单片机高精度温度控制实例.doc

【单片机高精度温度控制实例】文档主要探讨了一个基于AT89S51单片机的温度控制系统设计，该系统适用于电热锅炉的温度精确测量和控制。系统采用了高精度温度传感器AD590来实时监测温度，通过超低温漂移高精度运算放大器OP07将温度-电压信号放大，然后利用12位AD转换器AD574A进行模数转换，确保数据的准确性和实时性。 系统设计中，主要考虑了两种方案：方案一是使用8031单片机配合ADC0809进行温度控制，但因为8031内部无程序存储器以及ADC0809的精度不足，未被采纳；方案二是采用AT89S51单片机，搭配12位的AD574A，这一方案具有更高的精度和简洁的电路设计，因此被选中。系统总体框图显示了核心处理模块、温度采集模块、键盘显示模块和控制执行模块的构成。 系统的核心是AT89S51单片机，它具有12MHz的高速运算能力，内置4KB的Flash ROM，无需外部扩展存储器。I/O通道设计包括数据采集电路，其中AD590温度传感器能提供高精度测量，OP07运算放大器增强信号以便于AD转换，而AD574A则用于实现高精度的模数转换。此外，系统还包含了键盘和显示模块，用于设定和显示温度，以及控制执行模块，利用PID算法控制可控硅通断时间，实现温度的精确调节。 控制策略采用了改进的PID数字控制算法，使得温度控制设定波动范围小于±1%，测量精度小于±1%，控制精度小于±2%，超调量小于±4%。系统还能实现升温或降温控制，实时显示当前温度，并具有按键操作（如复位、运行、功能切换、增减键）以及越限报警功能。 硬件电路分为模拟部分和数字部分，模拟部分主要包括温度采集电路，数字部分则涵盖了单片机和I/O接口。电控制执行电路利用可控硅作为执行元件，通过单片机输出的PWM信号进行温度调节，实现了弱电与强电之间的隔离。 该文提供的实例展示了如何利用单片机进行高精度的温度控制，涉及到了温度传感器的选择、数据采集与转换、PID算法的应用以及硬件电路设计等多个关键知识点，对于理解和应用单片机在温度控制领域的实践有着重要的参考价值。