基于单片机温度控制系统设计的输出通道设计部分课程设计任务

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1、课程设计任务书学院专业学生姓名班级学号课程设计题目基于单片机温度控制系统设计-----输出通道设计实践教学要求与任务:1）构成单片机温度控制系统2）输出通道设计3）实验调试4）THFCS-1现场总线控制系统实验5）撰写实验报告工作计划与进度安排:1）第1～2天，查阅文献，构成单片机温度控制系统2）第3～4天，输出通道设计3）第5～6，实验调试4）第7～9天，THFCS-1现场总线控制系统实验5）第10天，撰写实验报告指导教师：201年月日专业负责人：201年月日学院教学副院长：201年月日I摘要温度控制器是很多企业常见的控制装置,如机械行业的零件热处理、塑料制品的注塑机上,粉末冶金

2、行业烧结炉、还原炉等都有温度控制问题,尤以热处理加热炉的温度控制最为典型。热处理加热炉是工厂热处理和高校热处理实验广泛使用的加热设备。现在所使用的炉温控制方法很多仍是陈旧的动圈式两位指示调节仪(如XCT101型动圈式两位指示调节仪)。这种炉温控制方法炉温波动范围大,保温时间靠人工计时,加热速度不能控制,温度不能全程动态跟踪显示。这样的控制和显示方式不能满足日益发展的工业需求。高校的发展同样要求用现代化手段提升现有的实验设备,为学生提供更多更好、更现代化的实验条件。因此,我们就学校热处理实验用电阻加热炉进行现代化改革,将DS18B20测温传感器和AT89S52单片机优秀的实时控制功能

3、、灵活的编程能力有机的结合起来,开发出热处理微机控制系统,实现温度控制的自动化。不但能用于学校的实验教学及其它一些研究课题的开发,同样能用于工厂热处理、注塑机多点温度的控制,提高工业企业自动化水平。 关键字：单片机AT89S52；传感器DS18B20；控温I目录1概述11.1本课题研究的意义目的11.2课题的发展现状和前景展望11.3课题主要内容和要求22构成单片机温度控制系统22.1控制方案22.1.1网络连接部分32.1.2测量部分32.1.3控制部分32.2硬件设计概要42.2.1AT89S52单片机系统42.2.2传感器和测温电路的设计72.2.3电炉功率控制103输出通道

4、设计113.1D/A转换器工作原理123.2D/A转换器的性能指标133.38位DAC0832芯片133.4DAC0832接口电路153.5DAC输出设计164软件设计174.1总体设计方案174.2中断控制程序设计184.3温度测量程序设计19271概述1.1本课题研究的意义目的温度控制是无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，过低的温度或过高的温度都会使水资源失去应有的作用，从而造成水资源的巨大浪费。特别是在当前全球水资源极度缺乏的情况下，我们更应该掌握好对水温的控制，在环境恶劣或温度较高等场合下，为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及

5、减轻工人的劳动强度、节约能源，要求对加热炉炉温进行测、显示、控制，使之达到工艺标准，以单片机为核心设计的水温控制系统，可以同时采集多个数据，并将数据通过通讯口送至上位机进行显示和控制。1.2课题的发展现状和前景展望自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向，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，人们都需要对工业及日常生活中

6、的温度进行检测和控制系统的设计大体方案：本系统以AT89C51，AT89S52单片机为核心，主要包括传感器温度采集，A/D模/数转换，按扭操作，单片机控制，数码管数字显示等部分。本系统采用PID算法实现温度控制功能，通过串行通信完成两片单片机信息的交互而实现温度设定、控制和显示。本设计还可以通过串口与上位机（电脑）连接，实现电脑控制。系统设计有体积小、交互性强等优点。为了实现高精度的水温控制，本单片机系统采用PID算法控制和PWM脉宽调制相结合的技术，通过控制双向可控硅改变电炉和电源的接通、断开，从而改变水温加热时间的方法来实现对水温的控制。本系统由键盘显示和温度控制两个模块组成，

7、通过模块间的通信完成温度设定、实温显示、水温升降等功能。具有电路结构简单、程序简短、系统可靠性高、操作简便等特点。经济效益：271)适用性强，用户只需对界面参数进行设置并启动系统正常运行便可满足不同用户水温的要求，实现对水温的实时监控。避免了电力资源的浪费，节省了能源。2)将单片机以及温度传感器引入对水温的分析和处理中，单片机控制决策无需建立被控对象的数学模型，系统的鲁棒性强，适合对非线性、时变、滞后系统的控制，对水温控制系统采用单片机控制非常适合。3)系统成本低廉，