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电热恒温箱的单片机控制系统.doc
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电热恒温箱的单片机控制系统
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电热恒温箱的单片机控制系统
电热恒温箱的单片机控制系统
- I -
摘要
人体或生物组织性的检测要求较高的温度准确度,针对该应用设计
了一个专为电热恒温箱的单片机控制系统,电热恒温箱可供科研机关及
医院作细菌培养之用,也可作育种,发酵及其他恒温实验的用途来用。
该论文从硬件和软件方面分别介绍了,构成电热恒温箱控制系统
的基本组成部分,并通过温度控制算法详细地进行了分析计算,得出参
数,并通过设定程序中基本参数的初值控制,从而提出了先使温度快速
稳定在目标温度的附近,然后通过自我设置参数达到目标温度的,自适
应温度控制方案。
关键词:单片机 温度控制 自适应控制
电热恒温箱的单片机控制系统
- II -
Abstract
The measuring of the human body or the biological sense of
organization requires higher temperature accuracy, it is the one-chip
computer control system of the thermostated container of the electric heat
specially to using designing one, electric heat thermostated container
support scientific research to be that organ and hospital make bacterium
train to spend, can make breedings , the uses of ferment and other
thermostatical experiments are come to use.
This thesis has been introduced from the hardware and software respect
respectively, form the basic component of the thermostated systerm
container of electric heat , and has analysed in detail through the
temperature control algorithm that calculates , has drawn the parameter, and
control through the initial value of the basic parameter in the procedure of
establishing , thus it make temperature fast and steady near goal temperature
first to put forward, then reach goal temperature through setting up the
parameter oneself, adaptive temperature control scheme. The experimental
result has been proved, this scheme can get making people, satisfied
stability degree and accuracy.
Keywords: Temperature Control, Singlechip, Self-adaptation Controlling
电热恒温箱的单片机控制系统
- III -
目录
摘要 ............................................................................................................I
Abstract .....................................................................................................II
目录 .........................................................................................................III
前言 ...........................................................................................................1
1 单片机结构及功能概述 .......................................................................2
1.1 单片机简介 .................................................................................2
1.2 MCS-51 系列单片机....................................................................3
1.2.1 8051 与 80C51 的区别...........................................................4
1.2.2 MCS-51 单片机的硬件架构.................................................5
2 电热恒温控制系统的设计 .................................................................12
2.1 电热恒温控制系统的原理阐述及技术性能指标 ...................12
2.1.1 工作原理..............................................................................12
2.1.2 电热恒温控制系统实际达到的性能指标..........................12
2.2 电热恒温控制系统的原理框图设计 .......................................13
2.3 系统硬件电路设计 ....................................................................14
3 具体功能实现电路设计 ......................................................................17
3.1 温度信号输入通道控制电路 ...................................................17
3.1.1 温度传感器........................................................................18
3.1.2 运算放大器........................................................................20
3.1.3 A/D 转换器...........................................................................21
3.1.4 采样与数字滤波................................................................22
3.2 8155 用做键盘/LED 显示器接口电路......................................24
3.3 蜂鸣器 .......................................................................................26
3.4 执行信号输出的通道 ..............................................................27
4 电热恒温箱控制系统的软件设计 .....................................................29
4.1 温度信号的控制算法阐述和分析 ...........................................29
4.1.1 模糊控制理论的形成和相关背景....................................29
电热恒温箱的单片机控制系统
- IV -
4.1.2 PID 控制算法的基本原理及实现过程.............................29
4.1.3 PID 控制算法以及流程图.................................................30
4.2 温度控制程序流程图 ................................................................32
4.1.1 主程序................................................................................32
4.1.2 中断服务程序....................................................................32
4.1.3 主要子服务程序................................................................33
结论 .........................................................................................................34
致谢 .........................................................................................................35
参考文献 .................................................................................................36
附录 主要程序代码 ...............................................................................37
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