【正文】 ...........................................................................5 復(fù)位電路 .......................................................................................................................................................7 時(shí)鐘電路 .......................................................................................................................................................8 溫度采集與傳感器 ..............................................................................................................................................9 放大電路 .....................................................................................................................................................11 溫度傳感器的選擇 .....................................................................................................................................12 數(shù)字 PID 算法 ............................................................................................................................................17 按鍵 .............................................................................................................................................................19 報(bào)警單元 .....................................................................................................................................................25 輸出控制單元 .............................................................................................................................................25第四章 軟件設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................27 設(shè)計(jì)思路 ............................................................................................................................................................27 采樣程序 .....................................................................................................................................................29 顯示子程序 .................................................................................................................................................30 按鍵子程序 .................................................................................................................................................31 PID 控制 子程序 ..........................................................................................................................................32結(jié) 論 ..............................................................................................................................................36參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................................37附錄:原理圖 ..................................................................................................................................38致 謝 ..............................................................................................................................................39 湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)1第一章 緒論 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的背景、發(fā)展歷史及意義 溫度控制系統(tǒng)已應(yīng)用到人們生活的各個(gè)方面，是與人們息息相關(guān)的一個(gè)實(shí)際問題。電阻爐按爐溫不同可以分為低溫電阻爐(600～700℃以下) 、中溫電阻爐(700℃～1200℃ )、高溫電阻爐(1200 ℃以上 )。湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)2第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)與論證 溫度控制系統(tǒng)的目的和功能溫度是一個(gè)非常重要的物理量，因?yàn)樗苯佑绊懭紵⒒瘜W(xué)反應(yīng)、發(fā)酵、烘烤、煅燒、蒸餾、濃度、擠壓成形、結(jié)晶以及空氣流動(dòng)等物理和化學(xué)過程。這條道路就是芯片化道路。LED燈即時(shí)顯示溫度。AT89C52 是一種低功耗/ 低電壓、高性能的 8 位單片機(jī)。單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展，一般是以基本最小系統(tǒng)為基礎(chǔ)的。AT89C52 單片機(jī)的引腳說明VCC： 供 電 電 壓 ； GND： 接 地 。P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/0端口。 作 為 輸 入 ， 由 于外 部 下 拉 為 低 電 平 ， P3 口 將 輸 出 電 流 （ ILL） 這 是 由 于 上 拉 的 緣 故 。 然 而 要 注 意 的 是 ： 每 當(dāng) 用 作 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 時(shí) ， 將 跳 過 一 個(gè)ALE 脈 沖 。EA/VPP： 當(dāng) /EA 保 持 低 電 平 時(shí) ， 則 在 此 期 間 外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器 ， 不 管 是 否 有 內(nèi) 部 程序 存 儲(chǔ) 器 。 如 采 用 外 部 時(shí) 鐘 源 驅(qū) 動(dòng) 器 件 ， XTAL2 應(yīng)不 接 。調(diào)整 RC 常數(shù)會(huì)令對(duì)驅(qū)動(dòng)能力產(chǎn)生影響。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為 12MHz，電容應(yīng)盡可能的選擇陶瓷電容，電容值為 30μF。由于冰融化比較快，因而一般只適合在實(shí)驗(yàn)室中使用。運(yùn)算放大器這一術(shù)語(yǔ)最早應(yīng)用于在模擬計(jì)算機(jī)中執(zhí)行默寫數(shù)學(xué)運(yùn)算的下限頻率為零赫茲的高增益放大器。傳感器所獲取的信息通常有物理量、化學(xué)量和生物量等，而經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換后的信息多數(shù)為電量，如電阻、電容、電感、電壓、電流及頻率與相位的變化等，它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。目前廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用產(chǎn)品中。為消除引線電阻的影響，一般采用三線制或四線制。而DS18B20是數(shù)字溫度傳感器，并且采用單總線技術(shù)，使該傳感器不但可以直接與單片機(jī)I/O 口相連，并且只需要一個(gè)I/O就可以連接多個(gè)溫度傳感器，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度測(cè)量與控制。 熱電偶溫度信號(hào)的線性化熱電偶溫度信號(hào)非線性是比較大的，如 B 型熱電偶，從 0176。從這一特性出發(fā)，熱電偶溫度信號(hào)的線性化主要有如下幾種方法。該電路的工作過程是：當(dāng)輸入的電壓信號(hào)較低時(shí)，IC1 中的反相端電壓較同相端(A)低得多（同相端的電壓大小是根據(jù)線性化要求設(shè)定的，B 點(diǎn)同樣），IC1 的輸出端電壓較高，D1 截止。 A/D 轉(zhuǎn)換電路 本設(shè)計(jì)中溫度檢測(cè)電路輸出信號(hào)為模擬量，要想將檢測(cè)數(shù)據(jù)送入單片機(jī)，必須將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，這里選用集成 A/D 轉(zhuǎn)換器——ADC0832。出于各種實(shí)用的目的，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器可視為一個(gè)黑盒子，它能把在一定范圍取任意連續(xù)值的模擬電壓轉(zhuǎn)換成離散的二進(jìn)制代碼。如果輸入電壓大于參考信號(hào)的一半，那么最高位置為 1，否則置為 0。由于它體積小，容性強(qiáng)，性價(jià)比高而深受單片機(jī)愛好者及企業(yè)歡迎，其目前已經(jīng)有很高的普及率。CH1 模擬輸入通道1，或作為IN+/使用。其典型值為+5V(Vref(+)=+5V, Vref()=5V)。ADC0832與單片機(jī)的連接如上圖312所示。 Ti比例增益 P 確定后，設(shè)定一個(gè)較大的積分時(shí)間常數(shù) Ti 的初值，然后逐漸減小 Ti，直至系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩，之后在反過來，逐漸加大 Ti，直至系統(tǒng)振蕩消失。因此PID控制律的實(shí)現(xiàn)，必須用數(shù)值逼近法。通過按鍵輸入完成系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，而輸出顯示則完成數(shù)據(jù)的顯示和系統(tǒng)提示信息的輸出，在當(dāng)今的各種實(shí)時(shí)自動(dòng)控制和智能化儀器儀表中，人機(jī)交互是不可缺少的一部分。獨(dú)立式按鍵就是按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O口線，每根 I/O口線的按鍵的工作狀態(tài)，不會(huì)影響其他I/O口線上的工作狀態(tài)。這就是抖動(dòng)。選擇 2 鍵進(jìn)行移位調(diào)整，第一次顯示個(gè)位，第二次顯示十位，第三次顯示百位，第四次顯示千位。數(shù)碼管是現(xiàn)在電子設(shè)計(jì)中普遍使用的一種顯示設(shè)備，每個(gè)數(shù)碼管由七個(gè)發(fā)光二極管按照一定的排列結(jié)構(gòu)組成，根據(jù)七個(gè)發(fā)光二極管的正負(fù)極連接不同，又分為共陰極數(shù)碼管和共陽(yáng)極數(shù)碼管兩種，選擇的數(shù)碼管不同，程序設(shè)計(jì)上也有一定的差別。設(shè)計(jì)中采用 4 位共陰極LED 靜態(tài)顯示方式，選用 7 段顯示數(shù)碼管。一英寸以下的的 LED 數(shù)碼管內(nèi)，每一筆段含有一只 LED 發(fā)光二極管，導(dǎo)通壓降為 ；一英寸及以上的 LED 數(shù)碼管的每一筆段由多只 LED 發(fā)光二極管以串、并聯(lián)方式連接而成，筆段導(dǎo)通電壓與筆段內(nèi)包含的 LED 發(fā)光二極管的數(shù)目、連接方式有關(guān)。計(jì)算機(jī)與外界的數(shù)據(jù)傳送大部分都是串行的，其傳送距離可以從幾米到幾千米。237。因此電路的射頻干擾很小，可降低感性負(fù)載（如風(fēng)扇、三相電動(dòng)機(jī)等）的反電動(dòng)勢(shì)以及驅(qū)動(dòng)阻性負(fù)載（如白熾燈、發(fā)熱絲等）時(shí)可顯著降低浪涌電流等優(yōu)點(diǎn),其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖319所示：圖 319 SSR40DA 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖固態(tài)繼電器控制電阻爐溫度電路圖如圖 320 所示：1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 19Jun2022 Sheet of File: F:\三三\三三三\0705112306 xdd 三三三\XDD三三三\ By:RVCC三三三~+SSR~~ 220v三三三圖320 固態(tài)繼電器控制電阻爐溫度電路圖湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)27第四章 軟件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思路本部分詳細(xì)介紹了基于AT89C52單片機(jī)的電阻爐溫度控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)處理子程序，當(dāng)單片機(jī)收到溫度傳感器發(fā)送的溫度數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)處理子程序?qū)υ摂?shù)據(jù)進(jìn)行處理，主要是把采集到的二進(jìn)制的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)。從 T1 中斷返回后，再?gòu)?T0 中斷返回主程序并且、繼續(xù)顯示本次采樣溫度，等待下次 T0中斷。硬件消抖主要是采用濾波電路消除干擾，需要消耗大量硬件，成本比較高，只適用于按鍵數(shù)目較少的情況。使用按鍵輸入流程圖如圖45所示：返回 0 值延遲 1 0 m s取鍵值按鍵釋放 ？YN開始是否有鍵按下N返回 0 值是否有鍵按下N返回Y鍵處理Y圖 45 按盤輸入流程圖 PID 控 制 子 程 序根據(jù)爐溫對(duì)給定溫度的偏差，自動(dòng)接通或斷開供給爐子的熱源能量，或連續(xù)改變熱源能量的大小，使?fàn)t溫穩(wěn)定在給定溫度范圍內(nèi)，以滿足熱處理工藝的需要。即：M=k式中：K ——比例系數(shù)