基于单片机的温度控制系统研制.pdf

第23卷第2期 电 力 学 报 V01．23No．2 2008年4月 JOURNALOFELECTRICPOWER Apr．2008 文章编号： 1005—6548(2008)02一0106一04 基于单片机的温度控制系统研制 林建雄 (韩山师范学院物理与电子工程系，广东潮州521041) 摘 要：为解决旧式的控温器所存在的温度控制精度较差，控温效果达不到要求等问题，提出 了一种利用pPD7810单片机制作温度控制系统的设计思想，设计了调温控制电路，采用PID温度 控制调节方式，通过控制晶闸管的导通角来实现对温度的精密调节，并采用粗调及微调两个温度设 定按钮，能方便地进行大范围温度设定，经实践证明控制效果很好，完全能满足工农业生产过程中 的各类恒温需要，具有实际应用价值。 关键词：肛PD78lO单片机；温度控制；过零检测；移相触发 中图分类号：TP368．1 文献标识码：B 温度控制器是工农业生产中常用的加热控制设 角增大，晶闸管的导通时间减少，使电加热器降低发 备，旧式的控温器其控温方式多数采用通断控制方 热量，当检测到实际温度比设置温度稍低时，则产生 式，存在着温度控制精度较差，控温效果不佳，特别 移相角减少，晶闸管的导通时间增大，电加热器温度 是当被控温度接近1Ooo℃的高温控制，更难达到 提高，经过多次反复检测、调整，使实际温度向设定 高精度的要求。本课题设计了一种利用单片机芯片 温度逼近。 构成的调温控制电路，其温度控制方式采用PID调 1．2 系统的硬件构成 节，通过控制晶闸管的导通角来实现对温度的精密 该温度控制系统主要由下面几个部分组成。即： 调节，能同时设计出粗调及微调两个温度设定按钮， 能方便地进行大范围温度设定，控制效果很好，完全 制电路；由铂铑热电偶及运算放大电路组成的温度 能满足工农业生产过程中的各类恒温需要。 检测电路；由晶闸管及负载电加热器组成的输出通 道等三个部分组成。其原理图见图1。 1设计思想及系统结构 1．2．1单片机控制电路 1．1 系统的设计思想 在此控制电路中，肛PD7810单片机是整个电路 控温系统是将负载的电加热器看成是被控对 的关键器件，它既是运算处理中心，又是控制中心， 象，温度是控制量，控制时先设定温度值，然后再对 电加热器的温度进行采样，将采样值与设定值进行 AD型单片机芯片，它是一种高性能的8bit机，具 比较，产生出偏差信号E(，z)，再通过单片机的计算， 有寻址空间大，硬件结构先进，I／O接口功能较强等 求出电压控制量U(，z)并存放在寄存单元之中，将这 个电压控制量经程序变换成定时器的定时量，利用 容，系统的扩展能力强。 过零信号确定起始定时时间，在【，(以)的控制下定时 1．2．2温度检测电路 器正常工作，一经产生温度溢出则请求中断，利用中 温度检测元件采用铂铑热电偶，其温度检测范围 断请示信号将一个高电平信号送到单片机的PB7 可达到1ooo℃以上，不但测温范围广，测温精度高， 端口，用于触发晶闸管工作，由于U(行)的值不同，其 而且线性度好。由热电偶产生出来的mV级电压，经过 移相角也不同，所以晶闸管的导通时间也不同，对电 运算放大器放大成O～+5V的电压，再送入单片机的 加热器的控制量也不一样，当采样电路检测到实际 AN。端，利用肛PD7810的内部A／D转换器进行转换 温度比设定值稍高时，则经单片机处理后，产生移相 成数字信号，再由单片机进行运算处理。 收稿日期：2007—12—10 万方数据 第2期 林建雄：