计算机课程设计--基于数字pid电加热炉温度控制系统设计

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1、计算机控制技术课程设计任务书题目：基于数字PID的电加热炉温度控制系统设计设计内容电阻加热炉用于合金钢产品热力特性实验，电加热炉用电炉丝提供功率，使其在预定的时问内将炉内温度稳定到给定的温度值。在木控制对象电阻加热炉功率为8Kw,由220V交流电源供电，采用双向可控硅进行控制。本设计针对一个温区进行温度控制，要求控制温度范困50-350°C,保温阶段温度控制精度为土1°C.选择和合适的传感器，计算机输出信号经转换后通过双向对控硅控制器控制加热电阻两端的电压。其对象温控数学模型为：G(s)=7>+1其中：时间常数Td=350秒放大系数Kd=5

2、0滞后时间Td=10秒控制算法选用PID控制。设计步骤一、总体方案设计二、控制系统的建模和数字控制器设计三、硬件的设计和实现1、选择计算机机型（采用51内核的单片机）；2、设计支持计算机工作的外围电路（EPROM,RAM、I/O端口、键盘、显示接口电路等）3、设计输入信号接口电路；4、设计D/A转换和电流驱动接口电路；5、其它相关电路的设计或方案（电源、通信等）四、软件设计1、分配系统资源，编写系统初始化和主程序模块框图；2编写A/D转换和温度检测子程序枢图；3、编写控制程序和D/A转换控制子程序模块粗图；4、其它程序模块（显示与键盘等处理

3、程序）枢图。五、编写课程设计说明书，绘制完整的系统电路图（A3幅面）。课程设计说明书要求1.课程设计说明书应书写认真.字迹工稚，论文格式参考国家正式出版的书籍和论文编排。2.论理正确、逻辑性强、文理通顾、层次分明、表达确切，并提出自己的见解和观点。3.课程设计说明书应有目录、摘要、序言、主干内容（按章节编写）、主要结论和参考书,附录应有系统方枢图和电路原理图。4•课程设计说明书应包括按上述设计步骤进行设计的分析和思考内容和引用的相关知识.摘要单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系

4、统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及具体应用对象特点的软件结合，以作完善。木设计从和软件两方面来讲述加热炉动控制过程，在控制过程中主要应用AT89C51.ADC0809.LED显示器，通过DS18B20数字温度传感器采集环境温度，以单片机为核心控制部件，并通过四位数码管显示实时温度的一种数字温度计。软件方面釆用汇编语言来进行程序设计，使指令的执行速度快，节省存储空间。为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了，使硬件在软件的控制下协调运作。而系统的

5、过程则是：首先，通过设置按键,设定恒温运行时的温度值，并且用数码管显示这个温度值.然后，在运行过程中将采样的温度模拟量送入A/D转换器中进行模拟-数字转换，再将转换后的数字量用数码管进行显示，最后用单片机来控制加热器，进行加热或停止加热，直到能在规定的温度下恒温加热。关键词：单片机系统；数据采集；模数转换器；温度；加热炉ABSTRACTTheapplicationofSCMistokeepatthesametime,traditionalcontroltestingupdateonCrescentbenefits.Inreal-timede

6、tectionandautomaticcontrolsystemofsingle-chipapplications,oftenasasingle-chipcorecomponenttouseonlysingle-chipisnotenoughknowledge,butalsothespecifichardwarestructureandthespecificfeaturesofapplicationsoftwareobjectscombinetomakeperfect.Inthispaper,bothhardwareandsoftwaref

7、orautomaticcontrolofwatertemperatureontheprocess,inthecontrolofthemainapplicationoftheprocessofAT89C51,ADC0809,LEDdisplay,throughthedigitaltemperaturesensorDS18B20collectingambienttemperaturetosingle-chipmicrocomputerasthecorecontrolcomponents,andthroughfourreal-timedigita

8、ldisplayofadigitalthermometertemperature.Softwareusingassemblylanguageforprogramming,soth