【正文】 ）測量溫度長期可達1000℃，短期可達1300℃；（2）價格比較便宜，在工業(yè)上廣泛適用；（3）高溫下抗氧化能力強；（4）復現(xiàn)性好，熱電動勢大。兩種不同性質的導體（或半導體）組合成閉合回路，若兩種導體的連接點溫度不同，則在此閉合回路中就有電流產生，也就是說回路中有電動勢存在，這種現(xiàn)象叫熱電效應。但本次設計要求測量溫度在600～1000℃之間，故不予采用。但由于半導體熱敏電阻的溫度特性曲線很不一致，互換性差，在連續(xù)測量中的應用受到了極大的限制，與本次設計要求不符，故不予采用。 LM331的工作特性如下： （1）單電源或雙電源供電，單電源供電電壓為+15V時，可保證轉換精度；（2）線性低；（3）15mW低功耗；（4）頻率范圍為1KHz～100KHz。 V/F轉換器能夠把電壓信號轉換為頻率信號，通過計算機處理再把頻率信號轉變?yōu)閿?shù)字信號，由此完成了A/D模數(shù)轉換。12V，差分輸入范圍為177。該器件具有轉換效率高、功耗低、接口方便等優(yōu)點，特別適合在航空電子、數(shù)據(jù)采集、工業(yè)控制、多媒體、機器人等領域應用。采用P8/P16并行輸出，帶有內部時鐘和基準電壓源，無丟失碼，2MHz采樣頻率時的功率為175mW，SNR為90dB。 系統(tǒng)方案論證整個電阻爐溫度控制系統(tǒng)由單片機控制系統(tǒng)、溫度變送器、可控硅輸出部分、A\D模數(shù)轉換和被控對象組成。，包括硬件的組成及各功能子模塊電路的設計。這次設計主要做的是硬件電路的設計和軟件的編程，用計算機對溫度進行控制，同時采用PID算法使系統(tǒng)獲得較好的性能指標。如今，隨著微機技術不斷發(fā)展，微型計算機已經廣泛應用于溫度控制。系統(tǒng)的控制精度靠試驗者來調節(jié)，系統(tǒng)設置隨著環(huán)境的變化而變化，同時儀表控制參數(shù)需要由人工選擇，這樣就會導致費時、費力、且不準確。這對日常生活中的設備來說足夠了，但對精度要求很高的軍事和工業(yè)來說就不夠了。由此可見，溫度控制在工業(yè)生產和日常生活的各個領域都有著廣泛的應用，所以對溫度控制進行研究是非常有意義的。PROM serial to storage measurement data and control parameters，thus ensure after power failure data can still be saved. Detection signal amplifier amplification by entering multiple switch after, multichannel switch turns detection three channels temperature signal after take turns output to A/D converter, finally the voltage signal into frequency signal transmission give microcontroller to undertake handling. Control mode is adjustable power control, through the use of optical coupling bidirectional thyristor of double guide the thyristor controlled conduction percentage, and the power of resistance wire adjusted. On the keyboard input preset temperature, SCM through control double guide the thyristor conduction percentage of power of resistance wire on the adjustment, make temperature control in default, while in the LED display on display the current insideheater temperature.Keywords：AT89C2051 frequency convert adjust目 錄第1章 概 述 1 電阻加熱爐自動控溫系統(tǒng)的研究背景及意義 1 目前國內外研究現(xiàn)狀 1 論文研究的主要內容 2第2章 方案論證 3 系統(tǒng)設計要求 3 系統(tǒng)方案論證 3 模數(shù)轉換器的選擇論證 4 溫度檢測的選擇論證 5 存儲器擴展電路的選擇論證 6 鍵盤的選擇論證 8 輸出控制電路的選擇論證 8 顯示器的選擇論證 9第3章 系統(tǒng)硬件設計 11 控制單元的設計 11 模數(shù)轉換電路的設計 12 溫度檢測電路的設計 14 存儲器擴展電路的設計 15 顯示電路的設計 16 鍵盤電路的設計 18 輸出控制電路的設計 19 電源電路的設計 21第4章 系統(tǒng)軟件設計 23 溫度檢測流程圖 23 軟件的主程序流程圖 24 輸入輸出程序流程圖 25 調功程序流程圖 25 溫度顯示流程圖 26第5章 控制算法及濾波 27 數(shù)學建模與控制算法 27 數(shù)學建模 27 控制算法 28 數(shù)字濾波 30 數(shù)字濾波的介紹 30 數(shù)字濾波的設計 30總 結 32致 謝 33參考文獻 34附錄1：電阻式鍋爐的自動控溫系統(tǒng)原理圖 35附錄2：電阻式鍋爐的自動控溫系統(tǒng)程序清單 36長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計（論文）第1章 概 述 電阻加熱爐自動控溫系統(tǒng)的研究背景及意義溫度是科學實驗和生產過程中十分普遍但又非常重要的物理參數(shù)。檢測信號經運算放大器放大后進入多路開關，多路開關輪流檢測3個通道的溫度信號后輪流輸出給A/D轉換器，最后將電壓信號轉變?yōu)轭l率信號傳輸給單片機進行處理。長 春 工 業(yè) 大 學畢業(yè)設計、畢業(yè)論文題 目 電阻加熱爐溫度控制系統(tǒng) 學 院 人文信息學院 專業(yè)班級 電氣工程及其自動化070922班 指導教師 王 霆 姓 名 劉塞北 2011年6月3日53長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計（論文）摘 要如今電阻爐被廣泛應用于各大工業(yè)領域，通過單片機的實時控溫來提高勞動生產效率和產品質量，同時對節(jié)能環(huán)保也有著重大意義。PROM 24C01來存儲測量數(shù)據(jù)和調控參數(shù)，這樣就確保斷電后數(shù)據(jù)仍能被保存。關鍵詞：AT89C2051 頻率 轉換 調整AbstractNow resistance heater is widely used in each industrial fields. Microcontroller is used to control temperature to improve production efficiency and product quality，and it is important to the energy conservation and environmental protection．The design of the core processor as AT89C2051 microcontroller，with its to there sistance furnace temperature testing and control．Choose K type thermocouple as metal sensor，its advantage is low cost， high precision and choose 24C01 E178。如電力工業(yè)的鍋爐、冶金工業(yè)的電阻加熱爐、化學工業(yè)的反應爐等設備，通過對溫度的控制與調節(jié)，才能確保產品的質量及產量；而在日常生活中，電熱水器、微波爐、空調等常用電器也同樣需要對溫度進行控制與調節(jié)。并將此方案運用于對電阻爐溫度進行控制，達到調節(jié)時間短、響應速度快且穩(wěn)態(tài)誤差在℃的技術要求。雖然我國也在不斷進行電阻爐控制系統(tǒng)的研究，但與國外相比還是比較落后。最初電阻爐的發(fā)熱體為電阻絲，傳統(tǒng)方法大多采用儀表測溫，并通過控制交流接觸器的通斷時間比例來控制加熱功率。 論文研究的主要內容本設計是以單片機為核心控制溫度的控制系統(tǒng)，采用K型熱電偶傳感器作為溫度傳感器,在溫度相應變化時與設定值相比較，然后矯正，得到我們希望的值。本文主要進行一下幾方面的工作：，并對其國內外的發(fā)展及現(xiàn)狀進行了簡要說明。圖21 電阻爐溫度控制系統(tǒng)原理框圖 模數(shù)轉換器的選擇論證ADS8412是德州儀器公司推出的一款2Msps采樣速率的16位逐次逼近（SAR）模數(shù)轉換器。MAX1032是Maxim公司最新推出的一種多通道、多量程、低功耗、分辨率為14位的串行輸出模數(shù)轉換器。6V及177。24V；（3）接口特性：數(shù)據(jù)和信號接口電平與SPITM/QSPITM/MICROWIRETM兼容，；（4）采樣速率：115ksps；（5）基準電壓：可采用內部基準，也可采用外部基準，～。它是當前最簡單的一種高精度V/F轉換器。其特點是電阻溫度系數(shù)的范圍甚廣，材料加工容易、性能好，阻值在1Ω～100Ω之間可供自由選擇，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強。它們具有電阻溫度系數(shù)大、線性好、性能穩(wěn)定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點，多用于檢測精度要求比較高的場合，測量溫度在200～+500℃之間。熱電偶溫度傳感器工作原理是建立在導體的熱效應上。由于本次設計的測溫環(huán)境在600～1000℃之間，所以選擇鎳鎘鎳硅（K型）熱電偶溫度傳感器。（2）寫方式：2864A提供了字節(jié)寫入和頁寫入兩種方式。由于本次設計使用的是AT90C2051單片機，只有20個引腳，但2864A的擴展方式需要與74LS373配合使用且占用17個引腳，大量占用了單片機的引腳資源，所以不被采用。其特點如下：（1）存儲容量為128字節(jié)；（2）串行接口使用普通兩根I/O接口；（3）具有頁寫入模式，每頁4字節(jié)；（4）同步周期小于10ms。平時無按鍵動作時，行線處于高電平狀態(tài)，而當有按鍵按下時，行線電平狀態(tài)將由與此行線相連的列線電平決定。所以必須將行、列線信號配合起來并作適當?shù)奶幚?，才能正確的確定閉合鍵的位置。因為本次設計只涉及四個按鍵，所以選擇獨立式按鍵。雙向可控硅串聯(lián)在50Hz交流電源和加熱絲電路中，只需在給定周期里改變可控硅開關的接通時間，就能改變電阻爐的加熱功率，進而實現(xiàn)溫度的控制。綜上所述，本次設計系統(tǒng)采用雙向導通晶閘管對溫度進行控制。（2）工作電壓低，約為2V。LED動態(tài)顯示掃描方式是將所有位的LED段選線相應段并聯(lián)在一起，由1個8位I/O口控制，形成段選線的多路復用，這樣可以將電路簡化，各位的共陰極或共陽極分別由相應的I/O口控制，從而實現(xiàn)各位的分時選通。LED靜態(tài)掃描方式的接口編程容易，但缺點是占用較多的口線。根據(jù)以上兩個方面考慮，本設計選用MCS51系列的單片機AT89C2051，其優(yōu)點在于：（1）片內含有2K字節(jié)的Flash程序存儲器，128字節(jié)的片內RAM；（2）允許工作時鐘為0～25MHz；（3）集成度高；（4）處理功能強大；（5）在市場上較為流行且性價比高。電阻R1和R2為10 KΩ，電容C為22μF。V/F轉換器具有接線簡單，價格便宜，轉換精度高等特點，本次設計使用的就是現(xiàn)在使用較為廣泛的LM331V/F轉換器。由于LM331的V/F轉換關系成線性，所以我們可以根據(jù)采集到的頻率數(shù)據(jù)知道模擬信號的大小，從而實現(xiàn)了模擬信號到數(shù)字信號的轉換。 溫度檢測電路的設計因為本系統(tǒng)要求的測溫環(huán)境在600～1000℃之間，所以選擇K型熱電偶作為測溫元件。若將ADOP07放大器的增益調整為412倍，則當0℃時，