计算机控制课程设计---单片机的炉温控制设计.doc

目 录 第一章 引言 1 1.1 前言 1 1.2 设计内容概述 2 1.3 报告概述 4 第二章 课程设计要求 5 2.1 课题要求 5 2.2 元器件清单 5 第三章 总体结构设计 7 3.1 总体设计方案 7 3.2 PID算法 8 3.3 数据处理流程 9 第四章 硬件电路设计 11 4.1 SL-I型51单片机综合实验箱 11 4.1.1 单片机最小系统 11 4.1.2 数码管显示模块 12 4.1.3 按键模块 13 4.1.4 报警模块 15 4.2 DS18B20温度传感器 16 4.2.1 DS18B20简介 16 4.2.2 DS18B20原理 16 4.2.3 控制器对18B20操作流程 17 4.2.4 DS18B20芯片与单片机的接口 18 4.2.5 DS28B20芯片ROM指令表 19 4.3 继电器电路设计 20 第五章 系统软件设计 22 5.1 主程序设计 22 5.2 数码管显示程序 23 5.3 键盘扫描程序 24 5.4 DB18B20通信程序 24 第六章 加热炉温控系统使用方法 27 6.1 系统连接方法 27 6.2 系统使用方法 27 第七章 总结 28 参考文献 XXIX 附录A 系统程序代码 XXXI  引言 前言 单片微机是单片微型计算机SCMC（Single Chip Micro Computer）的译名简称，在国内也常简称为“ 单片微机” 或“单片机” 。它包括CPU、RAM、ROM、中断系统、定时器/计数器、串行口和I/O等。 除了工业控制领域，单片微机在家用电器、电子玩具、通信、高级音响、图形处理、语言设备、机器人、计算机等各个领域迅速发展。 目前单片微机的世界年产量已超过100亿片，而在中国大陆地区的年应用量已达6亿多片。 8051是美INTEL公司在1980年推出的MCS-51系列的第一个成员，MCS是INTEL公司的注册商标。其它公司生产的以8051为核心单元的其它派生单片微机只能称为8051系列。 80C51系列包括Intel公司的MCS-51，又包括了以8051为核心单元的世界许多公司生产的单片微机，比如PHILIPS 的83C552及51LPC系列等、SIEMENS 的SAB80512等、AMD(先进微器件公司) 的8053等、OKI(日本冲电气公司) 的MSM80C154等、ATMEL公司的89C51等、DALLAS公司的DS5000/DS5001等、华邦公司的W78C51及W77C51等。 单片微机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能，现在已能使用单片微机通过软件方法实现了。这种以软件取代硬件，并能提高系统性能的控制技术，称之为微控制技术。这标志着一种全新概念的建立。 单片微机在以下领域应用广泛： 1．家用电器领域 2．办公自动化领域 3．工业自动化领域的在线应用 4. 智能仪器仪表与集成智能传感器领域 5．汽车电子与航空航天电子系统 设计内容概述 本次计算机控制课程设计是应用计算机的实时监控和温度测量技术，采用单片机、温度检测电路、温度控制电路等，实现电阻炉炉温的实时监控。 本次设计使用的STC12C5A60S2系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制，强干扰场合。 1.增强型8051 CPU，1T，单时钟/机器周期，指令代码完全兼容传统8051； 2.工作电压：STC12C5A60S2系列工作电压：5.5V-3.3V（5V单片机）STC12LE5A60S2系列工作电压：3.6V-2.2V（3V单片机）； 3.工作频率范围：0 - 35MHz，相当于普通8051的 0～420MHz； 4.用户应用程序空间8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62K字节； 5.片上集成1280字节RAM； 6.通用I/O口（36/40/44个），复位后为：准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口），可设置成四种模式：准双向口/弱上拉，推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏，每个I/O口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不要超过55Ma； 7. ISP（在系统可编