基于单片机的温度控制系统设计.pdfVIP

东北大学秦皇岛分校

目录

摘要………………………1

第一章前言………………3

1.1课题背景与意义…………………3

1.2温度控制系统的应用………………3

第二章系统方案…………5

2。1水温控制系统设计任务和要求…………5

2.2水温控制系统部分………5

2。3控制方式…………………7

第三章系统硬件设计…………………8

3。1总体设计框图及说明……………………8

3.2外部电路设计……………8

3。3单片机系统电路设计……………………9

第四章结论……………1

参考文献………………………21

基于单片机的水温控制系统

【摘要】温度是工业控制对象主要被控参数之一,在温度控制中，由于受到温度

被控对象特性（如惯性大、滞后大、非线性等）的影响，使得控制性能难以提

高,有些工艺过程其温度控制的好坏直接影响着产品的质量，因而设计一种较为

理想的温度控制系统是非常有价值的。为了实现高精度的水温测量和控制，本

文介绍了一种以Atmel公司的低功耗高性能CMOS单片机为核心,以PID算法控制

以及PID参数整定相结合的控制方法来实现的水温控制系统，其硬件电路还包括

温度采集、温度控制、温度显示、键盘输入以及RS232接口等电路。该系统可实

现对温度的测量，并能根据设定值对温度进行调节，实现控温的目的。

【关键词】单片机AT89C51；温度控制;温度传感器PT1000；PID调节算法

第一章前言

东北大学秦皇岛分校

1.1课题背景与意义

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。目前,温度控制系统

在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，

总体发展水平仍然不高，同国外的日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有

着较大的差距.现在，我国在这方面总体技术水平处于20世纪80年代中后期水

平。成熟产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主，它只能适应一般

温度系统控制，难于控制滞后复杂时变温度系统控制,而且适应于较高控制场合

的智能化、自适应控制仪表国内技术还不十分成熟,形成商品化并广泛应用的控

制仪表较少。随着嵌入式系统开发技术的快速发展及其在各个领域的广泛应用，

人们对电子产品的小型化和智能化要求越来越高,作为高新技术之一的单片机

以其体积小、价格低、可靠性高、适用范围大以及本身的指令系统等诸多优势，

在各个领域、各个行业应用广泛。

1.2温度控制系统的应用

盐浴炉温度控制系统利用S型铂铑—铑热电偶检测温度，热电偶进行冷端

补偿，热电偶检测的信号通过放大、采样保持、模数转换再送单片机保存，采

用分段查表法获取各点温度.选用可控硅过零触发自动控制盐浴炉温度，控制周

期为100个三相交流市电周期,即2s.由单片机控制可按预设温度曲线进行加热，

并可实时显示加温曲线.大型粮库采用主机为PC上位机，从机为68HC08GP32

为主控芯片的分机（下位机）。下位机采用DALLAS的数字式温度传感器芯片

DS1820，可以在三根线(电源线、地线、信号线）上同时并联多个温度探测点.

每个分机上