【正文】 選取的正 確，對于一個確定的受控系統(tǒng)來說，其控制精度是比較令人滿意的。其具體控制電路可以采用模擬電路或計(jì)算機(jī)軟件方法來實(shí)施調(diào)節(jié)功能。目前，采用這種控制方法的溫度控制器在我國許多工廠的老式工業(yè)電爐中仍被使用。本文所討論的基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)就是要實(shí)現(xiàn)對溫控箱的恒值溫度控制要求，故以下僅對恒值溫度控制進(jìn)行討論。因此，在實(shí)際的溫度測量中，要根據(jù)具體的測量對象選擇合適的測量方法， 在滿足測量精度要求的前提下盡量減少投入。 溫度測控技術(shù)包括溫度測量技術(shù)和溫度控制技術(shù)兩個方面。同樣道理，對于只有冷卻沒有加熱環(huán)節(jié)的應(yīng)用中，實(shí)際溫度低于控制的目標(biāo)溫度，對控制效果的影響也是很大的。 另外，在大部分實(shí)際的環(huán)境中，增溫要比降溫方便得多。因此，溫度的測量與控制在國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域中均受到了相當(dāng)程度的重視。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 溫度控制系統(tǒng) 0 目 錄 1 緒論 .............................................................................................................................................................. 1 選題背景 ............................................................................................................................................ 1 溫度測控技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀 .......................................................................................................... 1 定值開關(guān)控溫法 .......................................................................................................................... 2 PID 線性控溫法 ........................................................................................................................... 2 智能溫度控制法 .......................................................................................................................... 3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 ........................................................................................................................... 3 系統(tǒng)性能要求及特點(diǎn) .................................................................................................................. 3 系統(tǒng)硬件方案分析 ...................................................................................................................... 4 系統(tǒng)軟件方案分析 ...................................................................................................................... 5 本文主要工作 ................................................................................................................................... 5 2 主要器件介紹 ............................................................................................................................................. 7 DS18B20 溫度傳感器 ....................................................................................................................... 7 AT89C52 簡介 ................................................................................................................................... 9 AT89C52 功能特性 .....................................................................................................................10 數(shù)碼管介紹 .....................................................................................................................................12 LED 數(shù)碼管 .................................................................................................................................12 數(shù)碼管顯示控制 ........................................................................................................................12 數(shù)碼管字型編碼 ........................................................................................................................13 數(shù)碼管顯示方法 ........................................................................................................................13 3 硬件電路的設(shè)計(jì) .......................................................................................................................................15 系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì) .............................................................................................................................15 電路設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................................15 設(shè)計(jì)原則 .....................................................................................................................................15 引腳連接 .....................................................................................................................................17 軟件流 程圖 .....................................................................................................................................17 4 調(diào)試及性能分析 .......................................................................................................................................19 5 使用說明和元件清單 ..............................................................................................................................20 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................................................21 附錄 ................................................................................................................................................................22 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 溫度控制系統(tǒng) 1 1 緒論 選題背景 溫度是生活及生產(chǎn)中最基本的物理量，它表征的是物體的冷熱程度。 在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，由于系統(tǒng)內(nèi)部與外界 的熱交換是難以控制的，其他熱源的干擾也是無法精確計(jì)算的，因此溫度量的變化往往受到不可預(yù)測的外界環(huán)境擾動的影響。因此，對溫度的控制精度要求比較高的情況下，是不允許出現(xiàn)過沖現(xiàn)象的，即 不允許實(shí)際溫度超過控制的目標(biāo)溫度。 鑒于上述這些特點(diǎn)，高精度溫度控制的難度比較大，而且不同的應(yīng)用環(huán)境也需要不同的控制策略。 在溫度的測量技術(shù)中，接觸式測溫發(fā)展較早，這種測量方法的優(yōu)點(diǎn)是：簡單、可靠、低廉、測量精度較高，一般能夠測得真實(shí)溫度；但由于檢測元件熱慣性的影響，響應(yīng)時(shí)間較長，對熱容量小的物體難以實(shí)現(xiàn)精確的測量，并且該方法不適宜于對腐蝕性介質(zhì)測溫，不能用于超高溫測量，難于測量運(yùn)動物體的溫度。 溫度控制技術(shù)按照控制目標(biāo)的不同可分為兩類：動態(tài)溫度跟蹤與恒值溫度控制。 從工業(yè)控制器的發(fā)展過程來看，溫度控制技術(shù)大致可分以下幾種： 定值開關(guān)控溫法 所謂定值開關(guān)控溫法，就是通過硬件電路或軟件計(jì)算判別當(dāng)前溫度值與設(shè)定目標(biāo)溫度值之間的關(guān)系，進(jìn)而對系統(tǒng)加熱裝置 (或冷卻裝置 )進(jìn)行通斷控制。由于這種控制方式是當(dāng)系統(tǒng)溫度上升至設(shè)定點(diǎn)時(shí)關(guān)斷電源，當(dāng)系統(tǒng)溫度下降至設(shè)定點(diǎn)時(shí)開通電源，因而無法克服溫度變化過程的滯后性，致使被控對象溫度波動較大，控制精度低，完全不適用于高精度的溫度控制。前者稱為模擬控制器，后者稱為數(shù)字控制器。但是，它的不足也恰恰在于此，當(dāng)對象特性 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 溫度控制系統(tǒng) 3 一旦發(fā)生改變，三個控制參數(shù)也必須相應(yīng)地跟著改變，否則其控制品質(zhì)就難以得到保證。其中應(yīng)用較多的有模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及專家系統(tǒng)等。目前國內(nèi)溫控儀表的發(fā)展，相對國外而言在性能方面還存在一定的差距，它們之間最大的差別主要還是在控制算法方面，具體表現(xiàn)為國內(nèi)溫控儀在全量程范圍溫度控制精度比較低，自適應(yīng)性較差。 (2)能對所測環(huán)境溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。本系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)方面具有如下特點(diǎn)：控制主板采用 AT89C52 作為核心芯片。它的最大優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)響應(yīng)速度快，能實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制。 單片機(jī)是大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，屬于第四代電子計(jì)算機(jī)。一些廠家根據(jù)系統(tǒng)功能的復(fù)雜程度，將這種 SOC 芯片應(yīng)用到先進(jìn)的控制儀表中。從降低成本，器件供貨渠道充足的角度看，應(yīng)用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)