基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(-全文預(yù)覽
【正文】 ngle chip microputer)的譯名簡(jiǎn)稱，在國內(nèi)也常簡(jiǎn)稱為“單片機(jī)”。單片機(jī)具有集成度高，通用性好，功能強(qiáng)，特別是體積小，重量輕，耗能低，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)和使用方便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)字、智能化方面有廣泛的用途。雙向可控硅管和加熱絲串聯(lián)接在交流220V，50HZ交流試點(diǎn)回路，在給定周期內(nèi)，8031只要改變可控硅管的接通時(shí)間便可改變加熱絲功率，以達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。本設(shè)計(jì)采用無ROM的8031作為主控制芯片。采用單片機(jī)來對(duì)他們控制不僅具有控制方便，簡(jiǎn)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。其中溫度控制電路是通過可控硅調(diào)功器實(shí)現(xiàn)的。本設(shè)計(jì)使用單片機(jī)作為核心進(jìn)行控制。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖可表示為:系統(tǒng)采用單閉環(huán)形式，其基本控制原理為:將溫度設(shè)定值(即輸入控制量)和溫度反饋值同時(shí)送入控制電路部分，然后經(jīng)過調(diào)節(jié)器運(yùn)算得到輸出控制量，輸出控制量控制驅(qū)動(dòng)電路得到控制電壓施加到被控對(duì)象上，電爐因此達(dá)到一定的溫度。它具有體積小、重量輕、價(jià)格低、可靠性高、耗電少和靈活機(jī)動(dòng)等許多優(yōu)點(diǎn)，單片微型計(jì)算機(jī)(簡(jiǎn)稱單片機(jī))是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是一種非?；钴S和頗具生命力的機(jī)種，特別適合用于智能控制系統(tǒng)。 MCS51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。每個(gè)口都包含一個(gè)鎖存器，即專用寄存器P0~P3，一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器。P0口：可作為一般的I/O口用，但應(yīng)用系統(tǒng)采用外部總線結(jié)構(gòu)時(shí)，它分時(shí)作低8位地址和8位雙向數(shù)據(jù)總線用。作為第一功能使用時(shí)同P1口，每一位均可獨(dú)立作為I/O口。VSS（20腳）：接地。剛接上電源時(shí)，其內(nèi)部寄存器處于隨機(jī)狀態(tài)，在引腳上輸入持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。其頻率為振蕩器頻率1/6。PROG——（29腳）：輸出訪問片外程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。EA——/VPP（31腳）：當(dāng)EA ——輸入端輸入高電平時(shí)，CPU可訪問片內(nèi)程序存儲(chǔ)器4KB的地址范圍。并行擴(kuò)展法是利用單片機(jī)的三種線（AB、DB、CB）進(jìn)行的系統(tǒng)擴(kuò)展；串行擴(kuò)展法是利用SPI三線總線或I2C雙總線的串行系統(tǒng)擴(kuò)展。為了將它們分離開來，以便同單片機(jī)之外的芯片正確地相連，常常在單片機(jī)外部加地址鎖存器來構(gòu)成與一般CPU相類似的三總線。其值因芯片型號(hào)和制造廠商不同而異；VPP：編程電源輸入線，其值因芯片型號(hào)和制造廠商不同而異；OE——：讀選通信號(hào)輸入線，“0”有效；VCC：主電源輸入線，一般為＋5V； (B) 擴(kuò)展方法擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器時(shí)，一般擴(kuò)展容量大于256字節(jié)，因此，除了由P0口提供低8位地址線外，還需由P2口提供若干地址線，最大的擴(kuò)展范圍位64K字節(jié)，即需16位地址線。擴(kuò)展的程序存儲(chǔ)器究竟需要多少位地址線，應(yīng)根據(jù)程序存儲(chǔ)器容量和選用的EPROM芯片容量而定。2） 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)由于算法的需要，在存儲(chǔ)器中需要存儲(chǔ)24個(gè)從A/D片出來的數(shù)據(jù)，即需要24單元的存儲(chǔ)單元。本設(shè)計(jì)采用鎳鉻/鎳鋁熱電偶，此電偶用于0℃～1000℃的溫度測(cè)量范圍，.變送器由毫伏變送器和電流/電壓變送器組成：；電流/電壓變送器用于把毫伏變送器輸出的010MA電流變換成05V范圍的電壓。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖 8155接口電路8155芯片內(nèi)具有256個(gè)字節(jié)的RAM，兩個(gè)8位、一個(gè)16位的可編程I/O口和一個(gè)14位計(jì)數(shù)器。MCS－51單片機(jī)可以和8155直接連接，不需要任何外加電路，給系統(tǒng)增加了256個(gè)字節(jié)的RAM、22位I/O線及一個(gè)計(jì)數(shù)器。然后輸入啟動(dòng)轉(zhuǎn)換控制信號(hào)START啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。顯然，可控硅在給定周期T的100%時(shí)間內(nèi)接通的功率最大。 控制論告訴我們，PID控制的理想方程是： （）式中e— 測(cè)量值與給定值之間的偏差。 清本次越限標(biāo)志CLR 5FH ； 清上次越限標(biāo)志CLR A ； 清累加器AMOV 2FH, AMOV 30H, AMOV 3BH, AMOV 3CH, A 清暫存單元MOV 3DH, AMOV 3EH, AMOV 44H, AMOV DISM0, AMOV DISM1, AMOV DISM2, AMOV DISM3, A 清顯示緩沖區(qū)MOV DISM4, AMOV DISM5, AMOV TMOD, 56HMOV TL0, 06HMOV TH0, 06HCLR PT0SETB TR0SETB ET0SETB EALOOP ACALL DISPLY ；調(diào)用顯示程序ACALL SCAN ；調(diào)用掃描程序AJMP LOOP ；等待中斷應(yīng)當(dāng)注意：由于T0被設(shè)定
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