【正文】 I 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ) 院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室： 注：成績(jī)：平時(shí) 20% 論文質(zhì)量 60% 答辯 20% 以百分制計(jì)算 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 電氣 121 課程設(shè)計(jì)（論文）題目 加熱爐溫度控制器設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù) 高溫加熱爐利用煤氣加熱，通過傳感器測(cè)量溫度，四相 5V、 1A 步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)閥門來調(diào)節(jié)進(jìn)氣量。 本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 是用 89C51 單片機(jī)設(shè)計(jì)的溫度檢測(cè)電路 ，是整個(gè)單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不可缺少的一部分，該系統(tǒng) 利用溫度傳感器 對(duì)溫 度進(jìn)行了實(shí)時(shí)采集與檢測(cè)，從而 做到 對(duì)加熱爐的溫度進(jìn)行更精確的控制。在工業(yè)生產(chǎn)過程中為了高效地進(jìn)行生產(chǎn)，必須對(duì)生產(chǎn)工藝過程中的主要參數(shù)，如溫度，壓力，流量，速度等進(jìn)行有效的控制。 加熱爐是將物料或工件加熱的設(shè)備。 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、 傳感器原理、 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 運(yùn)用 。隨著電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，微機(jī)測(cè)量和控制技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用 和 迅速的發(fā)展 。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容為：以 89C51 單片機(jī)為核心， 高溫加熱爐利用煤氣加熱，通過傳感器測(cè) 量溫度，四相 5V、 1A 步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)閥門來調(diào)節(jié)進(jìn)氣量。 圖 工作過程分析 由溫度控制器工作流程圖分析具體的工作過程。根據(jù)判斷溫度是否 超 過 設(shè) 定值，由單片機(jī)發(fā)出相應(yīng)的指令， 經(jīng) 步進(jìn)電機(jī) 控制電磁閥， 從而通過閥門 的控制 就可以控制煤氣的進(jìn)氣量 多少 ，從而 可以 達(dá)到 對(duì) 加熱爐 溫度的 調(diào)節(jié)運(yùn)算放大器 溫度傳感器 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 8 和 控制。芯片引 腳 如 圖 所示： VSS : 接地端。在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，可分時(shí)用作低 8 位地址線和 8 位數(shù)據(jù)線；在 FLASH ROM 編程時(shí)，它輸入指令字節(jié)，而在驗(yàn)證程序時(shí)，則輸出指令。能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 門電路。能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 門電路。 ALE/PROG：地址鎖存允許信號(hào)。接低電平時(shí)， CPU 只訪問并執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器中的指令。復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。 如圖 所示。 圖 復(fù)位電路 V s sRE S TV C CV C C 8 9c 51 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 10 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)的各個(gè)功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘控制信號(hào)為基準(zhǔn)，有條不紊的一拍一拍的工作。 Y1 1 . 0 5 9 2 m H zC13 0 p FC23 0 p F 圖 時(shí)鐘電路 CPU 最小系統(tǒng)圖 89C51 單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振的振蕩頻率直接影響單片機(jī)的處理速度，頻率越大處理速度越快。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 12 第 3章 輸入輸出接口電路設(shè)計(jì) 溫度 傳感器的選擇 傳統(tǒng)的模擬式溫度傳感器，如熱電阻、熱敏電阻，在一些溫度范圍內(nèi)線性不好，需要經(jīng)行冷端補(bǔ)償或引線補(bǔ)償；集成模擬溫度傳感器與之相比，具有靈敏度高、線性度好、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，而且它還將驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)處理電路以及需要的邏輯控制電路集成在單片 IC 上，有尺寸小，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。熱電勢(shì)隨著測(cè)量端溫度升高而增加，熱電勢(shì)的大小只和熱電偶導(dǎo)體材質(zhì)以及兩端溫差有關(guān)，和熱電偶導(dǎo)體材質(zhì)的長(zhǎng)度、直徑無關(guān) 。也就 是 分辨率為 2/1800=1/900。 主要常用的逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器有 8 位分辨率的 ADC080 12 位分辨率的 MAX197 等。 溫度傳感器采用 鉑銠 30鉑銠 6 熱電偶。 、 、 和 分別經(jīng)光電耦合和驅(qū)動(dòng)電路再加到電動(dòng)機(jī) A、 B、 C、 D 繞組 。圖 所示為一種獨(dú)立式按鍵電路，當(dāng)圖中的某一個(gè)按鍵閉合時(shí)，相應(yīng)的 I/O 口線就變成低電平。 本設(shè)計(jì)有三個(gè)按鍵，共需要三個(gè) I/O 口線，占用的口線不多，因此可以采用獨(dú)立式按鍵。而所謂動(dòng)態(tài)掃描就是指我們采用分時(shí)的方法，輪流控制各個(gè)顯示器的 COM 端，使各個(gè)顯示器輪流S2S3S4R26R24R25GNDVCCamp。 此電路中，用于驅(qū)動(dòng) LED 的 8 位段碼， 8 位 LED 相應(yīng)的 a— g段連在一起，它們的公共端連至輸出端。從而控制輸入煤氣量。 模擬量檢測(cè)流程圖設(shè)計(jì) 模擬量檢測(cè)電路是通過熱電偶檢測(cè)加熱爐的溫度，經(jīng)過 MAX197 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息進(jìn)而送給單片機(jī)，單片機(jī)處理后由顯示電路顯示溫度， 系統(tǒng)內(nèi)部按操作指令執(zhí)行命令進(jìn)而控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。 圖 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制流程圖 中斷系統(tǒng)的流程圖 設(shè)計(jì) 89C51 單片機(jī)片內(nèi)有兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，即定時(shí)器 T0 和定時(shí)器 T1。 圖 中斷流程圖 中斷發(fā)生 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 讀數(shù)，存數(shù) 通道加 1 通道完？ 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，中斷返回 是 否 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 21 第 5章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析 系統(tǒng)原理圖 根據(jù)系統(tǒng)各個(gè)部分的功能和性質(zhì)， 繪制系統(tǒng)原理圖如圖 所示。 顯示模塊 ：該模塊應(yīng)能夠把溫度值進(jìn)行準(zhǔn)確顯示。 89C51 單片機(jī)，體積小，重量輕，抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境要求不高，價(jià)格低廉，可靠性高，靈活性好，即使是非電子計(jì)算機(jī)專業(yè)人員，通過學(xué)習(xí)一些專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)以后也能依靠自己的技術(shù)力量，來開發(fā)所希望的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。比如開始 對(duì) 各個(gè) 器件 模塊 了解不夠深 甚至不太熟悉， 沒有方向不知從何下手， 通過老師的講解指導(dǎo)，我們有了初步的思路。我們認(rèn)識(shí)到只有多動(dòng)腦多動(dòng)手，才能更好的將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐，才能學(xué)以致用。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書 寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁(yè)以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁(yè)面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 29 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 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(guó)家有關(guān)部門或機(jī)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。 作者簽名： 日 期： 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 26 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(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 最后，感謝老師的耐心指導(dǎo)！ 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 24 參考文獻(xiàn) [1] 梅麗鳳等編著 .單片機(jī)原理及接口技術(shù) .清華大學(xué)出版社 , [2] 蔡振江 .單片機(jī)原理與應(yīng)用 . 北京：電子工業(yè)出版社， 20xx [3] 于海生 .微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù) .清華大學(xué)出版社 , [4] 趙晶 .Prote199 高級(jí)應(yīng)用 .人民郵電出版社， 20xx [5] 清源計(jì)算 機(jī)工作室編著 .Protel 99 原理圖與 PCB 及仿真 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx [6] 李華等 .單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù) . 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 20xx [7] 張桂香 .電氣控制與單片機(jī)應(yīng)用 .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,20xx,8. 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