毕业设计（论文）：基于单片机的温度控制系统.doc

目录 摘要 - 2 - 绪 论 - 3 - 第1章 单片机对加热炉温度控制的简介 - 4 - 第2章 单片机内部结构及引脚作用简介 - 5 - 2.1单片机内部模块 - 5 - 2.1.1 MCS-51单片机内部结构 - 5 - 2.1.2 主电源引脚 - 6 - 2.1.3 外接晶体引脚 - 6 - 2.1.4 MCS-51 输入/输出引脚 - 6 - 2.1.5 MCS-51控制线 - 6 - 2.2单片机外总线结构 - 7 - 2.3 MCS-51单片机系统扩展 - 7 - 第三章 硬件系统设计 - 8 - 3.1 总体设计 - 8 - 3.2 程序存储器的扩展 - 9 - 3.3温控模块的设计 - 10 - 3.4 8155接口电路 - 11 - 3.4.1 8155简介 - 11 - 3.4.2 8155的RAM和I/O口地址编码 - 11 - 3.5 A/D转换电路 - 12 - 3.5.1引脚结构 - 13 - 3.6 可控硅控制电路 - 13 - 第四章 软件系统设计 - 15 - 4.1 主程序 - 15 - 4.2 T0中断服务程序 - 16 - 4.3 采样子程序 - 18 - 4.4 数字滤波程序 - 18 - 总结 - 20 - 参考文献 - 21 - 附录 - 22 - 程序清单 - 22 - 基于单片机对加热炉温度控制系统 摘要 随着国民经济的发展，人们需要对各中加热炉中温度进行监测和控制。采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便，简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。 本设计采用无ROM的8031作为主控制芯片。8031的接口电路有8155、2764。8155用于键盘/LED显示器接口，2764可作为8031的外部ROM存储器。其中 温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。成熟的温控产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主，它们只能适应一般温度系统控制，而用于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表，国内技术还不十分成熟，形成商品化并广泛应用的控制仪表较少。随着我国经济的发展及加入WTO，我国政府及企业对此都非常重视，对相关企业资源进行了重组，相继建立了一些国家、企业的研发中心，开展创新性研究，使我国仪表工业得到了迅速的发展。 随着新技术的不断开发与应用，近年来单片机发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。温度是工业对象中的一个重要的被控参数。然而所采用的测温元件和测量方法也不相同；产品的工艺不同，控制温度的精度也不相同。因此对数据采集的精度和采用的控制方法也不相同。传统的控制方式以不能满足高精度，高速度的控制要求，如温度控制表温度接触器，其主要缺点是温度波动范围大，由于他主要通过控制接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的，受仪表本身误差和交流接触器的寿命限制，通断频率很低。近几年来快速发展了多种先进的温度控制方式，如：PID控制，模糊控制，神经网络及遗传算法控制等。这些控制技术大大的提高了控制精度，不但使控制变得简便，而且使产品的质量更好，降低了产品的成本，提高了生产效率 本设计使用单片机作为核心进行控制。单片机具有集成度高，通用性好，功能强，特别是体积小，重量轻，耗能低，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特优点，在数字、智能化方面有广泛的用途。本系统使用8031单片机，使温度控制大为简便。第1章 单片机对加热炉温度控制的简介 加热炉是将物料或工件加热的设备。按热源划分有燃料加热炉、电阻加热炉、感应加热炉、微波加热炉等。应用遍及石油、化工、冶金、机械、热处理、表面处理、建材、电子、材料、轻工、日化、制药等诸多行业领域。按炉温分布，炉膛沿长度方向分为预热段、加热段和均热段kw，系统要求炉膛恒温，误差为士2℃,超调量可能小，温度上升较快且有良好的稳定性。 单片机温度控制系统是以MS-5l单片机为控制核心，辅以采样反馈电路，驱动电路，晶闸管主电路对电炉炉温进行控制的微机控制系统。系统的原理框图如图1.1所示，其基本控制原理为: ：用键盘将温度的设定值送入单片机，启动运行后，通过信号采集电路将温度信号采集到后，送到A/D 转换电路将信号转换成数字量送入单片机系统进行PID 控制运算，将控制量输出，控制电阻炉的加热。 图1.1 原理框图 第2章 单片机内部结构及引脚作用简介 单片微型计算