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Camp。致 謝本次設(shè)計(jì)之所以能夠完成，與王霆老師的耐心指導(dǎo)是分不開(kāi)的，在這幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，王老師不辭勞苦，定期對(duì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行檢查與審核，對(duì)其中的錯(cuò)誤和不足進(jìn)行及時(shí)的糾正和指導(dǎo)，并且對(duì)設(shè)計(jì)論文進(jìn)行了多次細(xì)心的批閱和校正。三次取樣值分別放在2CH,2DH,2EH中，取中間值放在累加器A中，同時(shí)也轉(zhuǎn)存在2AH單元內(nèi)，以備進(jìn)行溫度標(biāo)度轉(zhuǎn)換使用。如果僅采樣一次，無(wú)法確定該結(jié)果是否可信，為了減少對(duì)采樣值的干擾，提高系統(tǒng)可靠性，在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和PID調(diào)節(jié)之前，首先對(duì)采樣值進(jìn)行數(shù)字濾波。所以保溫段控制最好采用PID控制方法。這時(shí)由于電阻爐變化的延遲性質(zhì)，爐溫并不因輸入停止而馬上停止上升,從而超過(guò)給定值。輸，而滯后時(shí)間可直接從圖中測(cè)量。 電源電路的設(shè)計(jì)在本次設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)中，AT89C205V/F轉(zhuǎn)換器、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、鍵盤顯示電路都需要有穩(wěn)定的直流電源供電才能正常工作。圖39 過(guò)零觸發(fā)光耦合雙向可控硅驅(qū)動(dòng)器 MOC3061光耦合雙向可控硅驅(qū)動(dòng)器和可控硅的連接圖如圖310所示，其中包含了過(guò)零觸發(fā)電路，加入過(guò)零觸發(fā)電路是為了減少晶閘管再導(dǎo)通時(shí)對(duì)電源的影響。其特點(diǎn)是：（1），無(wú)論極性如何，可用G出發(fā)導(dǎo)通；（2）G極上無(wú)信號(hào)時(shí)，晶閘管兩端為高阻抗，管子截止；（3）工作交流時(shí)，當(dāng)每一半周交替時(shí)，純阻負(fù)載能恢復(fù)截止。當(dāng)F1=1時(shí)，表示已完成除抖動(dòng)處理，此時(shí)檢查F2，若F2為0，則將F2置1并進(jìn)行按鍵識(shí)別處理同時(shí)執(zhí)行相應(yīng)程序。89C2051的串行口工作于方式0，即移位寄存器方式。AT89C2051余下的并行I/O線已經(jīng)不能滿足數(shù)據(jù)的并行輸出，但可以考慮串行輸出方法。圖36 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路。要想保持測(cè)溫的準(zhǔn)確性，必須保持冷端的溫度恒定，因此將熱電偶冷端接地，這樣就也省去了溫度補(bǔ)償部分，是電路大大簡(jiǎn)化。其轉(zhuǎn)換電路如圖34所示：圖34 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路LM331各個(gè)引腳同能說(shuō)明如下：腳1為脈沖電流輸入端，內(nèi)部相當(dāng)于脈沖恒流源，脈沖寬度與內(nèi)部單穩(wěn)態(tài)電路相通；腳2為輸出端脈沖電流幅度調(diào)節(jié)，RS越小，輸出電流越大；腳3為脈沖電壓輸出端，OC門結(jié)構(gòu)，不用時(shí)可懸空或接地；腳4為接地；腳5為單穩(wěn)態(tài)外接定時(shí)時(shí)間常數(shù)RC；腳6為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)脈沖輸入端，低于腳7電壓觸發(fā)有效，要求輸入負(fù)脈沖寬度小于單穩(wěn)態(tài)輸出脈沖寬度Tw；腳7為比較器基準(zhǔn)電壓，用于設(shè)置輸入脈沖的有效觸發(fā)電平高低；腳8為電源Vss，正常工作電壓范圍為4～40V。圖31 AT89C2051管腳圖復(fù)位電路選用了按鍵式復(fù)位電路，如圖32所示。動(dòng)態(tài)顯示的實(shí)質(zhì)是以犧牲CPU的時(shí)間來(lái)?yè)Q取元件的減少，而且顯示位數(shù)越多，占用CPU的時(shí)間越長(zhǎng)。 顯示器的選擇論證本次設(shè)計(jì)采用LED顯示器。 輸出控制電路的選擇論證通過(guò)繼電器的導(dǎo)通/閉合來(lái)控制電阻絲的通斷，從而達(dá)到對(duì)電阻爐的溫度控制，單片機(jī)只發(fā)送通斷命令。列線電平如果為低，則行線電平為低；列線電平如果為高，則行線電平亦為高。24C01是一種128字節(jié)串行芯片，它提供了128字節(jié)電可擦只讀程序存儲(chǔ)器。其特點(diǎn)是：（1）測(cè)量溫度長(zhǎng)期可達(dá)1000℃，短期可達(dá)1300℃；（2）價(jià)格比較便宜，在工業(yè)上廣泛適用；（3）高溫下抗氧化能力強(qiáng)；（4）復(fù)現(xiàn)性好，熱電動(dòng)勢(shì)大。但本次設(shè)計(jì)要求測(cè)量溫度在600～1000℃之間，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(shí)，可保證轉(zhuǎn)換精度；（2）線性低；（3）15mW低功耗；（4）頻率范圍為1KHz～100KHz。12V，差分輸入范圍為177。采用P8/P16并行輸出，帶有內(nèi)部時(shí)鐘和基準(zhǔn)電壓源，無(wú)丟失碼，2MHz采樣頻率時(shí)的功率為175mW，SNR為90dB。，包括硬件的組成及各功能子模塊電路的設(shè)計(jì)。如今，隨著微機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于溫度控制。這對(duì)日常生活中的設(shè)備來(lái)說(shuō)足夠了，但對(duì)精度要求很高的軍事和工業(yè)來(lái)說(shuō)就不夠了。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(dòng)控溫系統(tǒng)的研究背景及意義 1 目前國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 論文研究的主要內(nèi)容 2第2章 方案論證 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 3 系統(tǒng)方案論證 3 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇論證 4 溫度檢測(cè)的選擇論證 5 存儲(chǔ)器擴(kuò)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(shè)計(jì) 11 控制單元的設(shè)計(jì) 11 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì) 12 溫度檢測(cè)電路的設(shè)計(jì) 14 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路的設(shè)計(jì) 15 顯示電路的設(shè)計(jì) 16 鍵盤電路的設(shè)計(jì) 18 輸出控制電路的設(shè)計(jì) 19 電源電路的設(shè)計(jì) 21第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 23 溫度檢測(cè)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(diào)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(xué)建模與控制算法 27 數(shù)學(xué)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(shè)計(jì) 30總 結(jié) 32致 謝 33參考文獻(xiàn) 34附錄1：電阻式鍋爐的自動(dòng)控溫系統(tǒng)原理圖 35附錄2：電阻式鍋爐的自動(dòng)控溫系統(tǒng)程序清單 36長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第1章 概 述 電阻加熱爐自動(dòng)控溫系統(tǒng)的研究背景及意義溫度是科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)過(guò)程中十分普遍但又非常重要的物理參數(shù)。長(zhǎng) 春 工 業(yè) 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文題 目 電阻加熱爐溫度控制系統(tǒng) 學(xué) 院 人文信息學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 電氣工程及其自動(dòng)化070922班 指導(dǎo)教師 王 霆 姓 名 劉塞北 2011年6月3日53長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要如今電阻爐被廣泛應(yīng)用于各大工業(yè)領(lǐng)域，通過(guò)單片機(jī)的實(shí)時(shí)控溫來(lái)提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)對(duì)節(jié)能環(huán)保也有著重大意義。關(guān)鍵詞：AT89C2051 頻率 轉(zhuǎn)換 調(diào)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。并將此方案運(yùn)用于對(duì)電阻爐溫度進(jìn)行控制，達(dá)到調(diào)節(jié)時(shí)間短、響應(yīng)速度快且穩(wěn)態(tài)誤差在℃的技術(shù)要求。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(cè)溫，并通過(guò)控制交流接觸器的通斷時(shí)間比例來(lái)控制加熱功率。本文主要進(jìn)行一下幾方面的工作：，并對(duì)其國(guó)內(nèi)外的發(fā)展及現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)要說(shuō)明。