基于AT89S52单片机PID恒温控制系统开发和实验的研究.pdfVIP

^ L堑窒兰茎垄墨墨I冒墨宙墨I四重墨害置匿I茎函 陈铁强，李克天，刘吉安，印 波，蔡召虎 (广东工业大学机电工程学院。 广东广．}Il 510075) PID算法来嗣节温度，采用正交实验法对PID控制参数进行整定；并且开发了PC机监控软件，通过串口通信实时监控系统的状 态。泼系统经过实验验证，取得了较为满意的控制效果。 关键词：单片机；温度控制系统；MAX6675；PID控制 中图分类号：TP273+．5 09-0052-．03 文献标识码：A 文章编号：1009-9492(2009l l引言 报警电路、串口通信电路等。图1中AT89S52为主控制器 温度是SMT生产过程中重要的工艺参数．温度控制的 件。它是ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS8位 优劣直接影响PcB产品的质量和生产效率的提高。设计开 单片机．片内含有8k字节的Flash存储器和256字节的 发性能优良的温度控制系统，提高控温精度，便于人T操 RAM。以下是各部分电路功能介绍。 作是SMT温度控制领域的重要问题。本文针对SMT波峰 焊锡炉部分的温度场(2700C左右)Ill。设计了一种基于 A189S52单片机的温度控制系统．采用新型数字器件 MAX6675和K型热电偶构成温度测量电路．用数字PID 算法对实验锡炉温度进行控制。具有精度高、稳定性好的 特点。并采用正交实验法对PID控制参数进行整定。本文 还设计了单片视与j二位机的通信软件，实现了远程温度控 制。该系统可大大地提高工作效率和控制精度，具有良好 图1 控制器系统硬件结构框图 的实用价值。本文研究内容和方法对其它温度控制精度要 求较高的场合有参考价值。 3．1单片机 2工作原理 AT89S52是整个系统的CPU．首先采集得到当前温度 当采样周期r到达时．由热电偶检测锡炉内实际温 值，用采集值与设定值相减计算出温度偏差。然后进行 度，经数字转换器MAX6675将热电偶输出的毫伏信号直PID运算，控制加热器工作，从而实现温度控翩。 接转换成数字信号送给单片机A鸭9S52．单片机将采集到 AT89S52还负责按键处理、LCD显示、报警处理以及串口 的温度信号与设定温度值进行比较。根据偏差信号进行 通信等丁作。 PID控制运算，得出相应输出量。并控制加热器进行加热 3．2温度采集电路 或停止加热。从而控制锡炉的温度，使锡炉的实际温度向 本系统采用K型热电偶作为高温测量传感器，热电偶 着给定温度变化并最终达到给定温度。系统时刻检测炉内 温度值。出现越限时启动蜂鸣器报警。 司生产的基于SPI总线的带有冷端温度补偿、线性校正、 3系统硬件设计 热电偶断线检测等功能的K型热电偶测量转换芯片．其输 本系统的硬件设计主要包括单片机的最小系统、温度 出为12位二进制数字量。测温范围012～1023．75℃．温度 采集电路、显示接口、温度控制电路、键盘接口、蜂鸣器 分辨率为O．25℃。冷端补偿范围为～20℃-+85℃。工作电压 ‘广东省科技计划项目(20062007A010301002)和广州市科技计划项目 收稿嗍：舢邶埘[二]至工二] 万方数据 墨墨重量翟翟冒目墨l墓l重l茎函 堡窒皇差≥ 3．O～5．5V，可以满足大多数丁业应用场合f3】。 3．6串口通信电路 MAX6675与AT89$52单片机接口电路框图如图2所 本系统采用RS232标准总线接口实现单片机和PC机 示。K型热电偶接在MAX6675的T+、T_端，热电偶的冷