大学毕业论文-—mcs51单片机机应用于温度控制器.doc资源-CSDN文库

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1 前言 ..............................................................1

2 温度控制器的技术参数 ...............................................2

3 系统设计方案的论证 .................................................3

3.1 方案比选 ......................................................3

3.2 方案说明 ......................................................4

4 控制系统设计 .......................................................5

4.1 系统的工作原理 ................................................5

4.2 硬件电路设计 ..................................................6

4.3 系统软件设计 .................................................16

5 调试，安装，运行 ..................................................30

5.1 系统硬件调试 .................................................30

5.2 系统软件调试 .................................................30

6 小结 ..............................................................31

第 3 页共 31 页

3 系统设计方案的论证

本章主要叙述温度控制器的设计方案。

3.1 方案比选

随着电子技术的发展，温度控制器的设计方案经历了模拟电路温度控制器、

模拟量测量加数字显示、单片机温度控制器的发展过程；在单片机温度控制器的

设计方案中，又发展出各种智能型的温度控制器方案，如：高 AD 转换的精度，PID

调节控制输出、PID + 模糊控制等。本次设计着重锻炼自己的动手能力，熟悉单片

机的使用，具体提出如下设计方案：

方案一：采用 8031 单片机作为控制核心，以最普通的器件 ADC0809 作数/模

转换，以继电器作为控制输出。此方案简单可行，造价低廉，但由于 8031 没有片

内 ROM，需要扩展程序存储器，增加了电路的复杂性，并且由于 0809 是 8 位的数/

模转换电路，在温度测量范围很小时，测量精度还能满足要求，当测量温度范围

稍宽时，测量的精度就不能实际应用的要求。

方案二：采用片内带 Flash 存储器 MCS51 系列单片机作为控制核心，采用 12

位数/模转换电路，以继电器作为控制输出。由于采用了 12 位的 ADC 转换芯片，

转换范围从 0 到 4096，当温度范围要求为 0-1000℃时，每一位表示约为 0.25℃，

考虑到 ADC 转换芯片的转换精度±1LSB 及运算放大器的误差，测量精度理论上可

到 0.5℃，可以满足一般的控制要求。

方案三：目前许多单片机生产商推出了自带 ADC 转换，FLASH 存储器、EEPROM

的产品，如美国 Analog Devices 公司 AduC812 内部带 12 位的 ADC 转换，如果采用

AduC812 单片机作为控制核心，则系统外围电路比较简单且能够达到控制精度要求，

但是成本较高。

本系统采用方案二，温度控制器所需要的 I/O 数量不多，程序量不是很大（不

考虑 PID 调节控制输出），为了节省单片机的 I/O 口，选用 12 位串行口数/模芯片

ADS7844E，单片机使用 AT89C4051，片内程序存储器空间为 4K，15 条 I/O。

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