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单片机温度控制系统电路原理图--第1页

引言

在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。

例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对

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MCS-51单片机来对温度进行控制，

不仅具有控制方便、组态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

大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。本文以

它为例进行介绍，希望能收到举一反三和触类旁通的效果。

1硬件电路设计

以热电偶为检测元件的单片机温度控制系统电路原理图如图1所示。

1.1温度检测和变送器

温度检测元件和变送器的类型选择与被控温度的范围和精度等级有关。镍铬/镍铝热电偶适用于

0℃-1000℃的温度检测范围，相应输出电压为0mV-41.32mV。

变送器由毫伏变送器和电流/电压变送器组成：毫伏变送器用于把热电偶输出的0mV-41.32mV变换成

4mA-20mA的电流；电流/电压变送器用于把毫伏变送器输出的4mA-20mA电流变换成0-5V的电压。

为了提高测量精度，变送器可以进行零点迁移。例如：若温度测量范围为500℃-1000℃，则热电偶输

出为20.6mV-41.32mV，毫伏变送器零点迁移后输出4mA-20mA范围电流。这样，采用8位A/D转换器就可

使量化温度达到1.96℃以内。

1.2接口电路

接口电路采用MCS-51系列单片机8031，外围扩展并行接口8155，程序存储器EPROM2764，模数转换

器ADC0809等芯片。

由图1可见，在P2.0=0和P2.1=0时，8155选中它内部的RAM工作；在P2.0=1和P2.1=0时，8155选

中它内部的三个I/O端口工作。相应的地址分配为：

0000H-00FFH8155内部RAM

0100H命令/状态口

0101HA口

0102HB口

0103HC口

0104H定时器低8位口

0105H定时器高8位口

8155用作键盘/LED显示器接口电路。图2中键盘有30个按键，分成六行（L0-L5）五列（R0-R4），

只要某键被按下，相应的行线和列线才会接通。图中30个按键分三类：一是数字键0-9，共10个；二是

功能键18个；三是剩余两个键，可定义或设置成复位键等。为了减少硬件开销，提高系统可靠性和降低成

本，采用动态扫描显示。A口和所有LED的八段引线相连，各LED的控制端G和8155C口相连，故A口为

字形口，C口为字位口，8031可以通过C口控制LED是否点亮，通过A口显示字符。

图1单片机温度控制系统电路原理图

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单片机温度控制系统电路原理图--第2页

图28155用作键盘/LED显示器接口电路

2764是8KEPROM型器件。8031的PSEN和2764的OE相连，P2.5和CE相连，所以2764的地址空间

为：0000H1FFFH，ADC0809的0通道（IN0其他输入端可作备用）和变送器的输出端相连，所以从通

道0（IN0）上输入的0V--+5V范围的模拟电压经A/D转换后可由8031通过程序从P0口输入到它的内部RAM

单元，在P2.2=0和WR=0时，8031可使ALE和START变为高电平而启动ADC0809工作；在P2.2=0和RD=0

时，8031可以从ADC