恒温箱的控制系统 设计报告(终稿)

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1、基于AT89C51单片机的温度控制系统设计说明书题目：温度控制系统的设计姓名：倪亮学号：201210301427组别：第三组专业班级：机自124班目录摘要1第1章绪论21.1温度控制系统21.1.1温度控制系统的发展现状21.1.2温度控制系统的原理与实现31.2单片机技术31.2.1单片机的定义和作用31.2.2嵌入式系统技术41.3课题的目的及意义5第2章系统方案设计62.1总体方案设计62.2关键部分设计7第3章系统硬件的选择83.1单片机的功能特性和引腿信号83.2时钟电路93.3复位电路103.4显示电路113.5加热和降温控制电路123.6键盘电路143.7温度传

2、感器153.8系统硬件设计原理图16第4章各模块软件程序设计174.1片内RAM初始化子程序174.2片外RAM初始化子程序174.3片外RAM初始化子程序(双字节个单元)174.4键盘及显示程序：184.5温度检测部分单片机程序214.6模数转换测量子程序25第5章参考文献28摘要温度是生活及生产中最基本的物理量，在家庭、医院等环境下都需要恒温储存物品、药品等，在农牧业也需要在一定的温度控制下饲养或培养生物或细胞等。本文的恒温箱控制系统就是为满足上述需求而设计的。目前智能温度控制系统广泛应用于社会生活、工业生产的各个领域，适用于家电、汽车、材料、电力电子等行业，成为发展国民

3、经济的重要热工设备之一。在现代化的建设中，能源的需求非常大，然而我国的能源利用率极低。所以实现温度控制的智能化，有着极为重要的实际意义。温度控制系统是利用下位机设置温度上下限和实时温度的采集，传输到上位机以达到对温度的比较、控制。本设计用AT89C51单片机为主要硬件，并设计了相应的复位电路，振荡器和时钟电路等电路。为实现设计目的，此设计还设计了包括温度采集，温度显示，系统控制等外围电路。而且对所设计电路给出了相应的软件设计，包括定时器初始化，串行口初始化和数据传输等程序。以简单说明了温度控制系统的工作原理。关键词：AT89C51单片机温度采集定时器设置温度控制28第1章绪论

4、1.1温度控制系统1.1.1温度控制系统的发展现状现今，温度的测量和控制在工业生产中已经获得了广泛的应用，并且在工农业生产、国防、科研以及日常生活等领域占有重要的地位。温度控制系统是人类供热、取暖的主要设备的驱动来源，它的出现迄今已有两百余年的历史。期间，从低级到高级，从简单到复杂，随着生产力的发展和对温度控制精度要求的不断提高，温度控制系统的控制技术得到迅速发展。温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比有着较大差距。目前，我国在这方面总体技术水平处于20世纪80年代中后期水平，成熟产品

5、主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主。它只能适应一般温度系统控制，难于控制滞后、复杂、时变温度系统控制。而适应于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表，国内技术还不十分成熟，形成商品化并在仪表控制参数的自整定方面。国外已有较多的成熟产品。但由于国外技术保密及我国开发工作的滞后，还没有开发出性能可靠的自整定软件。控制参数大多靠人工经验及现场调试确定。国外温度控制系统发展迅速，并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得成果。日本、美国、德国、瑞典等技术领先，都生产出了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪器仪表．并在各行业广泛应用。它们主要具有如下的特点：一是适应于大惯性、大滞

6、后等复杂温度控制系统的控制；二是能够适应于受控系统数学模型难以建立的温度控制系统的控制；三是能够适应于受控系统过程复杂、参数时变的温度控制系统的控制；四是温度控制系统普遍采用28自适应控制、自校正控制、模糊控制、人工智能等理论及计算机技术，运用先进的算法，适应的范围广泛；五是温控器普遍具有参数自整定功能。借助计算机软件技术，温控器具有对控制对象控制参数及特性进行自动整定的功能。有的还具有自学习功能，能够根据历史经验及控制对象的变化情况，自动调整相关控制参数，以保证控制效果的最优化；六是具有控制精度高、抗干扰力强、鲁棒性好的特点。目前，国外温度控制系统及仪表正朝着高精度、智能化

7、、小型化等方面快速发展。1.1.1温度控制系统的原理与实现从控制系统的角度思考，可以这样理解温度控制系统的原理：系统运行时，首先从键盘输入各阶段时间、温度、湿度设定值，相邻放入一连续地址表列中，分、时、温度值和湿度值各占一字节，表尾字节设置一结束标志。系统通过一地址指针来查找定时时间和与之对应的温、湿度设定值，初始状态下，指针指向表列首址，对应于第一阶段。系统进入运行后，采样温、湿度值，并与当前阶段的温、湿度设定值比较后得到相应控制量，控制量作用于输出执行模块，从而实现温、湿度的调控。系统运行过程中，地