基于单片机的电阻炉温度控制系统设计.pdf

匿蔓垂塑雯受叠噩重翻 单片机开发与应用 文章编号：1∞8’0570(2∞8)OD2-0119—02 基于单片机的电阻炉温度控制系统设计 Furnace contrOI BaSed0n ResistanceTemperatureSyStem Sjngle—chipcomputer (武汉科技大学)吕小红周凤星马亮 LV ZHOU MA Xia0-hongFeng-xingLjang 摘要：文中介绍了以单片机AT89c52作为核心元件构成的电阻炉温度控制系统的工作原理，详细说明了采用的新型元件，分 析了系统硬件结构，最后给出了系统流程图。 关键词：单片机；电阻炉；温度测量；控制系统 中图分类号：TP273 文献标识码：A Abi删：Thisintroducesthe ofresistaIlcemmace contrDa whosenudear is paper principle temperaturesystem componentsin舀e— ofAT89C52．Theusednew hardwarestlllctuI℃ofis andthenowehanis chipcomputer component￡md sy8tempresenteddetailedly atlast． given Keyword吼Si玎gIe叫chip∞唧uter；R姻细瞻noeF哪mace；Tem畔r咖rem以嘧吡卿哪Bnt；(=0—：r0_Isys怃m l引言 3硬件设计 电阻炉在化工、冶金等行业应用广泛，因此温度控制在工业 3．1温度检测电路 生产和科学研究中具有重要意义。其控制系统属于一阶纯滞后 本系统采用的K型f镍铬一镍硅)热电偶，其可测量1312℃以 环节，具有大惯性、纯滞后、非线性等特点，导致传统控制方式超 内的温度，其线性度较好，而且价格便宜。K型热电偶的输出是毫 调大、调节时间长、控制精度低。采用单片机进行炉温控制，具有 伏级电压信号，最终要将其转换成数字信号与cPu通信。传统的 ‘电路设计简单、精度高、控制效果好等优点，对提高生产效率、促 温度检测电路采用“传感器一滤波器一放大器一冷端补偿一线性化 进科技进步等方面具有重要的现实意义。本文介绍的温度控制 处理一A／D转换”模式，转换环节多、电路复杂、精度低。在本系统 中，采用的是高精度的集成芯片MAx6675来完成“热电偶电势一 系统的主要技术指标有：温控范围：300℃一1000℃；恒温时间：0— 温度”的转换，不需外围电路、I／0接线简单、精度高、成本低。 24小时；控制精度：±l℃；超调量l％。 2整体设计及系统原理 了滤波器、放大器等，并带有热电偶断线检测电路，自带冷端补 偿，能将K型热电偶输出的电势直接转换成12位数字量，分辨 本系统由单片机AT89c52、温度检测电路、键盘显示及报警 率O．25℃。温度数据通过SPI端口输出给单片机，其冷端补偿的 电路、时钟电路、温度控制电路等部分组成。系统中采用了新型 元件，功能强、精度高、硬件电路简单。其硬件原理图如图1所示。 引脚功能图。 l时钟电路卜． 寸嚼H丑 引脚号 名称 功能