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1、经验与交流EXPERIENCEANDEXCHANGECHINANEWTELECOMMUNICATIONS(TechnicalEdition)基于单片机的温度控制系统的设计叶景(天津工业大学信息与通信工程学院天津300160)摘要本系统是以AT89C52单片机为检测控制中心的智能控制系统。其总体设计是围绕低成本、模块化、可扩展的特点展开的。在硬件选择方面,选择性价比高的AT89C52系列单片机、AD590温度传感器、LM324型放大器、ADC0809A/D转换器、LED显示器、三端可调稳压器LM317T;在软件方面,采用了功能模块化,为以后的升级或者扩展做准备。为了降低整个系
2、统的成本,在满足性能要求的前提下,选择低成本元器件,简化系统设计。关键词温度测量温度控制温度显示单片机控制。同时,其逻辑控制运算是由软件来进行的,可1引言以容易的实现各种控制规则,甚至是比较复杂的控温度在工业自动化、家用电器、环境保护、安全制算法的实现,而且不受外界的工作环境的影响,因生产和汽车工业等部分中,都是最基本的检测参数此,基于单片机的温度控制器可以安全可靠地运行,之一。特别是化学工业自动化系统中,一般温度检测智能地控制环境温度稳定在某一给定值,或者给定占全部检测点的50%以上,可见温度检测的重要性值附近。所在。随着科学技术的不断发展,各企业对温度检测本温度测控系统
3、是用于对环境温度进行监测和技术提出了更高的要求,希望利用新的检测方法,制控制的全自动智能调节系统。它可以广泛地应用在造出适应性更强、精度更高、性能更稳定、并具有智实验仪器温度测试、室内温度监视、锅炉温度测试以能功能的新一代温度检测仪表。及其他许多工业环境。具有安全可靠、操作简单方目前,温度的自动控制系统大多采用的电子式便、智能控制等优点。另外,此测控系统以及相关产控制方式,主要存在以下两个明显缺点:①采用的元品的研发,既有利于推动工控技术的发展,又能带来器件比较落后,导致电路较为复杂,使用的逻辑元器可观的经济效益和社会效益。件也较多,增加了备件管理和维护工作的难度;②由2温
4、度控制原理于系统整体比较复杂,同时模拟仪表的实现功能的限制,因此这些温度控制器都采用了最简单的控制单片机温度控制系统的原理框图如图1所示。规律,不能提供很好的控制性能。综合以上的各种不温度信息由温度传感器测量并转换成毫伏级的利因素,我们认为,此类控制系统己经无法满足日益电压信号,经过信号放大电路将弱电压信号放大到提高的控制性能需求,必须采用新的控制方式。单片机可以处理的范围内,输入到A/D转换器鉴于此,我们提出了基于单片机控制的温度控(ADC0809)转换成数字信号输入主机(单片机制方法。我们知道,单片微处理器具有高精确度、高AT89C52)。在单片机中对信号进行采样。为进
5、一步灵敏度、高响应速度,以及耗能少、机构小、可以连续提高测量精度,采样后对信号再进行数字滤波。此信测量、自动控制、安全可靠等优点,非常适合嵌入式号经过数字滤波、标度转换后,一方面通过LED将49中国新通信(技术版)2008.7经验与交流EXPERIENCEANDEXCHANGECHINANEWTELECOMMUNICATIONS(TechnicalEdition)温度显示出来;另一方面,将该温度值与设定的温度值进行比较,根据其偏差值的大小按积分分离的PID控制算法得到输出控制量。根据输出控制量控制SSR固态继电器来控制电加热炉丝的导通时间,就可以控制电炉丝的加热功率大小,从
6、而调节环境温度的变化,使其逐渐趋于给定值且达到平衡。导通时间长,输出功率大,温度升高快;导通时间短,输出功率小,温度升高慢。直接与单片机的总线P0相连。模拟输入通道地址A,B,C直接接地,因此ADC0809只对通道IN0输入3系统硬件设计的电压进行模数转换。为了减少输入噪声其他通道系统的硬件结构主要由温度检测电路、A/D转直接接地。ADC0809的EOC经过反相器作用换电路、键盘与显示电路、报警电路、输出控制电路AT89C52的INT0中断请求输入线,要求CPU从P0等部分组成。口提取A/D转换后的数字量。START,ALE和OE分3.1温度检测及控制电路别由单片机的WR,
7、RD和P2.7经过与非门后接入,该电路主要由AD590集成温度传感器、这样主要是为了要满足ADC0809的信号电平与时LM324/4运算放大器、ADC0809模数转换器构成。图序的要求。在P2.7=0和WR=0时,AT89C52可使2所示是该电路连接图。ALE和START变为高电平而启动ADC0809工作。AD590温度传感器输出的是模拟信号,通过LM324/4运算放大器将微弱的电压放大为A/D转换器所需求的输入电压。由于单片机只能处理数字信号,因此需对放大后的信号进行A/D转换变成数字信号。图3为ADC0809与
