电子机电论文编号:JD522 论文字数:20406,页数:45 程序:C语言
目 录
1绪论 1
1.1课题研究的目的和意义 1
1.2国内外发展概况 1
1.2.1经典控制技术阶段 2 1.2.2现代控制理论阶段 2 1.2.3智能控制技术阶段 2 2单片机温度控制系统的硬件设计 6 2.1单片机温度控制系统的工作原理 6 2.2MCS-51单片机 7 2.2.1MCS-51单片机的特点及功能 7 2.2.2MCS-51单片机内部资源 7 2.2.3MCS单片机的引脚及其功能 8 2.3温度检测元件和变送器 10 2.3.1热电偶的选择 10 2.3.2热电偶测温原理 10 2.3.3热电偶测温的冷端补偿 11 2.3.4温度检测及放大 12 2.4A/D转换电路及其接口技术 13 2.4.1A/D转换器工作原 13 2.4.2 ADC0809转换器及其与单片机接口电路 15 2.5显示电路 16 2.5.1 8279显示芯片 16
2.5.2 LED显示器及其接口技术 17 2.5.3键盘/显示器电路 19 2.6温度过零触发检测控制电路 20
2.6.1过零稳态检测电路 20
2.6.2触发脉冲输出电路 21
2.6.3晶闸管主回路 22
2.7报警与指示电路 22 3.系统的软件设计 24
3.1系统主程序 24
3.2温度检测与标度变换子程序 25
3.3PID参数整定方法 28 3.3.1PID整定概述 28
3.3.2比例、积分、微分系数的作用 29
3.3.3衰减曲线法 29
3.4数字调节器的设计 31
3.4.1电阻炉的数学模型 31
3.4.2调节器的选择及参数计算 31
3.4.3温度控制算法及程序设计 32
3.5数字触发器的设计 34
3.5.1数字触发器的组成和工作原理 34
3.5.2准备程序 34
3.5.3触发中断服务程序 34
结束语 37
致 谢 38
参考文献 39
附 录 40
附录A原理图 40 附录 B程序 41
摘 要 本设计采用了MCS-51系列单片机软硬件的结合达到对温度的控制，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。电阻炉炉温控制是这样一个反馈调节过程：由单片机定时对炉温进行检测，经A/D转换芯片得到相应的数字量和需要的炉温量得到偏差，通过对偏差的处理获得控制信号，去调节炉子的加热功率，在本系统中单片机采用了运用较为广泛的PID控制算法，把检测温度和人们输入的期望温度相比较，然后通过PID控制算法，计算出系统在本工作周期内应该导通的波头数，由此调节输入功率，从而达到控制温度的目的。在测定和控制温度的过程中可以通过LED显示器显示温度的变化过程，同时连上报警装置，达到安全，时实的控制温度的效果。使得该系统设计合理、功能完善、性能优越，在实际生产中应用效果良好。 关键词：MCS-51单片机；温度控制；PID；电加热炉
