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时间:2019-08-10
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1、洛阳理工学院毕业设计(论文)基于单片机的电烤箱的温度控制系统摘要随着社会的不断发展,人们改造自然的能力也在不断的提高。机器的诞生,为我们减少了部分或者全部的脑力劳动和体力劳动。电子技术的诞生更是带来了翻天覆地的变化。机电控制系统成为机械技术与微电子技术集成的共性关键技术。人们通过它可以使机械完全按照自己的意愿来执行。随着机电控制技术的发展,主要体现出了单片机和PLC两种控制方式。本设计采用单片机控制。单片机在日常生活中的运用越来越广泛。温度控制在工业生产中经常遇到。从石油化工到电力生产,从冶金到建材,从食品到机械都要对温度进行控制.
2、甚至在有些产品生产过程中温度的控制直接影响到产品的质量。单片机温度控制无论是现在还是未来都会起到重要作用。本文介绍了以AT89C51单片机为核心的电烤箱温度控制系统。电烤箱的温度控制系统有两个部分组成:硬件部分和软件部分。其中硬件部分包括:单片机电路、传感器电路、放大器电路、转换器电路、以及键盘和显示电路。软件部分包括:主程序、运算控制程序、以及各功能实现模块的程序。文章最后对本设计进行了总结。对温度控制系统的发展提出了几点建议。关键词:单片机,温度,电烤箱,控制38洛阳理工学院毕业设计(论文)AT89C51SINGLE-CHIPB
3、ASEDONTHEOVEN'STEMPERATURECONTROLSYSTEMDESIGN目录前言1第1章概述21.1技术指标21.2控制方案2第2章硬件部分设计32.1单片机电路设计32.2传感器电路设计92.3A/D转换电路设计122.4放大器电路设计152.5键盘及显示电路的设计202.6抗干扰电路设计23第3章软件部分设计273.1工作流程273.2功能模块273.3资源分配273.4功能软件设计27结论39谢辞40参考文献41附录42外文翻译资料4338洛阳理工学院毕业设计(论文)第1章概述温度控制是工业生产过程中经常遇到
4、的过程控制,有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量,因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。根据温度变化快慢,并且控制精度不易掌握等特点,本文电烤箱的温度控制为模型,设计了以AT89C51单片机为检测控制中心的温度控制系统。温度控制采用PID数字控制算法,显示采用3位LED静态显示。该设计结构简单,控制算法新颖,控制精度高,有较强的通用性。1.1技术指标电烤箱的具体指标如下:(1)电烤箱由2kW电炉加热,最高温度为500℃。(2)电烤箱温度可预置,烤干过程恒温控制,温度控制误差≤±2℃。(3)预置时显示设定温度
5、,烤干时显示实时温度,显示精确到1℃。(4)温度超出预置温度±5℃时发声报警。(5)对升降温过程的线性没有要求。1.2控制方案产品的工艺不同,控制温度的精度也不同,因而所采用的控制算法也不同。就温度控制系统的动态特性来讲,基本上都是具有纯滞后的一阶环节,当系统精度及温控的线性性能要求较高时,多采用PID算法来实现温度控制。本系统是一个典型的闭环控制系统。从技术指标可以看出,系统对控制精度的要求不高,对升降温过程的线性也没有要求,因此,系统采用最简单的通断控制方式,即当烘干箱温度达到设定值时断开加热电炉,当温度降到低于某值时接通电炉开
6、始加热,从而保持恒温控制。38洛阳理工学院毕业设计(论文)第2章硬件部分设计系统的硬件部分包括单片机电路、A/D转换器电路、放大器电路、传感器电路、键盘及显示电路五部分。其各部分连接关系如图2-1所示。图2-1电烤箱温度控制系统结构2.1单片机电路设计随着社会的发展,单片机以其体积小、可靠性高、使用方便等特点在社会生活中达到广泛应用。根据温度控制的特点,本次设计采用AT89C51单片机。以下对其进行详细介绍。AT89C51单片机是美国Intel公司的8位高档单片机系列。也是目前应用最为广泛的一种单片机系列。其内部结构简化框图如下所示
7、。AT89C51系列单片机主要有CPU、存储器(包括RAM和ROM)、IO接口电路及时钟电路等部分组成。一中央处理器CPU中央处理器CPU是单片机的核心。是计算机的控制指挥中心。同一般微机的CPU类似。AT89C51单片机内部CPU包括控制器和运算器两部分。如图2-2AT89C51单片机内部结构简化框图1.运算器AT89C51运算器电路以算术逻辑单元ALU为核心。有累加器ACC、寄存器B、38洛阳理工学院毕业设计(论文)暂存器1、暂存器2、程序状态寄存器PSW和布尔处理机共同组成。它主要完成数据的算术运算、逻辑运算、位变量处理和数
8、据传输等操作。运算结果的状态由程序寄存器PSW保存。①算术逻辑单元ALU与累加器ACC、寄存器B算术逻辑单元ALU不但能完成8位二进制的加、减、乘、除等算数运算。而且还能对8位变量进行逻辑“与”“或”“异或”循环位移等逻辑运算。累加器
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