基于单片机的炉温控制系统软硬件设计毕业设计

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1、基于单片机的炉温控制系统软硬件设计毕业设计第一章前言1第二章单片机在炉温控制中的应用22.1单片机与炉温控制系统22.1.1单片机在温度控制系统的应用22.2单片机的概述32.2.1单片机的概念32.2.2单片机的发展52.3.1炉温控制的发展现状与方向72.3.2炉温控制技术发展趋势7第三章炉温控制系统软硬件总体方案93.1单片机控制系统设计步骤93.1.1系统总体设计93.1.2硬件设计103.1.3软件设计113.1.4软件与硬件的调试113.2单片机炉温控制系统总体设计113.2.1确定控制任务

2、113.3软件程序总体流程图13第四章微处理器的选用及原理144.1单片机的介绍144.1.1单片机控制系统的概念144.1.2MCS-51单片机144.1.3MCS-51单片机引脚184.2复位及其复位电路204.2.1复位操作204.2.2复位电路214.3单片机炉温控制系统主机系统的设计2267第五章人机接口电路设计235.1LED显示电路设计235.1.1LED数码显示管235.1.2LED数码显示方式255.1.3显示管与单片机的接口设计265.2温度设定电路设计285.2.1拨码盘285.3

3、打印机及接口设计305.4故障报警接口设计315.4.1蜂鸣器31第六章模拟量输入通道AI及接口设计346.1模拟量输入通道简介346.1.1模拟量输入通道的构成特点346.1.2模拟量输入通道的组成356.2模拟量输入通道的设计356.2.1模拟量输入通道设计中应考虑的问题356.2.2模拟量输入通道硬件设计366.3器件的选择376.3.1传感器的选择376.3.2放大器的选择376.3.3多路模拟开关的选择39第七章开关量输出通道及接口设计457.1开关量输出通道简介457.1.1开关量输出通道的

4、传递特点457.1.2开关量输出通道的结构457.2开关量输出通道的设计467.2.1开关量输出通道设计中应考虑的问题467.2.2开关量输出通道硬件设计477.3器件的选择48677.3.1光电隔离器的选择487.3.2双向可控硅49第八章单片机炉温PID控制系统软件程序设计518.1软件控制决策与总体方案设计518.2主程序和中断服务子程序设计528.2.1主程序设计528.2.2定时器T0中断服务子程序528.3子程序设计538.3.1温度检测子程序SAMP设计538.3.2数字滤波子程序FILT

5、ER设计558.3.3标度变换子程序设计568.3.4温度控制子程序设计578.3.5PID子程序设计58第九章技术经济分析65第十章结论66参考文献67致辞68附录一中文译文附录二外文资料原文附录三系统功能框图附录四系统硬件电路图67基于单片机的炉温控制系统软硬件设计第一章前言温度是工业对象中一个主要的被控参数，它是一种常见的过程变量，因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形，结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制不好就可能引起生产安全，产品质量和产量--等一系列问题。

6、温度控制是许多设备的重要的构成部分，它的功能是将温度控制在所需要的温度范围内，以利于进行工件的加工与处理。不论是在生活中还是在工业生产过程中，温度的变化对生活、生产的某些细节环节都会造成不同程度的影响，所以适时地对温度进行控制具有重要的意义。而对于现代工业中不同生产情况和工艺要求，所采用的加热方式、燃料、控制方案等也不尽相同。如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等；控制方案有直接数字控制(DDC)，推断控制，预测控制，模糊控制(Fu

7、zzy)，专家控制(ExpertControl)，鲁棒控制(RobustControl)，推理控制等。一直以来，人们采用了各种方法来进行温度控制，都没有取得很好的控制效果。起先由于电阻炉的发热体为电阻丝，传统方法大多采用仪表测量温度，并通过控制交流接触器的通断时间比例来控制加热功率。由于模拟仪表本身的测量精度差，加上交流接触器的寿命短，通断比例低，故温度控制精度低，且无法实现按程序设定的升温曲线升温和故障自诊断功能，因此要对传统的温度控制方法进行改造。如今，随着以微机为核心的温度控制技术不断发展，用微机

8、取代常规控制已成必然，因为它确保了生产过程的正常进行，提高了产品的数量与质量，减轻了工人的劳动强度以及节约了能源，并且能够使加热对象的温度按照某种指定规律变化。而且微型计算机在智能温度测量和控制电器中的控制作用是一种智能行为，所以，它在能量消耗上是比较少的，和普通仪表温度测量相比，智能温度测量与控制电器是一种节能电器。这不但对用户来说具有很大的意义，而且对整个社会来说都是有重大意义的[1]。67本设计通过对单片机炉温控制系统的设计来提高劳动