【導讀】湖南科技大學基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設-副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘。電阻爐是利用電流通過電阻體產生的熱量來加熱或熔化物料的一類電爐。工、冶金等行業(yè)應用廣泛，因此溫度控制在工業(yè)生產和科學研究中具有重要意義。電阻爐由爐體、電氣控制系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)組成。爐體由爐殼、加熱器、爐襯（包括隔。電氣控制系統(tǒng)包括電子線路、微機控制、儀表顯示及電氣部件等。助系統(tǒng)通常指傳動系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等，隨爐種的不同而已。作為輸出控制元件來實現(xiàn)對電阻爐溫度自動控制。溫度信號通過A/D轉換器采集到單片機里。單片機經數(shù)據(jù)處理、PID運算，發(fā)出控制信息。改變執(zhí)行模塊的狀態(tài)，同時用LED顯示顯示值PV、設定值SV。本設計通過4個按鍵來進。行人機交互和LED顯示，進而使電阻爐的溫度始終保持在要求范圍內。

　　

【正文】 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。石晶振蕩和陶 瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件， XTAL2 應不接。有余輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 本設計 STC89C52 單片機的 P1 P1 P1 P17 口接的是四位按鍵， 口和 口接 LED 顯示 ， X1 和 X2 接的 是晶振電路， RESET 接復位電路。 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 復位電路 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 計算機在啟動運行的時候都需要復位，使中央處理器 CPU和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并且從這個初始狀態(tài)開始工作。單片機的復位是靠外部電路實現(xiàn)的，MCS51 單片機有一個復位引腳 RST，高電平有效。 MCS51 單片機通常采用上電自動復位和按鈕復位兩種。復位電路的基本功能是系統(tǒng)上電時， RC 電路充電， RST 引腳出現(xiàn)正脈沖，提供復位信號直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復位信號，為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經一定的延時，才撤銷復位信號，以防電源開關或電源插頭分合過程中引起的抖動而影響復位。RC 復位電路可以實現(xiàn)上述基本功能。調整 RC 常數(shù)會令對驅動能力產生影響。 復 位電路如下圖 33 所示： 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 圖 33 復位電路圖 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 時鐘電路 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 時鐘電路提供單片機的時鐘控制信號，單片機時鐘產生方式有內部時鐘方式和外部時鐘方式。最常用的是內部時鐘方式是采用外接晶振和電容組成的。 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 時鐘振蕩電路如圖 34所示： 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 17 Ju n 20 11 S he e t of F i l e : F : \設計 \畢業(yè)設計 \設計 \ 99 原理圖 \ x d D B D r a w n B y :C730 P FC630 P FY111 .05 9 2M H ZJ1J2J1J2 圖 34 時鐘振蕩電路 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 單片機內部有一個用于構成振蕩器的高增益反向放 大器，引腳 XTAL1 和引腳 XTAL2分別是反相放大器的輸入端和輸出端，由這個放大器與作為反饋元件的片外晶體或陶瓷諧振器一起構成一個自己振蕩器，這種方式形成的時鐘信號稱為內部時鐘方式。系統(tǒng)的時鐘電路設計是采用的內部方式，即利用芯片內部的振蕩電路。內部方式時，時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為 12MHz，時鐘頻率就為 6MHz。晶振的頻率可以在 1MHz24MHz內選擇。電容取 30PF 左右。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為 12MHz，電容應盡可能的選擇陶瓷電容，電容值為 30μF。在焊接刷電路板時，晶體振蕩器和 電容應盡可能安裝得與單片機芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。 XTAL1 是片內振蕩器的反相放大器輸入端， XTAL2 則是輸出端，使用外部振蕩器時，外部振蕩信號應直接加到 XTAL1，而 XTAL2 懸空。 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 溫度采集與傳感器 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫 度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 圖 35 熱電偶傳感器 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 溫度檢測是本次設計前向通道的重要組成部分，它的精確程度將直接影響到控制效果。因此，我們首先要選擇合適的測溫元件，對溫度進行準確的測量。 基 于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 熱電偶的冷鍛溫度補償有四種方法： 補償導線法 ； 冷端補償法 ； 計算修正法 ； 電橋補償法 。 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 補償導線法： 基于單片機 的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 圖 36 補償導線法的連接圖 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 冷端補償法 ： 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控 制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 （ 1）將熱電偶的冷端置于放有冰水混合物的冰瓶中，使冷端溫度保持 0℃ 不變的方法稱為冰浴法。采用這種方法可以消除冷端溫 度 t0不等于 0℃ 而引起的誤差。由于冰融化比較快，因而一般只適合在實驗室中使用。 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪 伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 （ 2）將熱電偶的冷端置于電熱恒溫器中，恒溫器的溫度要略高于環(huán)境溫度的上限。 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 （ 3）將熱電偶的冷端置于恒溫的空調房間中，使冷端溫度保持恒定。 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴 駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 計算修正法： 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 當熱電偶的冷端溫度 t0 ?0?C 時，由于熱端與冷端的溫差隨冷端的變化而變化，所以測得的熱電勢 EAB（ t， t0）與冷端為 0 ?C 時所測得的熱電勢 EAB（ t， 0?C）不等。若冷端溫度高于 0 ?C，則 EAB（ t， t0） EAB（ t， 0 ?C）?？梢岳孟率接嬎悴⑿拚郎y量誤差： 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 EAB（ t,0?C） = EAB（ t,t0） + EAB（ t0,0?C） 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮 悄摘 電橋補償法： 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 圖 37 電橋補償法的接線圖 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 本次設計采用計算修正法。 基于單片機的電阻爐溫度控制 系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 放大電路 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 運算放大器使所有的線性電路中最重要的基本構件。他在如飲品功率放大器、定時器、穩(wěn)壓器、傳感測試電路等領域具有 廣泛的應用。 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 運算放大器這一術語最早應用于在模擬計算機中執(zhí)行默寫數(shù)學運算的下限頻率為零赫茲的高增益放大器。這種高增益放大器現(xiàn)在已廣泛用于各個方面，即使不再涉及數(shù)學運算，但通常仍成為運算放大器或 opamp。早期的運算放大器使用分立元件，但現(xiàn)在使用集成電路就更為方便了。電路設計者對集成電路內部元件不感興趣，而 只關心作為一個整體的單元性能。因此，圖 38 所示的符號用來表示運算放大器。由圖可以看出，運算放大器有 2個輸入端，一個輸出和連接正、負電源線端子。 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 +同向輸入端反向輸入端輸出正電源負電源1243 6578 圖 38 運算放大器的符號 圖 39 運算放大器的封裝 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控 制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 溫度傳感器的選擇 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設 副本基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計蹄酶炒宛謀沖絹捆榷蟄淖擺追溫豁閃蛋蔫咸捉錯嘿旁疾曝巒拈犀腆猴僚沏沛譴駕劃觀你計乘肇鑲槳心科蟬府漁拐搽肢峪伎輥駭芯響責閏磕源絮悄摘 傳感器是檢測系統(tǒng)的第一個環(huán)節(jié)，其主要作用是將感知的被測非電量按照一定的規(guī)律轉化為某一量值輸出，通常是電信號。也就是說， 傳感器是借檢測元件 （敏感元件）將被測對象的一種信息按一定的規(guī)律轉換成另一種信息的器件或裝置。傳感器所獲取的信息通常有物