tǒng)在社會生活中的應(yīng)用。 為以后進一步應(yīng) 用 單片機系統(tǒng) 提供幫助。 陜西國防學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè)論文 ６ 第 1 章 概 述 溫度控制是工業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的過程控制，有些工藝過程對其溫度的控制效果直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，因而設(shè)計一種較為理 想的溫度控制系統(tǒng)是非常有價值的。根據(jù)溫度變化快慢，并且控制精度不易掌握等特點，本文電烤箱的溫度控制為模型，設(shè)計了以 AT89C51單片機為檢測控制中心的溫度控制系統(tǒng)。溫度控制采用 PID數(shù)字控制算法，顯示采用 3 位 LED 靜態(tài)顯示。該設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，控制算法新穎，控制精度高，有較強的通用性。 技術(shù)指標(biāo) 電烤 箱的具體指標(biāo)如下： (1) 電烤 箱由 2 kW 電爐加熱，最高溫度為 500℃。 (2) 電烤 箱溫度可預(yù)置， 烤 干過程恒溫控制，溫度控制誤差≤177。 2℃。 (3) 預(yù)置時顯示設(shè)定溫度， 烤 干時顯示實 時溫度，顯示精確到 1℃。 (4) 溫度超出預(yù)置溫度177。 5℃時發(fā)聲報警。 (5) 對升降溫過程的線性沒有要求。 控制方案 產(chǎn)品的工藝不同，控制溫度的精度也不同，因而所采用的控制算法也不同。就溫度控制系統(tǒng)的動態(tài)特性來講，基本上都是具有純滯后的一階環(huán)節(jié)，當(dāng)系統(tǒng)精度及溫控的線性性能要求較高時，多采用 PID 算法來實現(xiàn)溫度控制。 本系統(tǒng)是一個典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)。從技術(shù)指標(biāo)可以看出，系統(tǒng)對控制精度的要求不高，對升降溫過程的線性也沒有要求，因此，系統(tǒng)采用最簡單的通斷控制方式，即當(dāng)烘干箱溫度達到 設(shè)定值時斷開加熱電爐，當(dāng)溫度降到低于某值時接通電爐開始加熱，從而保持恒溫控制。 陜西國防學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè)論文 ７ 第 2 章 硬件部分設(shè)計 系統(tǒng)的硬件部分包括單片機電路、 A/D 轉(zhuǎn)換器電路、放大器電路、傳感器電路、鍵盤及顯示電路五部分。其各部分連接關(guān)系如圖 21 所示。 圖 21 電烤箱溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 單片機電路設(shè)計 隨著 社會的 發(fā)展 ，單片機以其 體積小、可靠性高、使用方便