基于瑞萨微控制器的温度控制系统设计

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1、万方数据第19卷V01．19第4期N0．4电子设计工程ElectronicDesignEngineering2011年2月Feb．2011基亏瑞萨微控制器的温度控制系统设计彭博夫，周雁，张敏(华东师范大学计算中心．上海200062)摘要：为了提高传统温度控制系统的性能，将PID控制理论与嵌入式系统相结合，采用瑞萨电子公司的H8S／2166作为核心处理器．AD公司的AD7705以及热敏电阻温度传感器作为温度检测单元，利用4x6小键盘、LCD显示器和S1D13305液晶控制器达到良好的人机交互，设计出了一个应用于化工领域的嵌入式实时温度控制

2、系统。相比于传统温度控制系统，该系统提供了更强的计算能力和可扩展能力，采用增量PID控制算法实现复杂控制。通过实验．该系统能达到0．1℃的温度控制精度以及小于120S的温度稳定时间。关键词：温度控制系统；嵌入式；Renesas微控制器；PID控制器中图分类号：1税73文献标识码：A文章编号：1674-6236(2011)04-0093_03DesignofatemperaturecontrolsystembasedonRenesasmicro-controllerPENGBo-fu，ZHOUYah．ZHANGMin(ComputerCe

3、nter，EastChinaNormalUnjvers蚵，鼽喇200062，China)Abslract：InordertoimprovetheperformanceofconvenfionMtemperaturecontrolsystem，combiningPIDcontroltheorywithembeddedsystems。usingtheRenesasElectronicsCorp．H8S／2166micro-controller船aco陀processom。AD7705andthermistortemperature∞n8叮鹏

4、atemperaturedetectionunitand4x6smallkeyboard．LCDandSIDl3305ICDcontroller硒agoodhuman-computerinteraction．thispaperdesigned帅embeddedreal-timetemperaturecontrolsystemwhichisappliedinchemicalindustry．Comparedwithconventionaltemperaturecontrolsystem。riffssystemprovidesmolecom

5、putingpowerandextensibility．andadoptsPIDcontrolalgorithmforcomplexcontroL‰onghtheexperiment，thesystemcanreachtemperaturecontrolaccuracy《o-I℃andtemperaturestabilizationtimeoflessthan120seconds．Keywords：temperaturecontrolsystem；embeddedtechnique；Renesasmicrocontmller；PIDco

6、ntroHer温度的测量及控制在社会生产生活中有着广泛的应用．而在石油、化工、电力、冶金等重要工业领域中则担负着极其重要的测控任务。温度测控的及时、准确。直接关系到生产效率和作业安全。伴随着科技的快速发展．以5l单片机为核心的智能测控系统得到了广泛的应用【”，基本上满足了大部分的需求。但是对于一些要求测量精度高、控制精度高、实时性要求高、系统复杂的温度控制系统，单片机就不能满足要求了。这就要求高精度和高速度的处理器田。本文提出一种基于RenesasH8眈166徽控制器的温度控制系统的设计方案．通过4x6小键盘和128x64LCD显示器提

7、供良好的人机交互能力。该系统能有效地应用于化学反应温度控制系统。可提供一种自动化、安全．实时的测控方式。1系统硬件组成系统主要由输入输出设备(键盘和LcD)．步进马达送液泵，温度传感器和BenesasH8S／2166徽控制器构成。系统模块图如图1所示。——1lH髂／2166l广键盘卜．1控制嚣卜叫LCDI步进马达r1疆度传感ll送破模块II器模块I图l系统模块圈Fig．1Blockdiagram0f8y毗绷module1．1徽控制畚RenesasH8S，2166是由瑞萨电子公司开发的16位微处理器pI。能很好的向上兼容H8，300和H8

8、，300H系列的微处理器．拥有16个16位的通用寄存器．65条基本指令，以及各种外围设备及接口。诸如8位计时器．16位计时器．PWM，数据传输控制器．看门狗，异步或时钟同步串行通信接口(SCI)．12c总线