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課程設(shè)計(jì)--基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng)-文庫(kù)吧資料

2025-06-12 16:24本頁(yè)面
  

【正文】 才會(huì)轉(zhuǎn)向外部的程序存儲(chǔ)器讀取程序。空間地址為 64kB,此時(shí)單片機(jī)的 EA 端必須接地。本設(shè)計(jì)中外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器采用 EPROM 2732, EPROM 2732 的容量為 4K 8位, 4K 表示有 4 1024( 22 210=212)個(gè)存儲(chǔ)單元, 8 位表示每個(gè)單元存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的寬度是 8 位。在選擇程序存儲(chǔ)器芯片時(shí),首先 必須滿足程序容量,其次在價(jià)格合理情況下盡量選用容量大的芯片。 MCS51 具有 64kB 程序存儲(chǔ)器尋址空間,它是用于存放用戶程序、數(shù)據(jù)和表格等信息。系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖 3: 圖 3 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖 單片機(jī)的選擇 單片機(jī)機(jī)型: MCS— 51 8031(不包含 ROM、 EPROM)。 圖 2 溫度曲線圖 采用 8031 單片機(jī)作為控制器, ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片為模擬量輸入,鉑電阻為溫度檢測(cè)元件,運(yùn)算放大器和可控硅作為功率放大,電阻爐為被控對(duì)象,組成電阻爐爐溫控制系統(tǒng),另外,系統(tǒng)還配有數(shù)字顯示,以便顯示和記錄生產(chǎn)過(guò)程中的溫度和輸出值。在保溫段當(dāng)溫度高于 202℃或低于 198℃時(shí)要報(bào)警,在升溫和降溫階段也要進(jìn)行控制,使?fàn)t內(nèi)溫度按照曲線的斜率升或降。保溫段的時(shí)間為 600— 1800s。 在本設(shè)計(jì)中,要求電阻爐爐內(nèi)的溫度,按照?qǐng)D 2所示的規(guī)律變化,從室溫開(kāi)始到 50℃為自由升溫階段,當(dāng)溫度一旦到達(dá) 50℃,就進(jìn)入系統(tǒng)調(diào)節(jié),當(dāng)溫度到達(dá) 200℃時(shí)進(jìn)入保溫段,要始終在系統(tǒng)控制下,以保證所需的爐內(nèi)溫度的精度。 模擬手動(dòng)操作:當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí),投入手動(dòng)控制。 2℃。 圖 1 電阻加熱爐系統(tǒng)模型 工藝要求: 按照規(guī)定的曲線進(jìn)行升溫和降溫 [7],溫度控制范圍為 50— 200℃,升溫和降溫階段的溫度控制精度為177。本控制對(duì)象電阻加熱爐功率為 8KW,由 220V 交流電源供電,采用雙向可控硅進(jìn)行控制。 1. 在學(xué)習(xí)微 機(jī)原理、單片機(jī)原理及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、控制理論與系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,掌握單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法與步驟; 2. 了解單片機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)造的特點(diǎn)、組成和接口電路; 3. 掌握單片機(jī)軟硬件結(jié)合設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的原理。進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮如下問(wèn)題:爐溫變化規(guī)律的控制,即爐溫按預(yù)定的溫度~時(shí)間關(guān)系變化,這主要在設(shè)計(jì)控制程序時(shí)加以考慮。學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告書 課程名稱: 單片機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 題 目: 基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng) 系 (院): 學(xué) 期: 專業(yè)班級(jí): 姓 名: 學(xué) 號(hào): 評(píng)語(yǔ): 成績(jī): 簽名: 日期: 溫度是工業(yè)對(duì)象中主要的被控參數(shù)之一,例如:在冶金工業(yè)、化工生產(chǎn)、電力工程、造紙行業(yè)、機(jī)械制造和食品加工等諸多領(lǐng)域中,人們都需要對(duì)各類加 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。電阻爐爐溫控制系統(tǒng)的控制過(guò)程是:?jiǎn)纹瑱C(jī)定時(shí)對(duì)爐溫進(jìn)行檢測(cè),經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換芯片得到相應(yīng)的數(shù)字量,經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,得到應(yīng)有的控制量,去控制電阻爐進(jìn)行加熱,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制。 電阻爐的溫度控制范圍為: 50— 200℃,這就涉及到測(cè)溫元件、電爐功率的選擇,控制精度、超調(diào)量等指標(biāo),涉及到 A/D 轉(zhuǎn)換精度、控制規(guī)律選擇等。 電阻加熱爐用于合金鋼產(chǎn)品熱力特性實(shí)驗(yàn),電阻加熱爐用電阻絲提供熱功率,使其在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)將爐內(nèi)溫度穩(wěn)定到給定的溫度值。電阻加熱爐系統(tǒng)模型如圖 1所示。 5℃,保溫階段溫度控制精度為177。 系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的基本功能: 微機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)功能:正常工作狀態(tài)下,系統(tǒng)投入自動(dòng)控制。 微機(jī)監(jiān)控功能:顯示當(dāng)前被控量的設(shè)定值、實(shí)際值、控制量的輸出值,參數(shù)報(bào)警時(shí)有燈光報(bào)警。加工結(jié)束,要進(jìn)行降溫控制。過(guò)渡過(guò)程時(shí)間:即從開(kāi)始控制到進(jìn)入保溫階段的時(shí)間要小于 600s。計(jì)算機(jī)定時(shí)對(duì)爐溫進(jìn)行測(cè)量和控制一次,爐內(nèi)溫度是由一鉑電阻溫度計(jì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量,其信號(hào)經(jīng)放大送到模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片,換算成相應(yīng)的數(shù)字量后,再送入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行判別和運(yùn)算,得到應(yīng)有的電功率數(shù), 經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換成模擬量信號(hào),供給可控硅功率調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié),使其達(dá)到爐溫變化曲線的要求。 其工作過(guò)程為:熱電偶將爐溫變換為模擬電壓信號(hào) ,經(jīng)低通濾波濾掉干擾信號(hào)后送放大器 ,信號(hào)放大為 0~ 5V 后送 A/D 轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送入 計(jì)算機(jī) 。 8031 內(nèi)部包括 1 個(gè) 8位 CPU,21個(gè)特殊功能寄存器 (SFR)4個(gè) 8位并行 I/O口 ,2個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ,但片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器 ,須外擴(kuò) EPROM 芯片。對(duì)于內(nèi)部無(wú) ROM 的 8031 單片機(jī),它的程序存儲(chǔ)器必須進(jìn)行外部擴(kuò)展。這樣做的話,使用的芯片少,從而接線簡(jiǎn)單,芯片存儲(chǔ)容量大,程序調(diào)整余量也大。前者確定了地址線的位數(shù)是 12位( A0~ A11
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