微機(jī)控制課程設(shè)計(jì)--電阻爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-閱讀頁
2025-06-23 12:51本頁面
【正文】 格式書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告 。 本溫度控制系統(tǒng)按功能分主要包括四個(gè)模塊：溫度傳感器模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、溫度顯示/按鍵模塊和溫度控制模塊 。輸入過程結(jié)束后，開始爐溫控制模塊，首先讀取PT100 數(shù)據(jù)，再與設(shè)定值比較，決定繼電器的通斷時(shí)間，控制加熱爐溫度及警報(bào)器超限報(bào)警。 51 單片機(jī)的最小系統(tǒng)由單片機(jī)芯片、電源、時(shí)鐘電路、和復(fù)位電路組成。按鍵 S6_1 能實(shí)現(xiàn)手動復(fù)位，電容 C6_1 能實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位，復(fù)位電路用來使片內(nèi)電路完成初始化的操作，具體功能是使程序計(jì)數(shù)器 PC=0000H，引導(dǎo)程序從 0000H 地址單元開始執(zhí)行； SFR 中的 21 個(gè)特殊功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)是確定 : 如圖 2 聲光報(bào)警電路所示：當(dāng)水溫高于上限溫度、低于下限溫度或者在誤輸入時(shí)，單片機(jī) 口給 warn 一個(gè)低電平信號來導(dǎo)通三極管 8550 以驅(qū)動蜂鳴器和 LED 燈，進(jìn)行系統(tǒng)聲光報(bào)警。 圖 2 聲光報(bào)警電路 : 用于顯示用戶設(shè)定的溫度、上限溫度、下限溫度和當(dāng)前溫度值等，精確到小數(shù)點(diǎn)后一位。 當(dāng)其中位選編碼輸出低電平時(shí)，三極管 8550 導(dǎo)通，使得共陽極數(shù)碼管公共端得 到一個(gè)高電平，同時(shí) P2 口輸出相應(yīng)的要顯示的數(shù)字共陽極字型碼并通過74HC573 將段碼信號鎖存輸出。如下圖 ， 圖 4 鍵盤電路及功能說明 當(dāng)按鍵沒有被按下時(shí)， 通過下拉電阻接地，單片機(jī)此時(shí)檢測的電平是低電平，當(dāng)有鍵按下時(shí)，對應(yīng) 中的引腳與 VCC 接通，單片機(jī)此時(shí)檢測的電平是高電平。通常將其放在電橋的橋臂上，溫度變化時(shí)，熱電阻兩端的電壓信號被送到儀器放大器 LM741 的輸入端，經(jīng)過儀器放大器放大后的電壓輸出送給A/D 轉(zhuǎn)換芯片，從而把熱電阻的阻值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。 功能鍵 ：選擇 修改 溫度 設(shè)定值、 上限值、 下限 值 、顯示溫度 位選鍵 ：選擇 修改百位、十位、個(gè)位、十分位這四位的標(biāo)志 加 1 鍵 ：每按一次鍵，位選標(biāo)志所指的當(dāng)前位的值加 1 減 1 鍵 ：每按一次鍵，位選標(biāo)志所指的當(dāng)前位的值減 1 確定鍵 ：保存設(shè)置值并返回到顯示 溫度狀態(tài) 圖 5 信號采集與放大電路 A/D 電路的設(shè)計(jì) : A/D 轉(zhuǎn)換采用芯片 ADC0809， ADC0809 是帶有 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器、 8 路多路開關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的 CMOS 組件。 電路原理圖如圖 6。 ： 電熱爐的溫度取決于電熱元件消耗的電能。電阻絲由過零觸發(fā)型的雙向晶閘管整流電路驅(qū)動，通過控制一個(gè)采樣周期內(nèi)可控硅導(dǎo)通波頭數(shù)，就可控制電熱元件消耗的電能，從而達(dá)到控制其溫度的目的。本系統(tǒng)采用雙向可控硅控制電熱元件消耗電能。采用可控硅的驅(qū)動電路是其主電路與控制電路之間的接口。雙向可控硅管和加熱絲接在 220V、 50HZ 的交流電回路。該部分涉及面廣，貫穿整個(gè)系統(tǒng)，是整個(gè)系統(tǒng)工作的中樞和靈魂所在。這里僅給出主程序和三段子程序，這三段子程序分別是： ADC 轉(zhuǎn)換子程序、 PID 計(jì)算程序、顯示子程序 . 1. 主程序 : 系統(tǒng)控制程序采用兩次中斷嵌套方式來設(shè)計(jì)。作為本系統(tǒng)的采樣周期在其中斷服務(wù)程序中啟動 A/D，讀入采樣資料，進(jìn)行數(shù)字濾波，上下報(bào)警處理， PID計(jì)算等，然后輸出控制脈沖信號。在等待 T1中斷時(shí)，將本次樣數(shù)值轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的溫度值放入顯示區(qū)。 從 T1中斷返回后，再從 T0中斷返回主程序，并繼續(xù)顯示本次采樣溫度，等待下次 T0中斷。顯示程序的要點(diǎn)有兩個(gè)：一是代碼轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換用查表的方法進(jìn)行。 為了實(shí)現(xiàn)代碼轉(zhuǎn)換，首先開辟一個(gè)顯示緩沖區(qū)，將待顯示的字符預(yù)先存放在緩沖區(qū)中。顯示緩沖區(qū)地址為 DIS0～ DIS3 ， DIS0單元與最左邊一位 LED 相對應(yīng)， DIS3單元與最右邊一位 LED 相對應(yīng)。 這次課程設(shè)計(jì)歷時(shí)一周 ，從一開始的課題 確定，到后來的資料查找、理論學(xué)習(xí)，方案確定， 這一切都使我的 分析能力 和 理論知識 進(jìn)一步得到提升。 通過本次課程設(shè)計(jì)，我對溫度控制系統(tǒng)有了進(jìn)一步的熟悉和更深入的學(xué)習(xí)，了解并掌握了傳感器的基本理論知識，更深入的掌握單片機(jī)的開發(fā)應(yīng)用和編程控制。 在這 次課程設(shè)計(jì)過程中，用到單片機(jī)， Protel 制圖、匯編語言、模擬和數(shù)字電路知識等好多知識，這些好多都是以前學(xué)過的內(nèi)容，雖然感覺理論上已經(jīng)掌握，但在運(yùn)用到實(shí)踐的過程中還是感覺不夠用，但通過這次課程設(shè)計(jì)我又重新學(xué)習(xí) 了一遍，進(jìn)一步加深了對它們的認(rèn)識和理解， ，在今后的學(xué)習(xí)過程中， 在學(xué)習(xí)新知識的同時(shí)，一定要不斷復(fù)習(xí)以前學(xué)過的知識，只有這樣我們才能不斷提高。不僅學(xué)習(xí)了新的內(nèi)容，而且對于以前的所學(xué)的知識也得到了充分的運(yùn)用，這次課程設(shè)計(jì)是很有必要的，作為一名即將畢業(yè)的大學(xué)生， 我們就是需要在老師的指導(dǎo)下，通過自身的努力去學(xué)習(xí)知識，提高獨(dú)立解決問題的能力，為將來找工作打下基礎(chǔ)。 八 . 參考文獻(xiàn) ： 1．彭為 等。電子工業(yè)出版社。05 2．何立民。北京航空航天大學(xué)出版社， 1990 3．周德明 。清華大學(xué)出版社， 2021 4．郭維。電子工業(yè)出版社。 單片機(jī)高級教程。 單片機(jī)數(shù)據(jù)通信技術(shù)從入門到精簡。江志紅 清華大學(xué)出版社 九 . 附錄 ： 電阻爐溫控制系統(tǒng)原路圖： 聲明： 本設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容及原理圖 由本人親自整理編寫，在撰寫過程中，由于某些原因，曾借于 其他同學(xué)參考，如有雷同，請支持原創(chuàng)
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