基于单片机的温度控制系统的硬件设计设计

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1、基于单片机的温度控制系统的硬件设计摘要本文针对温度控制的特点，提出了单片机温度控制系统的硬件设计方法，同时也对温度控制系统的控制过程做了理论分析，建立了控制系统的数学模型，提出了克服温度控制系统中纯滞后影响的控制方法。该单片机温度控制系统由键盘、AD采样、PWM控制与显示四部分构成。其中，键盘输入给定温度值；由AD574将采集的温度转换为数字量送入单片机；通过PWM控制调节脉冲的宽度，从而获得所需要的输入与输出电压；最后由LED显示给定温度与检测温度值。温度控制系统普遍存在大延时、纯滞后的特性，常引起系统产生超调和震荡，使控制系统的稳定性降低。因此，本设计采用史密斯预估器

2、对系统进行纯滞后补偿，以此消除系统的超调和震荡，使系统稳定。文中给出了控制系统的数学模型，确定了系统控制方案和控制系统的硬件电路框图，本设计可直接应用于工业控制中。本设计通过PROTEUS软件对系统的硬件进行仿真，通过MATLAB/SIMULINK的仿真结果验证数字控制器设计的正确性。关键词：温度控制，单片机，纯滞后，史密斯预估器ThehardwaredesignintemperaturecontrolsystembasedonMicrocontrollerAbstractThisarticlenarratesthehardwaredesignintemperaturec

3、ontrolsystem.Aimingattemperaturecontrolproblemwhichindustryproduceusuallyoccurs.Wecanusethesoftwareandthehardwaresourceofthesinglechipmicrocomputer(AT89C51)tocheck,controlanddisplaythetemperaturevalueonreal-time.Thesettletemperaturevalueisinputbythekeyboard.Herewemakethesystemtofollowthis

4、settlevalue,andfinallytoattainthepurposeofautomaticcontrol.Thistemperaturecontrolsystemismostlymadeoffourpartswhichconsistsofthekeyboard,ADsamplingcircuit,PWMcontrolandLEDrealtimedisplaypart.Amongofthem,keyboardinputsthesettlevalue.AD574transformsthetemperatureintodigitalsignalandsendsiti

5、ntosinglechipmicrocomputer.PWMcontrolcircuitregulatesthewidthofpulseinordertoattaininputandoutputvoltagethatneeded.Atlast,LEDrealtimedisplaypartdisplaysthesettlevalueanddetectedvalue.Thetemperaturecontrolsystemusuallycontainsgreatpostponesandpurehysteresischaracteristicwhichoftencausesthe

6、systemtoproducesupersurgeandmakeitsstabilitylower.Themathematicsmodelhasbeengiveninthisarticleinordertodefinitethecontrolprogramandhardwareelectrocircuitdiagramofthesystem.Thisdesignmayapplydirectlyintheindustrialcnntrol.ThisdesignusethePROTEUStomakeasimulationofdepartment'shardware,passe

7、sMATLAB/SIMULINKtoimitatethetruefruitcharactercontroller'saccuracy.Keyword：Thetemperaturecontrol,microcontroller,purehysteresis,Smithpredictor毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获