范立南院长温控课程优秀设计成品

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1、1.引言1.1设计电加热炉的意义和目的设计意义：传统的炉温控制是采用温度仪表监视和人工调节和结合的方式。这已经不能够再满足生产的需要。控制精度差，速度慢，效率低，实时性差。对工业生产造成明显影响，甚至操作人员的安全。而利用单片机对温度进行采样、控制等方面的优点，可以很好的满足工艺的要求。设计目的：(1)设计基于51单片机的电热炉温度控制系统，以满足控温需要。(2)深入理解AT89C51单片机与并行接口8255A的工作原理，掌握A/D在数据采集方面，D/A转换器在模拟输出控制方面的作用，和LED数码管，键盘的使用。(3)通过Proteus7

2、Professional软件完成硬件连接电路设计，实践了电气设计的硬件连接。(4)系统学习和查阅各类模拟电路以及电子元器件的功能、管脚图、工作特性、使用方法，学习和研宄相关的汇编语言程序编程、外部硬件接口以及内部定时中断等功能。1.基于51单片机温控电热炉方案设计2.1设计思路基于51单片机温控电热炉，首先利用温度传感器DS18B20向ADC0816的INO口进行数据传输，ADC0816将处理好的数字信号进入51单片机处理。信号经DAC0832转换使系统控制温控电路（例如风扇，加热器）达到控制温度的目的。其间CPU可接受来至按键的输入信号

3、然后进行逻辑处理，和6位WD数码管动态显示实时温度。若温度不满足0C〜WOO"C。系统将声光报警（上、下限）。系统主耍包括单片机控制系统、温度采集并转换系统、温度显示模块、温度上下限报警模块、模拟量输出模块、温控电路几部分组成。系统的总体框架如图1所示。图1系统总体框架2.硬件电路设计3.151单片机的选用所谓的单片机系统，就是应用单片机作为核心，外围增加一些辅助的电路，能够完成一定的功能的系统。本文采用的单片机为AT89C51。8位FlashROM单片机，突出的优点是片内的ROM是FlashROM,易于方便地擦写，价格低廉，并且指令丰富

4、，编译工具多，仿真环境好。另外它具有着集成度高、系统简单、体积小、可靠性强、处理功能强、速度快等特点。并且其内部还含有8位CPU的程序存储器、256bytes的数据存储器、21个专用寄存器以及32条I/OU线等等。因此选用AT89C51。51单片机的引脚图如图2所示。12-XTAL1POOAOOPOVA01P02TAO2XTAL2P0a»AO3P04TAO4P0VAO5po^aooRSTPO7/AO7P2OA5P2VAPP22ZA1OPSEHP2yA11AtEP2^A12P2STA13PjerAUP27/A15PI0P3ORXDP11P3

5、1ZTXOJ-P12P321NT0PI3PI4P34/T0-2—PI$P3VT1P16PI7P37^D图2AT89C51的引脚部分引脚功能如表1所示。表1部分引脚功能表端口引脚功能说明P3.0/RXD串行数据输入端P3.1/TXD串行数据输出端P3.2/INT0外部屮断0申请信号P3.3/INT1外部中断1中请信号P3.4/T0定时/计数器TO计数输入端P3.5/T1定时/计数器T1计数输入端P3.6/WR外部数据RAM写控制信号P3.7/RD外部数据RAM读控制信号3.2温度传感器温度由DALLAS公司所生产的一线式数字温度传感器DS1

6、8B20采集。DS18B20的测温范围位0°C〜999"C满足设计要求，测试的分辨率能够达到0.0625°C。DS18B20的最大特点是单总线数据的传输方式，得到的温度数据从ADC0816的NIO通道输入。引脚图如图3所示。DS18B20的内部是一个9字节的高速存储器，存储器用来存储所设定的温度值。其中它的前两个字节是将要测得的温度数据，第一字节所存储的是温度的低八位，第二字节会是温度的高八位，第三和第四字节将是温度的上限&与温度的K限7；的易失性拷贝，第五字节会是结构存储器的易失性拷贝，此三字节的内容在每一次的上电复位时均会被刷新，第六

7、、七、八三个字节是用于内部的计算，而第九字节为冗余校验字节，用于保证通信的准确性。当温度转换命令发出转换命令后，经过转换的温度值将会以二字节补码的形式存放在此存储器的第一和第二字节中。单片机能够通过单线接U读到数据，读数据时低位在前，高位在后，其屮的高五位是符号位，屮间的七位是整数位，最低四位将会是小数位。DS18B20的最大特点是单总线数据的传输方式，因而对于读写的数据位有着严格的时序要求。例如括初始化时序、读时序、写时序。每一条命令和数据的传输都是从单片机写吋序开始的，如要求DS18B20回送数据，那么在进行写命令后，单片机需要启动读

8、时序才能够完成数据的接收。命令和数据的传输都是低位在先。DS18B20的引脚功能为:DQ：数字信号的输入/输出端；GND：为电源接地标志；VCC：为外接供电电源的输入端本设计使用ADC0817