温度控制原理说明书内页.doc

《温度控制原理说明书内页.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、长春大学微机温度控制系统设计目录第1章绪论11.1选题背景11.2选题简介1第2章系统总体设计及原理2第3章硬件设计33.1温度检测电路33.2时钟电路43.3键盘显示和报警电路53.4控温电路6第4章PID控制设计74.1PID算法设计74.2PID程序设计8第5章软件设计105.1MAX6675温度采集设计115.2键盘显示程序设计115.3键输入子程序12第6章总结14第7章参考文献15附录16程序文件16MAX6675温度值读取程序清单16显示子程序清单17键输入子程序清单21第22页/共22页长春大

2、学微机温度控制系统设计第1章绪论1.1选题背景电阻炉在化工、冶金等行业应用广泛，因此温度控制在工业生产和科学研究中具有重要意义。其控制系统属于一阶纯滞后环节，具有大惯性、纯滞后、非线性等特点，导致传统控制方式超调大、调节时间长、控制精度低。采用单片机进行炉温控制，具有电路设计简单、精度高、控制效果好等优点，对提高生产效率、促进科技进步等方面具有重要的现实意义。1.2选题简介课题名称：微机温度控制系统设计与实训设计要求：1.现场温度值可处理2.温度范围为400℃—1000℃3.系统有必要的保护和报警4.温度值要

3、有显示5.误差范围±3℃技术指标：1.以AT89C52系列单片机为核心部件2.以数字电路和模拟电路为硬件基础3.以汇编语言为软件实现语言功能概述：利用微机控制系统完成加热炉温度的检测、处理以及数字控制计算，根据数据结果或进行相应的处理或改变加热功率，达到控制温度的目的。第22页/共22页长春大学微机温度控制系统设计第2章系统总体设计及原理本系统由单片机AT89C52、温度检测电路、键盘显示及报警电路、时钟电路、温度控制电路等部分组成。系统中采用了新型元件，功能强、精度高、硬件电路简单。其硬件原理图如图2-1所

4、示电阻炉传感器温度检测电路时钟电路AT89C52单片机键盘液晶显示温度控制报警电路图2-1硬件原理图在系统中，利用热电偶测得电阻炉实际温度并转换成毫伏级电压信号。该电压信号经过温度检测电路转换成与炉温相对应的数字信号进入单片机，单片机进行数据处理后，通过液晶显示器显示温度并判断是否报警，同时将温度与设定温度比较，根据设定的PID算法计算出控制量，根据控制量通过控制固态继电器的导通和关闭从而控制电阻丝的导通时问，以实现对炉温的控制。该系统中的时钟电路可以根据要求进行准确计时第22页/共22页长春大学微机温度控制

5、系统设计第3章硬件设计3.1温度检测电路本系统采用的K型(镍铬一镍硅)热电偶淇可测量1312℃以内的温度，其线性度较好，而且价格便宜。K型热电偶的输出是毫伏级电压信号，最终要将其转换成数字信号与CPU通信。传统的温度检测电路采用“传感器一滤波器一放大器一冷端补偿一线性化处理一A／D转换”模式，转换环节多、电路复杂、精度低。在本系统中，采用的是高精度的集成芯片MAX6675来完成“热电偶电势一温度”的转换，不需外围电路、I／O接线简单、精度高、成本低。MAX6675是MAXIM公司开发的K型热电偶转换器，集成了

6、滤波器、放大器等，并带有热电偶断线检测电路，自带冷端补偿，能将K型热电偶输出的电势直接转换成l2位数字量，分辨率0．25℃。温度数据通过SPI端口输出给单片机，其冷端补偿的范围是20～80℃，测量范围是0～1023.75℃。图3-1为MAX6675的引脚功能图。引脚号名称功能1GND接地端2T-热电偶负极（使用时接地）3T+热电偶正极4VCC电源端5SCK串行时钟输入端6CS片选信号7SO数据串行输出端8NC悬空不用图3-1MAX6675的引脚功能第22页/共22页长春大学微机温度控制系统设计图3-2为本系统

7、中温度检测电路。图3-2温度检测电路当P25为低电平且PZ4口产生时钟脉冲时,MAX6675的SO脚输出转换数据。在每一个脉冲信号的下降沿输出一个数据，l6个脉冲信号完成一串完整的数据输出，先输出高电位D15，最后输出的是低电位DO,D14-D3为相应的温度转换数据。当P2.5为高电平时，MAX6675开始进行新的温度转换。在应用MAX6675时，应该注意将其布置在远离其它I／O芯片的地方。以降低电源噪声的影响；MAX6675的T_端必须接地，而且和该芯片的电源地都是模拟地要和数字地混淆而影响芯片读数的准确性

8、。3.2时钟电路在系统中需要准确显示升温时间、恒温时间等，因而选用了时钟芯片DS1302构成定时电路来完成对时间的准确计时。DS1302具有时钟、闹钟、12／24小时选择和闰年自动补偿功能；包含有10B的时钟控制寄存器、4B的状态寄存器和114B的通用RAM第22页/共22页长春大学微机温度控制系统设计；具有可编程方波输出功能；报警中断、周期性中断、时钟更新中断可由软件屏蔽或测试。使用时不需任何外围