【正文】 ac），功率場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET），絕緣柵型雙極晶體管（IGBT）。 固態(tài)繼電器由三部分組成：輸入電路，隔離（耦合）和輸出電路。 5. 轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志EOC:轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志EOC端經(jīng)反向器與單片機(jī)的/INT1相連，即轉(zhuǎn)換一旦結(jié)束，外部中斷1則申請(qǐng)中斷?？捎貌樵?xún)和中斷的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取處理。3. ADC0809啟動(dòng)：ADC0809的啟動(dòng)端START、地址所存端ALE均為高電平有效。ADC0809采用+5V電源供電，外接工作時(shí)鐘。在中斷工作方式下，該信號(hào)往往是CPU發(fā)出的中斷請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)。該信號(hào)可作為被CPU查詢(xún)的狀態(tài)信號(hào)，也可作為對(duì)CPU的中斷請(qǐng)求信號(hào)。加于該端的脈沖的上升沿使逐次逼近寄存器清零，下降沿開(kāi)始A/D轉(zhuǎn)換。（5）ALE——地址鎖存允許信號(hào)，高電平有效。（3）ADDA、ADDB、ADDC——模擬通道選擇地址信號(hào)，ADDA為低位，ADDC為高位。2) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引腳ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引腳分別如圖35和圖36所示。10V(需外加一定電路)。（3）轉(zhuǎn)換時(shí)間： 取決于芯片時(shí)鐘頻率，如CLK=500kHz時(shí)，TCONV=128μs。利用它可直接輸入8個(gè)單端的模擬信號(hào)分時(shí)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，在多點(diǎn)巡回檢測(cè)和過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制中應(yīng)用十分廣泛。：圖34溫度檢測(cè)原理圖，經(jīng)過(guò)溫度補(bǔ)償，再經(jīng)過(guò)橋式電路抑制工模干擾。補(bǔ)償導(dǎo)線與溫度傳感器熱電偶連接端的溫度不能超過(guò)100℃。必須指出，熱電偶溫度傳感器補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極，是溫度傳感器熱電偶的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對(duì)測(cè)溫的影響，不起補(bǔ)償作用。此熱電偶是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開(kāi)頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來(lái)非常方便。因溫度傳感器熱電偶直接與被檢查對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。 由于本次設(shè)計(jì)的加熱爐溫度范圍為4001000℃，加熱溫度高，而本系統(tǒng)對(duì)加熱爐溫度控制精度的要求為177。圖33 復(fù)位電路圖 溫度檢測(cè)及變送電路溫度檢測(cè)電路是本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，是整個(gè)單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不角兒缺少的一部分。本電路采用12M晶振發(fā)生器。有源晶振不需要芯片的內(nèi)部振蕩器，可以提供高精度的頻率基準(zhǔn)，信號(hào)質(zhì)量也較無(wú)源晶振要好。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。另外，該引腳被略微拉高。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。當(dāng)P3口寫(xiě)入amp。8221。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。8221。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為低八位地址接收。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。圖31 AT89C51引腳圖管腳說(shuō)明：VCC：供電電壓。AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲(chǔ)器（FPEROMamp。系統(tǒng)可通過(guò)鍵盤(pán)對(duì)電阻爐溫度進(jìn)行預(yù)設(shè)，單片機(jī)根據(jù)當(dāng)前爐內(nèi)監(jiān)測(cè)和處理后的溫度和預(yù)設(shè)溫度進(jìn)行比較結(jié)果，在進(jìn)行PID運(yùn)算，并由此控制固態(tài)繼電器的導(dǎo)通和關(guān)斷來(lái)調(diào)節(jié)電熱絲的加熱功率，當(dāng)爐內(nèi)溫度過(guò)高與過(guò)低的時(shí)，蜂鳴器將進(jìn)行報(bào)警，從而使?fàn)t內(nèi)溫度迅速達(dá)到預(yù)設(shè)值并保持恒定。溫度控制電路采用固態(tài)繼電器SSR40DA。具有原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，適用面廣，控制參數(shù)相互獨(dú)立，參數(shù)的選定比較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)；而且在理論上可以證明，對(duì)于過(guò)程控制的典型對(duì)象——“一階滯后＋純滯后”與“二階滯后＋純滯后”的控制對(duì)象，PID控制器是一種最優(yōu)控制。同樣的任務(wù)用單片機(jī)與PLC都能完成，顯然采用PLC方案會(huì)增加控制系統(tǒng)的成本。第2章 總體方案設(shè)計(jì) 方案論證（1）單片機(jī)與PLC控制的比較單片機(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。因此，本課題以實(shí)驗(yàn)室加熱爐為研究對(duì)象，以單片機(jī)為主要硬件平臺(tái)，編制基于智能化的溫控軟件，開(kāi)發(fā)一種適合我國(guó)國(guó)情的、面向廣大中小型企業(yè)、低成本、高性能的電阻爐溫度控制系統(tǒng)，以提高控制精度，達(dá)到控制要求，從而提高企業(yè)效益。它具有高度的非線性，能使目標(biāo)系統(tǒng)達(dá)到非常好的控制效果，同時(shí)與其它控制方式進(jìn)行比較具有原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，適用面廣，控制參數(shù)相互獨(dú)立，參數(shù)的選定比較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)；而且在理論上可以證明，對(duì)于過(guò)程控制的典型對(duì)象——“一階滯后＋純滯后”與“二階滯后＋純滯后”的控制對(duì)象，PID控制器是一種最優(yōu)控制。成熟的溫控產(chǎn)品主要以“點(diǎn)位”控制及常規(guī)的PID控制器為主，它們只能適應(yīng)一般溫度系統(tǒng)控制，而用于較高控制場(chǎng)合的智能化、自適應(yīng)控制儀表，國(guó)內(nèi)技術(shù)還不十分成熟，形成商品化并廣泛應(yīng)用的控制儀表較少。隨著新技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[1]，近年來(lái)單片機(jī)發(fā)展十分迅速，一個(gè)以微機(jī)應(yīng)用為主的新技術(shù)革命浪潮正在蓬勃興起，單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到電力、冶金、化工、建材、機(jī)械、食品、石油等各個(gè)行業(yè)。加熱爐溫度控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中獲得了廣泛的應(yīng)用，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防、科研以及日常生活等領(lǐng)域占有重要的地位[3]。為了生產(chǎn)的安全，高效率與自動(dòng)化人們都需要對(duì)各類(lèi)加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測(cè)和控制等等[3]。如冶金工業(yè)的加熱爐、電力工業(yè)的鍋爐、化學(xué)工業(yè)的反應(yīng)爐等設(shè)備通過(guò)對(duì)溫度的監(jiān)控保證產(chǎn)品的質(zhì)量[5]。 display circuit can display the current temperature, intuitive and easy to understand, let people stick out a mile。本系統(tǒng)通過(guò)熱電偶溫度傳感器對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、變送并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送給單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字處理并進(jìn)行PID運(yùn)算計(jì)算出控制量，來(lái)改變固態(tài)繼電器的導(dǎo)通和關(guān)斷的時(shí)間，從而改變加熱功率實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度控制。本系統(tǒng)以單片機(jī)AT89C51為核心，由溫度檢測(cè)、變送及轉(zhuǎn)換電路、控制電路、顯示電路、鍵盤(pán)電路、報(bào)警電路等組成。[關(guān)鍵詞] 加熱爐； AT89C51； PID控制； 溫度控制The Design of The Heating Furnace Temperature Control System[Abstract] The heating furnace temperature control system is widely used in metallurgy, chemical industry, machinery and other kinds of industrial control, and has play a decisive role in the national economy status, this paper introduces a kind of furnace temperature control system based on SCM.The AT89C51 microcontroller system as the core, by the temperature detection, transmission and conversion circuit, control circuit, display circuit, keyboard circuit, alarm circuit. The system through the thermocouple temperature sensor for temperature in realtime detection, transmission and conversion through the A/D is converted to a digital signal to the microcontroller, microcontroller for digital processing of temperature data and PID operations to calculate the control quantity, to change the solid state relay turnon and turnoff time, thus changing the heating power of the temperature control. The keyboard circuit may be preset temperature。準(zhǔn)確地測(cè)量和有效地控制溫度是優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗和安全生產(chǎn)的重要條件。各個(gè)領(lǐng)域?qū)囟瓤刂葡到y(tǒng)的精度、穩(wěn)定性等的要求也越來(lái)越高。由于這類(lèi)對(duì)象使用方便，可以通過(guò)調(diào)節(jié)輸出功率來(lái)控制溫度，進(jìn)而得到較好的控制性能，故在冶金、機(jī)械、化工等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前比較流行的溫度控制系統(tǒng)有基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)，基于PLC的溫度控制系統(tǒng)，基于工控機(jī)(IPC)的溫度控制系統(tǒng)，集散型溫度控制系統(tǒng)（DCS），現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）等。溫度控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然已經(jīng)十分廣泛[5]，但從國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器來(lái)講，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國(guó)、德國(guó)等先進(jìn)國(guó)家相比，仍然有著較大的差距。PID控制結(jié)合了人的思維和經(jīng)驗(yàn)，是一種用機(jī)器語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的同時(shí)有模擬人的思維進(jìn)行判斷推理來(lái)控制被控對(duì)象的智能方法。但是，目前國(guó)內(nèi)的一些生產(chǎn)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)主要開(kāi)發(fā)一些大型微機(jī)控制系統(tǒng)，且大多硬件均是國(guó)外進(jìn)口的，投資成本很高。3℃。正因?yàn)镻LC比單片機(jī)“大”，所以?xún)r(jià)格昂貴。它結(jié)構(gòu)靈活，不僅可以用常規(guī)的PID調(diào)節(jié)，而且可以根據(jù)系統(tǒng)的要求采用各種PID的變型，如PI、PD控制及改進(jìn)的PID控制等。其中溫度檢測(cè)及變送電路主要有熱電偶傳感器和運(yùn)算放大器等組成。溫度檢測(cè)電路采用了熱電偶溫度傳感器，對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)返回給單片機(jī)。 AT89C51簡(jiǎn)介硬件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)圖31 AT89C51系列基本組成及特性。AT89C51是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。當(dāng)P0口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)