【正文】 沖，作為雙向觸發(fā)可控硅的同步脈沖，這樣就能實現(xiàn)可控硅在交流電壓過零時刻出發(fā)導通。通過控制雙向?qū)煽毓璧膶ò俜直葋砜刂齐娮杞z兩端的電壓，來達到連續(xù)控制電阻爐溫度的目的，這樣就確保了控制精度。 輸出控制電路的選擇論證通過繼電器的導通/閉合來控制電阻絲的通斷，從而達到對電阻爐的溫度控制，單片機只發(fā)送通斷命令。雖然與矩陣式按鍵相比電路配置靈活、軟件簡單，但每個按鍵需要占用一個輸入口線，當按鍵較多時會占用大量I/O口，因此獨立式按鍵適用于按鍵較少或操作速度較高的場合。獨立式按鍵顧名思義就是各個按鍵相互獨立，每個按鍵各接入一根輸入線，一根輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不影響其它線上的工作狀態(tài)。由于矩陣鍵盤中行、列線為多鍵共用，各按鍵均影響該鍵所在行和列的電平。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。其按鍵設置在行、列線交點上，行、列線分別連接到按鍵開關的兩端，行線通過上拉電阻接到+5V上。綜上所述，雖然24C01的編程較2864A復雜，但本次設計使用的是89C2051單片機，其只有20個引腳，而24C01占用的口線非常少，所以本次設計選用24C01作為擴展存儲器。24C01的封裝形式為雙列直插式8DIP封裝，標準工作電壓為+5V，～，工作環(huán)境為55℃～+125℃之間。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器。此時輸出線呈高阻態(tài)，芯片電流由140mA降為60mA。（3）數(shù)據(jù)查詢方式：數(shù)據(jù)查詢方式是指用軟件來檢測寫操作中的頁存儲周期是否完成。8064A的4種工作方式為：（1）讀方式：當和均為低電平且為高電平時，內(nèi)部數(shù)據(jù)緩沖器被打開，數(shù)據(jù)被送上總線，此時可以進行讀操作。其特點是：（1）測量溫度長期可達1000℃，短期可達1300℃；（2）價格比較便宜，在工業(yè)上廣泛適用；（3）高溫下抗氧化能力強；（4）復現(xiàn)性好，熱電動勢大。因此在為了保持測量的精度，在實際的工作環(huán)境中需將冷端接地，這樣就可以使冷端保持在0℃。兩種不同性質(zhì)的導體（或半導體）組合成閉合回路，若兩種導體的連接點溫度不同，則在此閉合回路中就有電流產(chǎn)生，也就是說回路中有電動勢存在，這種現(xiàn)象叫熱電效應。它除具有結構簡單、測量溫度寬、準確度高、熱慣性小、輸出信號為電信號便于遠傳或信號轉(zhuǎn)換等優(yōu)點外，還能用于測量流體、固體及固體壁面“點”的溫度。但本次設計要求測量溫度在600～1000℃之間，故不予采用。熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度增加而增加這一特性來進行溫度測量的，大多數(shù)都是由純金屬制成，目前應用最多的是鉑和銅。但由于半導體熱敏電阻的溫度特性曲線很不一致，互換性差，在連續(xù)測量中的應用受到了極大的限制，與本次設計要求不符，故不予采用。 溫度檢測的選擇論證半導體熱敏電阻的靈敏度特別高，廣泛應用在一些對精度要求很高的控制和測量系統(tǒng)中。 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，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。LM331就是其中一款由美國NS公司生產(chǎn)的性價比比較高的集成芯片。 V/F轉(zhuǎn)換器能夠把電壓信號轉(zhuǎn)換為頻率信號，通過計算機處理再把頻率信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，由此完成了A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換。12V及177。12V，差分輸入范圍為177。3V、177。該器件具有轉(zhuǎn)換效率高、功耗低、接口方便等優(yōu)點，特別適合在航空電子、數(shù)據(jù)采集、工業(yè)控制、多媒體、機器人等領域應用。ADS8412的主要工作性能如下：（1）2MHz采樣頻率；（2）高溫下16位無失真輸出特性；（3）零等待時間；（4）內(nèi)置基準源，；（5）高速并行接口；（6）輸入端ESD保護電壓達1000V。采用P8/P16并行輸出，帶有內(nèi)部時鐘和基準電壓源，無丟失碼，2MHz采樣頻率時的功率為175mW，SNR為90dB。系統(tǒng)原理圖如圖21所示。 系統(tǒng)方案論證整個電阻爐溫度控制系統(tǒng)由單片機控制系統(tǒng)、溫度變送器、可控硅輸出部分、A\D模數(shù)轉(zhuǎn)換和被控對象組成。，包括硬件的組成及各功能子模塊電路的設計。第2章 方案論證 系統(tǒng)設計要求本次設計以電阻爐為研究對象，針對電阻爐的溫度，主要對常規(guī)PID控制在電阻爐溫度控制中的應用進行了研究。這次設計主要做的是硬件電路的設計和軟件的編程，用計算機對溫度進行控制，同時采用PID算法使系統(tǒng)獲得較好的性能指標。這不但對用戶有著很大的意義，而且對整個社會都有著重大的意義。如今，隨著微機技術不斷發(fā)展，微型計算機已經(jīng)廣泛應用于溫度控制。溫度控制一直以來都是人們研究的主要方向，但都未取得好的控制效果。系統(tǒng)的控制精度靠試驗者來調(diào)節(jié)，系統(tǒng)設置隨著環(huán)境的變化而變化，同時儀表控制參數(shù)需要由人工選擇，這樣就會導致費時、費力、且不準確。電阻爐是熱處理中使用最廣的加熱設備，這樣溫度的測量和控制就成為關鍵性技術，這樣便促使人們更加積極地研究熱加工的控制方法。這對日常生活中的設備來說足夠了，但對精度要求很高的軍事和工業(yè)來說就不夠了。本文根據(jù)這一特點，把常規(guī)PID控制、模糊控制及自學習功能結合起來，構成了一種PID控制器。由此可見，溫度控制在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個領域都有著廣泛的應用，所以對溫度控制進行研究是非常有意義的。同時有效且準確地控制溫度是優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)和安全生產(chǎn)的重要條件。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 電阻加熱爐自動控溫系統(tǒng)的研究背景及意義 1 目前國內(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)設計要求 3 系統(tǒng)方案論證 3 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇論證 4 溫度檢測的選擇論證 5 存儲器擴展電路的選擇論證 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)硬件設計 11 控制單元的設計 11 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的設計 12 溫度檢測電路的設計 14 存儲器擴展電路的設計 15 顯示電路的設計 16 鍵盤電路的設計 18 輸出控制電路的設計 19 電源電路的設計 21第4章 系統(tǒng)軟件設計 23 溫度檢測流程圖 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)學建模與控制算法 27 數(shù)學建模 27 控制算法 28 數(shù)字濾波 30 數(shù)字濾波的介紹 30 數(shù)字濾波的設計 30總 結 32致 謝 33參考文獻 34附錄1：電阻式鍋爐的自動控溫系統(tǒng)原理圖 35附錄2：電阻式鍋爐的自動控溫系統(tǒng)程序清單 36長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計（論文）第1章 概 述 電阻加熱爐自動控溫系統(tǒng)的研究背景及意義溫度是科學實驗和生產(chǎn)過程中十分普遍但又非常重要的物理參數(shù)。在鍵盤上輸入預設溫度后，單片機通過控制雙向?qū)ňчl管的導通百分比對電阻絲的功率進行調(diào)節(jié)，使溫度控制在預設值，同時在LED顯示屏上顯示當前爐內(nèi)溫度。檢測信號經(jīng)運算放大器放大后進入多路開關，多路開關輪流檢測3個通道的溫度信號后輪流輸出給A/D轉(zhuǎn)換器，最后將電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率信號傳輸給單片機進行處理。選擇了K型熱電偶作為金屬傳感器，其優(yōu)點是精度高成本低，并選擇串行E178。長 春 工 業(yè) 大 學畢業(yè)設計、畢業(yè)論文題 目 電阻加熱爐溫度控制系統(tǒng) 學 院 人文信息學院 專業(yè)班級 電氣工程及其自動化070922班 指導教師 王 霆 姓 名 劉塞北 2011年6月3日53長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計（論文）摘 要如今電阻爐被廣泛應用于各大工業(yè)領域，通過單片機的實時控溫來提高勞動生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，同時對節(jié)能環(huán)保也有著重大意義。本此設計的核心處理器為AT89C2051單片機，用其對電阻爐溫度進行檢測和控制。PROM 24C01來存儲測量數(shù)據(jù)和調(diào)控參數(shù)，這樣就確保斷電后數(shù)據(jù)仍能被保存?？刂品绞絼t為調(diào)功控制，通過使用光耦合雙向可控硅對雙向?qū)ňчl管的導通百分比進行控制，進而對電阻絲的功率進行調(diào)節(jié)。關鍵詞：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。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了高效地進行生產(chǎn)，必須對生產(chǎn)工藝過程中的主要參數(shù)，如溫度、壓力、流量、速度等進行有效的控制，其中溫度控制占有相當大的比例。如電力工業(yè)的鍋爐、冶金工業(yè)的電阻加熱爐、化學工