于单片机与PC机温度控制系统软件设计.docVIP

嘉 应 学 院 本科毕业论文（设计） （二零零九届） 题 目：基于单片机与PC机的温度控制系统软件设计 姓 名： 廖 砚 雄 学 号： 2051022137 院 系： 电 子 信 息 工 程 学 院 专 业： 电 子 信 息 工 程 指导教师： 龚 昌 来 副 教 授 申请学位： 工 学 学 士 嘉 应 学 院 教 务 处 制 摘要在工业生产中，人们需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用单片机对温度进行控制具有控制方便、简单和灵活性大等优点。本文介绍了一种基于AT89S5单片机串口通信的控制系统，单片机PC机控制单片机单片机制。单片机串通信制。VB6.0软件强大的数据处理功能和友好的人机界面,对温度进行实时曲线显示。。。；；温度控制；PID 1. 绪论 1 1.1 前言 1 1.2 系统分析 1 2. 系统硬件简介 3 3. PID控制原理与程序流程 4 3.1 模拟PID调节器 4 3.2 数字PID控制器 5 3.3 PID算法的程序流程 6 3.4 微分项的改进 7 3.5 采样周期的选择 9 3.6 数字PID控制的参数选择 10 4. 系统软件设计 12 4.1 软件开发工具简介 12 4.2 C51单片机软件开发语言 12 4.3 单片机主程序的软件设计 14 4.4 单片机中断服务子程序的实现 15 4.5 测温芯片DS18B20驱动子程序 18 4.6 PWM控制 20 4.7 PC机程序设计 21 5. 调试 30 5.1 开环控制实验结果分析 30 5.2 PID参数的整定 30 第六章 结论 33 附录： 34 附录一、系统硬件总电路图 34 附录二、系统PC机运作VB界面 35 附录三、单片机程序 36 附录四、PC机程序 44 参考文献： 49 基于单片机与PC机的温度控制系统软件设计 1. 绪论 1.1 前言 随着新技术的不断开发与应用，近年来单片机发展给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命本文介绍了基于单片机的温度控制系统的软件的过程AT89S52单片机为主体，热敏传感器DS18B20，电炉及其控制电路为核心的系统充分发挥了单片机的性能。其优点是硬件功能强大，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高，具有一定的使用和参考价值。 1.2 系统分析 一、系统功能要求 基于单片机与PC机的温度控制设计系统应能达到以下功能要求： 可以人为方便地设定所需控制的温度值，温控仪器能自动将电炉加热至此设定值并能保持，直至重新设定为另一温度值，即能自动控制温度； 采用适当的控制方法，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小系统的调节时间和超调量。 实现无触点式控制，消除机械噪声； 改进控制方法，控制精度达到±0.5 C或更高； 具有自动加热保护功能的安全性要求。如果实际测得的温度值超过了系统要求的温度范围，单片机就会发出断电指令，并进行报警； 装置可将温度数据通过串口送到上位机，上位机软件将接收到的数据存贮并显示温度变化曲线。 系统总体方案框图如图1-1所示 图1-1 系统总体方案框图 二、系统特点 基于上述功能要求及智能仪表应具有的体积小、成本低、功能强、抗千扰并尽可能达到更高精度的要求。本系统在硬件设计方面具有如下特点： 主机采用MCS-51系列的AT80S52单片机价格便宜，有开发环境DS18B20作为温度传感器，DS18B20支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55°C——+125°C，在-10——+85°C范围内,精度为±0.5°C。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。 由于系统的执行机构是电阻炉，其功率调节可以采用相控调压法和通断调功法两种方式，但考虑到相控调压法对电网性能的破坏较大，因此按脉冲宽度调制法控制输出信号占空比的大小，从而实现系统对输出量的控制。 整个系统遵循了冗余原则及以软代硬的原则，并尽可能选用典型、常用、易于替换的芯片和电路，为系统的开放性、标准化和模块化打下良好基础。系统扩展和配置在满足功能要求的基础上留有适当裕量，以利于扩充和修改。 2. 系统硬件简介 本系统硬件由单片机AT89S52最小系统电路、温度检测电路、温度控制电路等部分组成。 在系统中，利用DS18B2