微机控制课程设计：电阻炉温度控制系统设计

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1、微机控制课程设计——电阻炉温度控制系统设计班级：学号：姓名:完成日期：2013年5月目录一．课程设计目的二．课程设计任务三．课程设计要求四.系统总体设计五.硬件电路设计六.系统软件设计七.设计总结…………………………………………………………………八.参考文献…………………………………………………………………九.附录………………………………………………………………………一．课程设计目的:大学本科学生动手能力的培养和提高是大学本科教育的一个重要内容。如何让学生在学好基础知识的同时，迅速掌握应用技术，实验与课程设计环节起着非常重要的作用。本课程设计的目的，是让

2、自动化专业学生通过课程设计，首先熟悉认识微机控制的理论基础，根据实际的系统设计要求，掌握初步微机控制系统的设计方法，从硬件系统和软件系统设计两个方面得到实际的提高，为今后的毕业设计打下良好的基础。二．课程设计任务:设计电阻炉温度控制系统，加热炉功率为800W，要求控制温度范围50~350C，保温阶段温度控制精度为正负1度。选择合适的传感器，计算机输出信号经转换后通过双向晶闸管控制器控制加热电阻两端的电压.1、设计主电路。2、设计控制电路。3、绘制主程序流程图，设计主程序。4、设计温度采集子程序。5、编制PID程序。6、编制显示子程序三．课程设计要求：1.

3、运用微机控制理论，根据设计要求设计微机控制系统控制结构方框图，绘制微机控制系统主电路图、控制电路图，编制系统程序流程图、根据系统程序流程图编制汇编语言程序。2.课程设计应由学生本人独立完成完成，严禁抄袭（对自己的设计不熟悉，读不懂设计中的关键功能部分，对设计的结构不清楚，对设计的功能不了解等），一经验收教师认定其抄袭行为，成绩即为不及格。3.认真编写课程设计报告，按要求格式书写实验报告。四.系统总体设计：总体设计方案：　　本系统采用STC12C5A60S作为系统的主控芯片，辅以采样反馈电路，驱动电路，晶闸管主电路对电炉炉温进行控制的微机控制系统。本温度控

4、制系统按功能分主要包括四个模块：温度传感器模块、数据处理模块、温度显示/按键模块和温度控制模块。其总体机构图如下图所示：图3.1总体结构图数据处理过程：首先使用循环查询的方法依次读取按键的键值，判断用户的指令，并以此为依据选择LED显示的数据。输入过程结束后，开始炉温控制模块，首先读取PT100数据，再与设定值比较，决定继电器的通断时间，控制加热炉温度及警报器超限报警。图3.2数据处理流程图五.硬件电路设计：1.单片机最小系统:单片机最小系统指的是由最基本的电路元件组成的，外接部分简单的电路就能够独图1单片机最小系统原理图立成一定的工作任务的单片机系统。

5、51单片机的最小系统由单片机芯片、电源、时钟电路、和复位电路组成。如图1单片机最小系统原理图所示，其中的晶振时钟电路用来产生时钟信号，以提供单片机片内各种数字逻辑电路工作的时间基准。按键S6_1能实现手动复位，电容C6_1能实现上电复位，复位电路用来使片内电路完成初始化的操作，具体功能是使程序计数器PC=0000H，引导程序从0000H地址单元开始执行；SFR中的21个特殊功能寄存器复位后的状态是确定2.声光报警电路:如图2声光报警电路所示：当水温高于上限温度、低于下限温度或者在误输入时，单片机P1.1口给warn一个低电平信号来导通三极管8550以驱动

6、蜂鸣器和LED灯，进行系统声光报警。当温度恢复到设置范围内后，声光报警自动撤销。图2声光报警电路3.显示电路:用于显示用户设定的温度、上限温度、下限温度和当前温度值等，精确到小数点后一位。如图2所示，单片机的P2口输出段选编码，P3.0、P3.1、P3.2、P3.3分别为四位数码管的位选编码。当其中位选编码输出低电平时，三极管8550导通，使得共阳极数码管公共端得到一个高电平，同时P2口输出相应的要显示的数字共阳极字型码并通过74HC573将段码信号锁存输出。图3温度数码管显示4.键盘电路:键盘是用来给用户提供设置设定温度上限值、下限值、显示温度等功能。

7、如下图，功能键：选择修改温度设定值、上限值、下限值、显示温度位选键：选择修改百位、十位、个位、十分位这四位的标志加1键：每按一次键，位选标志所指的当前位的值加1减1键：每按一次键，位选标志所指的当前位的值减1确定键：保存设置值并返回到显示温度状态图4键盘电路及功能说明当按键没有被按下时，P1.3-P1.7通过下拉电阻接地，单片机此时检测的电平是低电平，当有键按下时，对应P1.3-P1.7中的引脚与VCC接通，单片机此时检测的电平是高电平。5.温度采集电路；包括两部分电路放大电路和AD转换电路:放大电路设计：热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增

8、加这一特性来进行温度测量的。通常将其放在电桥的桥臂上，温度变化时，热电阻两端的电