基于AT89C51单片机的温度控制系统设计【文献综述】

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1、毕业论文文献综述通信工程基于AT89C51单片机的温度控制系统设计摘要：以AT89C2051单片机为核心的模糊PID电阻炉温度控制器，由电源、控制算法、温度检测、键盘输入、温度显示、上位机通信及开关量输出控制等组成。控制器以参数偏差和偏差变化作为输入，以PID控制器的ΔKp、ΔKi、ΔKd参数作为输出。子程序对相关事件处理以标志位和判断标志位完成，主程序通过调用子程序实现温度控制器功能。关键词：温室；温度控制系统；单片机；PID控制1.引文温度作为一个重要的物理量，是工业生产过程中最普遍、最重要

2、的工艺参数之一。随着时代的进步、社会的发展、科学技术的不断更新，温度的测量范围要求不断扩大，同时温度的测量准确性要求不断提高。对温度测量的要求也越来越高，因此，温度检测和温度检测技术的研究也是一个重要的研究课题。本论文的系统下位机采用以AT89C51为主控芯片的单片机系统，主要由温度传感器、测量放大器、低通滤波器、多路A/D转换器、RS232通信电路组成。上位机采用VisualBasic语言编写，主要包括数据接收模块，电压温度转换模块等，计算机接收到电压数据后转换成温度值，以便进行显示和存储实现

3、了预定的设计要求。本文的工作可以应用于电子产品的生产、食品加工、其它工业生产及医疗器械生产等方面，在实用中具有非常广阔的应用前景。2.系统硬件和工作原理参考文献[1-3]了解到了如图2-1所示，温度检测控制系统的框图。图2-1系统设计框图5系统的工作过程：温度检测及变换电路把水温度转换成电压信号，经A／D转换器转换为数字信号送入AT89C51单片机中，并与给定值(对应着所要控制的温度值)进行比较，其偏差被PID程序计算出输出控制量，由P1.0输出脉冲信号控制双向可控硅的导通，以实现对电炉输出有效

4、功率的调节。2.1单片机系统从文献[2]中得知AT89C51单片机作为核心控制单元，扩展了8K程序存储器(2764)和8K数据存储器(6264)，并利用驱动器74I_5245和74LS244分别增加PO口和P2口的总线驱动能力。2.2A／D转换从文献[5]和[6]中得到下图2-2所示，本设计中，ICL7109的数据输出端直接接AT89C51单片机的数据线即PO口，利用89C51的RD和译码器的Y3的信号相与作为ICL7109的片选信号，其低字节口地址为7EFFH，高字节口地址为7DFFH。图2-

5、2ICL7109与AT89C51接口2.3强电控制与驱动电路该部分的设计，主要应解决两个问题：文献[7]显示弱电(单片机系统)和强电(AC220V)的隔离；对强电的控制。对此，选用了MOC3062光电耦合器和双向可控硅实现对电炉的控制。3.系统软件设计在软件上，基于89C2051单片机的算法的温度控制系统采用了经典的89C2051单片机的算法，从某个角度上说这种算法优于传统的控制算法，有更稳定、控制精度更高等优点，而控制量的输出上采用了模拟的PWM变换，免去了一级D/A转换器，减小了成本，且简单

6、易行。在程序的编写过程中特别注意了人机的交互性及各种功能的实现，如键盘控制管理程序和89C2051单片机的运算程序都是经过深思熟虑而精心设计，使系统的操作界面更容易让人理解，同时使用键盘输入控制温度，虽然一定程度上增加了程序的复杂性。4.方案设计论证和选择4.1温度传感器5温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。根据温度传感器输出信号的模式，可以分为3大类：数字式温度传感器、逻辑输出温度传感器、模拟式温度传感器。从文献[1]中可以了解到温度传感器有两大类：接触式温度传感器和非接触式

7、温度传感器。根据不同情况用两个不同的传感器于是产生了两个方案。方案1：接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。接触式温度传感器通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。一般测量精度较高。在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。方案2：非接触式温度传感器它的敏感元件与被测对象互不接触，又称非接触式测温仪表。这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速（瞬变）对象的表面温度，也可用于测量温度场的温度分布。最常用的非接触式测

8、温仪表基于黑体辐射的基本定律，称为辐射测温仪表。4.2温度报警系统方案1：红外温度报警器，如文献[9]显示，如图4-1所示，原理是根据红外线的热效应，红外线温度升高，连接一个电磁继电器和扬声器。当温度到达一定程度后产生警报。图4-1红外线发射装置内部设备图方案2：数字温度计报警器，如文献[10]和[11]显示数字温度报警器设计主要采用改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件,并设置了超限报警功能，如果测得的温度超过了预设温度值，蜂鸣器将会发出报警信号，同时数码管正常显示温度值，按下复位键系