毕业设计（论文）基于单片机at89c51的电热炉温度控制系统的设计与仿真

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1、目录摘要1第1章绪论21.1单片机的应用21.2电热炉控制中的问题31.3本设计主要内容3第2章编程软件42.1编程软件Keil4第3章系统硬件结构设计53.1系统硬件组成53.2Proteus原理图设计53.3硬件电路结构73.3.1主控制芯片AT89C51原理及其说明93.3.2外部时钟电路113.3.3测温模块113.3.4显示模块133.3.5开关模块133.3.6报警模块14第4章系统软件设计及调试154.1系统程序设计154.1.1DS18B20测温程序设计174.1.2LM016L显示程序设计18第5章总结与展望195.1总结19

2、5.2展望19参考文献20附录21摘要：电热炉可使用金属发热体或非金属发热体来产生热源，其构造简单，工业电热炉的主要用途是供机械工业对原材料、毛坯、机械零件加热用。温度控制对于电热炉是至关重要的。为了更好地控制温度、提高控制质量，选用单总线芯片DS18B20作为温度传感器，进行了基于单片机AT89C51的温度控制系统的设计与仿真。显示模块选用LCD显示器，控制更为简单，显示更为清晰。配以键盘模块及由二极管、蜂鸣器组成的报警模块，组合成较为完整的温度控制系统硬件。选用Proteus软件绘制电路原理图，同时选用软件Keil进行编程编译，并将Keil

3、与Proteus联调，在Proteus中查看仿真结果，实现温度的自动控制。关键词：单片机、温度控制、Keil、Proteus仿真第1章绪论1.1单片机的应用单片机具有体积小、可靠性高、功能强、使用方便、性能价格比高、容易产品化等特点。国际上从1970年代开始，国内自1980年代以来，单片机已广泛应用于国民经济的各个领域，对各个行业的技术改造和产品的更新换代起重要的推动作用。其应用大致可分为如下几个范畴：1、在智能仪器仪表上的应用　　单片机具有功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现

4、诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。2、在工业控制中的应用　　用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。在工业过程控制、机床控制、机器人控制、汽车控制以及飞行器制导系统等方面得到广泛应用。3、在家用电器中的应用　　这个领域的应用特点是量大面广并且具有价格低廉的特点，如电饭锅、电子游戏机、电视机、录音机、组合音响、洗衣机、电冰箱以至电子玩具等，都广泛地使用单片机进行控制。4、在计算机网络和通信领域中的应用　　现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换

5、机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。5、单片机在医用设备领域中的应用　　单片机在医用设备中的用途相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。6、在各种大型电器中的模块化应用　　某些专用单片机设计用于实现特定功能，从而在各种电路中进行模块化应用，而不要求使用人员了解其内部结构。如音乐集成单片机，看似简单的功能，微缩在纯电子芯片中（有别于磁带机的原理），需要复杂的类似于计算机的原理。又如音乐信号以数字的形式存于存储器中（类似于ROM），由微控制器读

6、出，转化为模拟音乐电信号（类似于声卡）。在大型电路中，这种模块化应用极大地缩小了体积，简化了电路，降低了损坏、错误率，也方便于更换。7、单片机在汽车设备领域中的应用　　单片机在汽车电子中的应用非常广泛，例如汽车中的发动机控制器，基于CAN总线的汽车发动机智能电子控制器，GPS导航系统，ABS防抱死系统，制动系统等等。[1]1.2电热炉控制中的问题温度是工业生产和科学实验中一个非常重要的参数。许多生产过程都是在一定的温度范围内进行的，甚至对温度的要求相当严格，因此生产现场需要测量温度和控制温度。温度是电热炉需要控制的主要参数。在传统的电热炉温度控

7、制系统中，炉温控制采用温度仪表监视和人工调节相结合的方式，电热炉的电源通断大多采用交流接触器来控制。这种控制方式结构简单，但控制精度差，控制速度慢，在资源方面耗费人力且本身耗能多，控制器的噪音大，而且在控温过程中由于接触器频繁通断，经常发生触点电弧放电现象，容易造成短路，使接触器损坏，对操作人员和设备带来不利影响及安全隐患。传统的定值开关温度控制法存在温度滞后的问题，而多数传统基于常规PD控制的控制装置，存在精度不高、效率低等问题。1.3本设计主要内容本课题是基于单片机的电热炉温度控制系统的设计，要求实现温度自动控制，同时显示实际温度值和设定温

8、度值，并控制实际温度值与设定温度值相差不超过2度，超过范围时自动报警并作出相应的动作。温度的控制图如图1-1所示。CPU对象测温显示设定值输出值-图1