【正文】 信號。 D7～ D0—— 數據輸出線。 EOC=0,正在進行轉換； EOC=1,轉換結束。 ADC0809 的內部沒有時鐘電路，所需時鐘信號由外界提供，因此有時鐘信號引腳。 通道端口選擇線， A 為低地址， C為高地址，引腳圖中為 ADDA，ADDB 和 ADDC。 START 上升沿時，復位 ADC0809； START 下降沿時啟動芯片，開始進行 A/D轉換；在 A/D 轉換期間， START 應保持 低電平。對應 ALE 上跳沿， A、 B、 C地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。 圖 24 通道選擇 示意圖 （二） ．信號引腳 ADC0809 芯片為 28引腳為雙列直插式封裝，其引腳排列見圖 22。 11 圖 23 《 ADC0809 內部邏輯結構》 圖中多路開關可選通 8個模擬通道，允許 8 路模擬量分時輸入，共用一個 A/D 轉換器進行轉換，這是一種經濟的多路數據采集方法。 表 1 P3個口線的第二功能表 口線 第二功能 RXD （串行口輸入） TXD （串行口輸出） INT0 （外部中斷 0輸入） INT1 （外部中斷 1輸入） T0 (定時器 0的外部輸入） T1 （定時器 1的外部輸入） WR （外部數據存儲器“寫”信號輸出） RD （外部數據存儲器“讀”信號輸出） A/D轉換電路 選用 A/D轉換器 ADC0809. A/D 轉換器芯片 ADC0809 簡介 8 路模擬信號的分時采集，片內有 8路模擬選通開關，以及相應的通道抵制鎖存用譯碼電路，其轉換時間為 100μ s 左右。實際在使用時，總是先按需要優(yōu)先選用它的第二功能，剩下不用的才作為第一功能口線 10 使用。作為第一功能使用時，為普通 I/O口，其功能和操作方法與 P1相同。 ～ ： P3口是八位準雙向 I/O端口。在對 EPROM編程和程序驗證時，它輸入高 8位地址。 ～ ： P2口是一個準雙向 I/O端口。在 EPROM編程和程序驗證時，它輸入低 8位地址。在訪問片外存儲器時，它分時提供低 8位地址和作 8位雙向數據總線。 EA/VPP：外部訪問允許 /編程電源輸入端。 ALE/PROG：地址鎖存使能輸出 /編程脈沖輸入端。如采用外部時鐘電路時，對于 HMOS單片機，該引腳輸入外面時鐘脈沖；對于 CHMOS單片機，此引腳懸空。 XTAL2：接外部晶體的另一端。在單片機內部，它是反向放大器的輸入端，該放大器構成了片內振蕩器。 Vss：接電源地。下面分別說明這些引腳的名稱和功能。由于受引腳數目的限制，所以有一些引腳具有第二功能。它片內無 ROM，片內 RAM容量為 128B，最高頻率為 24MHz，小巧，價格便宜，且在中國市場最常見，應用最廣泛。這樣采用 ADC0809 這個 8 位的 A/D 轉換器就能是量化溫度誤差達到正負 以內 9 控制機構 本設計采用 8031單片機作為控制機構的核心。（ ADC0809 的限定電壓為 05v） 為了提高測量精度，變送器可以進行零點遷移。 溫度檢測 和變送器 溫度檢測元件和變送器的類型選擇和被控溫度及其精度等級有關， 選用鎳鉻一鎳 鋁熱電偶作為溫度傳感器，測量溫度范圍 0－ 1000℃， 相應輸出電壓為 。 圖 2－ 1 系統(tǒng)硬件結構圖 系統(tǒng)的工作過程 ：溫度檢測及變換電路把溫度轉換成電壓信號，經 A／ D 轉換器轉換為數字信號送人 8031 單片機中，并與給定值 (對應著所要控制的溫度值 )進行比較 ，其偏差被 PID 程序計算出輸出控制量，由 口 輸出脈沖信號控制雙向可控硅的導通，以實現對電爐輸出有效功率的調節(jié)。加之近年來，單片機的性能不斷提高，而價格卻逐年 降低，所以單片機溫度控制裝置將具有廣闊的發(fā)展和運用前景。它既利用了單片機和 PLC 價格低、功能強、可靠性高的優(yōu)點 構建適宜于工業(yè)現場的監(jiān)控站或下位機，又結 合 PC 機豐富的軟硬件資源，提供管理功能強大、人機界面友好的操作平臺，實現了信息集中管理、過程分散控制的有機結合。性能價格比較好。如果采用 CRT 操作站會有良好的人機交互接口 ?？傮w配備一臺 1_控機作為上位機，置于控制室內，對現場每個被控對象進行命令下達，組織和處理數據信息，集中管理整個系統(tǒng)。集散控制是以微處理機為核心，把微型計算機，工業(yè)控制機，數據通訊系統(tǒng)，顯示操作裝置，過程通道，模擬儀表等有機的結合起來，采用組合組裝式組成系統(tǒng)。 (distributed control) 集散控制即分散控制，信息集中管理的分布控制系統(tǒng)。 SCC 系統(tǒng)按結構分 為兩種，一種是 SCC加模擬調節(jié)器，另一種是 SCC+DDC 控制系統(tǒng)，模擬或 DDC 系統(tǒng)擔負第一級控制功能，監(jiān)督計算機作為的二級控制系統(tǒng)，通過對子回路裝置的切除或投入，對子回路狀態(tài)及控制效果的監(jiān)視，對最佳設定值進行計算與設置，使生產過程能在協(xié)調或最優(yōu)化的程度上達到要求的性能指標。其系統(tǒng)框圖如 13 所示。它還具有巡回檢測的全部功能，可以顯示參數值，打印報表，并能進行越限報警和故障自診。 圖 1－ 1 計算機采樣處理系統(tǒng)結構 圖 2 直接數字控制系統(tǒng) (direct digital control, DDC) 直接數字控制由計算機直接對生產過程進行控制，計算機取代模擬調節(jié)器作為生產過程控制裝置，計算機按控制規(guī)律進行數值計算，并經過輸出通道 (D/A)直接控制生產過程。其主要功能包括 :信息輸入，信息處理，報警處理，人機聯系與信息輸出等。 1962 年，英國帝國工業(yè)公司安裝了 Ferranti Argus 計算機控制系統(tǒng)，替代全部模擬控制儀表，即模擬技術由數字技術代替，而系統(tǒng)功能保持不變，計算機控制系統(tǒng)應用真正開始，經歷多年研究和改進，到 70 年代中期進入了集散控制系統(tǒng)的發(fā)展時期，爐溫控制也隨之進步，方式不斷更新，算法也不斷深入 技術日益成熟 。此時的計算機只起到 “ 離線 ” 的應用，且計算機與過程裝置之間沒有任何物理上的連接。 計算機在爐溫控制中的應用 以前，人們是通過模擬儀表對爐溫進行控制，采用人工手動操作，依據個人的工作經驗和控制系統(tǒng)返回的數據來調節(jié)相應的設備，控制效果不太理想，生產也不穩(wěn)定。在溫度控制系統(tǒng)中，單片機更是起到了不可替代的核心作用。 單片微型計算機的功能不斷的增強，為先進的控制算法提供的載體，許多高性能的新型機種應運而生。近幾年來快速發(fā)展了多種先進的溫度控制方式，如： PID 控制，模糊控制，神經網絡及遺傳算法控制等。例如冶金、機械、食品、化工等各類工業(yè)生產中廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應爐等；燃料有煤氣、天然氣、油、電等；控制方案有直接數字控制（ DDC），推斷控制，預測控制，模糊 控制（ Fuzzy），專家控制 (Expert Control)，魯棒控制（ Robust Control），推理控制等。由于爐子的種類及原理不同，因此所采用的加熱方法及燃料也不同，如煤氣、天然氣、油電等。 the resistance furnace。電阻爐 。目 錄 第 1 章 引言 .......................................................................................................................3 課題背景及研究意義 ……………………… …………… ……………… .……… 3 計算機在熱處理爐爐溫控制中的應用 …………… …………… ……… .……… 3 第 2 章 系統(tǒng)硬件設計 …………………………………… ……… .…………………… 8 溫度檢測及 變送器 …………………… ……… …………………… …………… .… .8 控制機構 …………………………………………………………… …………… .… .9 A/D轉換電路 ……………………………………………… …………… ..………… 10 溫度控制電路 ………………………………………………… …………… ..…… ..14 部分 接口電路 …………………………………………………… …………… ..… ..16 第 3 章 溫度控制的算法和程序 ..…………………………… … ……… …………… 18 溫度控制的算法 …………………………………………… …………… ..……… ..18 溫度控制的程序 ………………………………………… …………… ..………… ..20 第 4 章 對于抗干擾的探究 ………………………………………… ……… …… .… ..34 抗干擾的措施 …………………………………………………… …………… .… ...34 結束語 ……………………………………………………………………… ………… ....… .35 致謝 …………………………………………… …………………… …………… ………… .36 參考文獻 ………………………………………………………………… …… .…… …… ...37 附錄 1 電路圖 ……………………………………… ………………… ………………… ..38 附錄 2 英文專業(yè)文摘及翻譯 …………………………………… … ………………… .39 2 基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計 摘要 ： 主要以 51 系列單片機為核心對電阻爐爐溫進行控制，使其溫度穩(wěn)定在某一個值上。最高溫度為 1000℃ ,并且有鍵盤輸入給定溫度值 ,由 LED數碼管顯示溫度值的功能 . 關鍵詞 :單片機 。溫度控制 The design of temperature control system of the resistance furnace based on single chip microputer Abstract: Mainly with 51 series single chip microputer for the unit of nucleus heats to the control of The resistance furnace, the tallest temperature is 1000℃ . And the temperature of keyboard input is constant, LED digitron displays the function of temperature point. Key words: single chip microputer。 temperature control system 3 第一章 引言 課題背景及研究意義 近 幾年來，在我國以信息化帶動的工業(yè)化正在蓬勃發(fā)展，溫度已成為工業(yè)對象控制中一種重要的參數，特別是在冶金、化工、機械等各類工業(yè)中，廣泛使用各種加熱爐、熱處理爐、反應爐等。對于不同生產情況和工藝要求下的溫度控制，所采用的加熱方式，選用的燃料，控制方案也有所不同。 隨著工業(yè)技術的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的控制方式以不能滿足高精度，高速度的控制要求，如溫度控制表溫度接觸器，其主要缺點是溫度波動范圍大，由于他主要通過控制接觸器的通斷時間比例來達到改變加熱功率的目的，受儀表本身誤差和交流接觸器的壽命限制，通斷頻率很低。這些控制技術大大的提高了控制精度，不但使控制變得簡便 ，而且使產品的質量更好，降低了產品的成本，提高了生產效率。單片機以其功能強、體積小、可靠性高、造價低和開發(fā)周期短等優(yōu)點，成為自動化領域和其他測控領域中廣泛應用的器件，在工業(yè)生產中成為必不可少的器件。像用于熱處理的加熱爐、用于融化金屬的坩鍋電阻爐等類似工業(yè)用加熱爐中都可以廣泛應用，隨著生產的發(fā)展，在工業(yè)中，一些設備對溫度的控制要求越來越高，而本文則以單片機為核 心、 PID算法為控制方式而設計的 電阻爐 溫度控制系統(tǒng)。到了 50 年代，隨著計算機的出現，人們開始在工廠、實驗室或其它測試環(huán)境中用計算機進行數據采集和處理。隨著計算機技術的進一步發(fā)展，提供了計算機與過程裝置之間的接口，人們開始用直接連接方法，使計算機與變送器和執(zhí) 行部件之間的信號雙向傳 4