【正文】 主要設(shè)備：熱電偶或熱電阻，智能 PID 溫控儀，可控硅觸發(fā)調(diào)功器等。比例積分（PI）調(diào)節(jié)，為了“靜差”，在比例調(diào)節(jié)中添加積分（ I）調(diào)節(jié)積分，調(diào)節(jié)是指調(diào)節(jié)器的輸出信號與偏差存在隨時間的增長而增強，直到偏差消除才無輸出信號，故能消除“靜差”比例調(diào)節(jié)和積分調(diào)節(jié)的組合稱為比例積分調(diào)節(jié)。如管狀加熱器為加熱元件時，可采用三位式調(diào)節(jié)實現(xiàn)加熱與保溫功率的不同。電阻爐爐溫控制是這樣一個反饋調(diào)節(jié)過程，比較實際爐溫和需要爐溫得到偏差，通過對偏差的處理獲得控制信號，去調(diào)節(jié)電阻爐的熱功率，從而實現(xiàn)對電阻爐溫度的控制。在軟件編寫上，可采用查詢方式，也可采用中斷方式。所以通常采用軟件消抖。為了確保CPU對一次按鍵動作只確認(rèn)一次按鍵，提高按鍵處理的可靠性，應(yīng)在程序中做按鍵消抖處理。湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計31初始化程序定義 L E D 顯示段碼調(diào)用顯示子程序指針顯示緩沖區(qū)首地址取顯示數(shù)據(jù)返回開始查表得段碼送出段碼延時指針加 1掃描完畢 ？YN圖 44 顯示流程圖 按鍵子程序在本設(shè)計中，當(dāng)按鍵被按下時，I/O口電平為低；松開時，I/O口電平為高。脈沖寬度由 T1 計數(shù)器溢出中斷決定。流程圖如圖41所示。溫度信號采集子程序，主要完成溫度信號采集與A/D 功能。采用Keil uVision3集成編譯環(huán)境和C語言來進行系統(tǒng)軟件的設(shè)計。湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計26固態(tài)繼電器SSR40DA是由固態(tài)元件組成的無觸點開關(guān)，具有工作安全可靠、壽命長、無觸點、無火花、無污染、高絕緣、高耐壓（）、低觸發(fā)電流、開關(guān)速度快、可與數(shù)字電路巨配，以阻燃型環(huán)氧樹脂為原料，采用灌封技術(shù)，使與外界隔離，具有良好的耐壓、防潮、防腐、抗震動等性能。188。\99212。而單片機 I/O 口輸出的電流無法直接驅(qū)動蜂鳴器，所以設(shè)計了蜂鳴器驅(qū)動電路，具體電路連接如圖318所示： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 1Jun2022 Sheet of File: H:\201。串行通信的主要功能是實現(xiàn)單片機與PC機的數(shù)據(jù)交換，當(dāng)需要進行數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)分析的時候，可以把數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機，使用上位機進行數(shù)據(jù)處理，并且將數(shù)據(jù)處理的結(jié)果又發(fā)送給單片機。數(shù)碼管結(jié)構(gòu)有共陰極和共陽極之分。74LS164 功能如表 所示。LED 顯示電路如下圖 314 所示。不足之處在于其價格比較昂貴，驅(qū)動程序編寫比較復(fù)雜。液晶顯示屏具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等特點，用戶可以根據(jù)自己的需求，顯示自己所需要的、甚至是自己動手設(shè)計的圖案。4 鍵用于減少一個數(shù)，按下一次在原基礎(chǔ)之上減 1，這個值在 09 之間變化。4 鍵用于減少一個數(shù)，按下一次在原基礎(chǔ)之上減 1，這個值在 09 之間變化。當(dāng)用于溫度調(diào)節(jié)時，開關(guān)分別用于調(diào)整溫度的上下限值，以及控制溫度的輸出。很容易想到，抖動問題不解決就會引起對閉合鍵的識別。因此，此鍵盤適用于按鍵較少或操作速度較高的場合。當(dāng)輸入口湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計20線內(nèi)部已有上拉電阻，外電路的上拉電阻可省去。按鍵部分實現(xiàn)的主要原理是單片機讀取與按鍵相連接的I/O口狀態(tài)，來判定按鍵是否按下，達(dá)到系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置的目的。另一種就是MCU本身具有驅(qū)動功能，它通過數(shù)據(jù)總線與控制信號直接采用存儲器訪問形式或I/O設(shè)備的訪問形式來控制鍵盤和LED實現(xiàn)人機交互。根據(jù)遞推原理可得： （33）0(1)()()[(1)(2)]kpIDjukeeKke??????用式（32 ）減去式（33 ），可得增量式 PID 控制算法如下： （34）()[()1)]()[())()]pIDkKekekek????? 人機交互電路人機交互的主要功能是輔助控制、方便調(diào)試，提高系統(tǒng)的可用性和實用性。顯然，上述離散化過程中，采樣時間 T 必須足夠短，才能保證有足夠的精度。溫控系統(tǒng)采用數(shù)字PID算法，并由軟件實現(xiàn)，所謂PID控制就是按設(shè)定值與測量值之間偏差的比例、偏差的積累和偏差變化的趨勢進行控制。積分時間常數(shù) Ti 調(diào)試完成。輸入設(shè)定為系統(tǒng)允許的最大值的 60%~70%，由 0 逐漸加大比例增益 P，直至系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩；再反過來，從此時的比例增益 P 逐漸減小，直至系統(tǒng)振蕩消失，記錄此時的比例增益 P，設(shè)定 PID 的比例增益 P 為當(dāng)前值的 60%~70%。當(dāng)要進行A/D轉(zhuǎn)換時，須先將CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 2Jun2022 Sheet of File: H:\三三\99三三三\ Drawn By:CH02CH13CS1CLK7DI5VREF8DO 6U2ADC0832VCCP20P31P20CH0圖312 ADC0832與單片機的連接正常情況下ADC0832與單片機的接口應(yīng)為4條數(shù)據(jù)線，分別是CS、CLK、DO、DI。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0~5V之間。通常使用頻率為500KHz的時鐘信號 。DI 數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制。CS 片選使能，低電平芯片使能。C~+70176。因此對于第 N 位，由第 N1 位產(chǎn)生的代碼得到的電壓被迭加到 1/2N 倍的參考電壓后，并且讓它與輸入電壓比較以決定第 N 位的二進制值。下一步是把參考電壓的四分之一(1/2 2)迭加到由上面代碼產(chǎn)生的電壓上，并再次用它與輸入電壓比較。最先產(chǎn)生的為最高位，最后產(chǎn)生的則是最低位。一個 N 位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器將提供 2N 個離散代碼來代表輸入的模擬電壓。高速模數(shù)轉(zhuǎn)換的整個過程均需要使用硬件。實際的轉(zhuǎn)換過程包括在特定時刻的信號采樣并保持其值直到一個穩(wěn)定信號被輸入到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器即止。所用折線的段數(shù)是根據(jù)精度要求決定的。這就有效地限制了熱電偶信號迅速增加，降低了非線性。這種方法普遍適用于各種熱電偶的整個正信號溫區(qū)。幾種非線性稍小的熱電偶，可以采用這種方法，特別是在溫區(qū)要求不寬的情況下。其它熱電偶都存在類似的問題，盡管稍有不同。C，熱電勢從 0mV 變化到 ，每 100176。在現(xiàn)場使用中根據(jù)環(huán)境，被測介質(zhì)等多種因素研制成適合各種環(huán)境的熱電偶。但是DS18B20的測溫范圍僅限 55℃～+125 ℃，而電阻爐的溫度大約在一千度左右，所以從測溫范圍的大小、精度要求以及價格等多方面因素綜合考慮，最終選擇K 型熱電偶傳感器。數(shù)字溫度傳感器，更因適合與各種微處理器的I/O接口相連接，組成自動溫度控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)克服了模擬傳感器與微處理器接口時需要信號調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換器的弊端，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、電子測溫、醫(yī)療儀器等各種溫度控制系統(tǒng)中，數(shù)字溫度傳感器中比較有代表性的有DS18B20等。方案三：半導(dǎo)體集成模擬溫度傳感器半導(dǎo)體IC溫度傳感器是利用半導(dǎo)體PN 結(jié)的電流、電壓與溫度變換關(guān)系來測溫的一種感溫元件。從熱電阻的測溫原理可以知道，被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來表現(xiàn)的。方案二：熱電阻傳感器熱電阻傳感器的原理是將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻值的變化。它是利用兩種不同材料的金屬連接在一起，構(gòu)成的具有熱電效應(yīng)原理的一種感溫元件。一般情況下經(jīng)過一次變換后的信息具有以下特點：（1） 輸出電信號通常為模擬量；（2） 輸出電信號一般較微弱；（3） 輸出電信號的信號噪聲比較小，甚至有用信號淹沒在噪聲之中；（4） 傳感器的輸入輸出特性通常存在一定的非線性，并易受環(huán)境溫度及周圍電磁干擾的影響；（5） 傳感器的輸出特性與電源的定性等有關(guān)，通常要求恒壓或恒流供電。 +同 向 輸 入 端反 向 輸 入 端 輸 出正 電 源負(fù) 電 源 12436578圖 38 運算放大器的符號 圖 39 運算放大器的封裝湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計12 溫度傳感器的選擇傳感器是檢測系統(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(zhuǎn)化為某一量值輸出，通常是電信號。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。 放 大 電 路運算放大器使所有的線性電路中最重要的基本構(gòu)件。（3）將熱電偶的冷端置于恒溫的空調(diào)房間中，使冷端溫度保持恒定。補償導(dǎo)線法：湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計10圖 36 補償導(dǎo)線法的連接圖冷端補償法：（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。XTAL1 是片內(nèi)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(yīng)直接加到 XTAL1，而 XTAL2 懸空。晶振的頻率可以在 1MHz24MHz 內(nèi)選擇。最常用的是內(nèi)部時鐘方式是采用外接晶振和電容組成的。復(fù)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(fù)位信號直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號，為可靠起見，電源穩(wěn)定后湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計8還要經(jīng)一定的延時，才撤銷復(fù)位信號，以防電源開關(guān)或電源插頭分合過程中引起的抖動而影響復(fù)位。本 設(shè) 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(fù) 位 電 路 。 該 反 向 放 大 器 可 以 配 置 為 片內(nèi) 振 蕩 器 。 在 FLASH 編 程 期 間 ， 此 引 腳 也 用 于 施 加 12V 編 程 電 源 （ VPP） 。 在 由 外 部 程 序 存 儲 器 取 值 期 間 ， 每 個 機 器 周期 兩 次 /PSEN 有 效 。 此 時 ， ALE 只 有 在 執(zhí) 行MOVX， MOVC 指 令 是 ALE 才 起 作 用 。 在 平 時 ， ALE 端 以 不 變 的湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計7頻 率 周 期 輸 出 正 脈 沖 信 號 ， 此 頻 率 為 振 蕩 器 頻 率 的 1/6。 RST： 復(fù) 位 輸 入 。P3 口 ： P3 口 管 腳 是 8 個 帶 內(nèi) 部 上 拉 電 阻 的 雙 向 I/O 口 ， 可 接 收 輸 出 4 個 TTL 門電 流 。端口置1 時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平作輸入用。端口置1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平作輸入用。對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接收指令字節(jié)；校驗程序時輸出指令字節(jié)，需要接上拉電阻。同時，AT89C52停止CPU的工作，但允許RAM、定時/ 計數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。小系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的基石。Vcc，電源端； GND，接地端。它采用了 CMOS 工藝和 ATMEL 公司的高密度非易失性存儲器（NURAM）技術(shù)，而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與 MCS51 兼容、片內(nèi)的 Flash 存儲器允許在系統(tǒng)內(nèi)改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲器編程器來編程。湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計4第三章 電阻爐溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖本系統(tǒng)以 STC89C52 單片機為核心，本系統(tǒng)選用 12MHZ 的晶振，使得單片機有合理的運行速度,復(fù)位電路為按鍵高電平復(fù)位。根據(jù)溫度變化慢，并且控制精度不易掌握的特點，我們設(shè)計了以AT89C52單片機為檢測控制中心，將溫度控制在設(shè)定的范圍之內(nèi)。本設(shè)計是對電阻爐溫度進行實時監(jiān)測與控制，設(shè)計的溫度控制系統(tǒng)實現(xiàn)了基本的溫度控制功能：當(dāng)電阻爐溫度低于設(shè)定下限溫度時，系統(tǒng)對電阻爐發(fā)出加熱信號，使電阻爐溫度上升，當(dāng)電阻爐溫度高于設(shè)定上限溫度時，系統(tǒng)使電阻爐停止加熱，使溫度下降，當(dāng)電子流溫度下降到下限溫度以下時，系統(tǒng)發(fā)出信號使電阻爐繼續(xù)加熱。單片機誕生于二十世紀(jì)七十年代末，經(jīng)歷了SCM 、MCU和SOC三大階段。溫度采集控制系統(tǒng)是在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。因此對溫度的檢測的意義就越來越大。電阻爐是由電阻絲加熱升溫，靠自然冷卻降溫，PID控制對小型電阻爐的溫度控制效果良好。因此各個領(lǐng)域?qū)﹄娮锠t溫度控制的穩(wěn)定性、可靠性、精度等要求也越來越高，溫度測量控制技術(shù)也成為現(xiàn)代科技發(fā)展中的一項重要技術(shù)。它適用于：① 機械零件的淬火、回火、退火、滲碳、氮化等熱處理 ；② 各種材料的加熱、干燥、燒結(jié)、釬焊、熔化等。單片機在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，在很多的電子產(chǎn)品中也用到了溫度檢測和溫度控制。 Temperature。單片機控制 K 型熱電偶溫度傳感器，把溫度信號通過 A/D 轉(zhuǎn)換器采集到單片機里。爐體由爐殼、加熱器、爐襯（包括隔熱屏）等部件組成。湖 南 科 技 大 學(xué)瀟湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）題目作者學(xué)院專業(yè)學(xué)號指導(dǎo)教師二〇〇 年 月 日湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計I基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計摘 要電阻爐是利用電流通過電阻體產(chǎn)生的熱量來加熱或熔化物料的一類電爐。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。單片機經(jīng)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(shè)定值 SV。 SCM。隨著溫度控制器應(yīng)用范圍的日益廣泛和多樣，各種適用于不同場合的智能溫度控制器應(yīng)運而生。電阻爐的主要參數(shù)有額定電壓、額定功率、額定溫度、工作空間尺寸。溫度控制技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段：定值開關(guān)控制；PID控制；智能控制。本文以電阻爐為控制對象，以單片機為硬件核心，利用單片機使電阻爐的溫度維