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电烤箱温度计算机控制系统设计.doc
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电烤箱温度计算机控制系统设计.doc
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目 录
第 1 章 题意分析与解决方案.......................... ...........................................1
1.1 技术指标................................................................................ ....2
1.2 控制方案.............................................................................. ......2
第 2 章硬件设计.............................................................................. ....3
2.1 单片机电路设计............... .............................................................4
2.1.1 AT89C51AT89C51 单片机引脚功能........。..........................................5
2.1.2 AT89C51 单片机时钟电路与时序.....................................................5
2.1.3 AT89C51 单片机复位电路.............................................................5
2.2 温度检测电路设计................ ..........................................................6
2.2.1 温度传感器.............................................................................8
2.2.2 变送器....................................... ...........................................8
2.3 温度控制电路设计............. .............................................................8
2.4 键盘与显示电路设计............... .......................................................10
2.4.1 键盘电路设计.........................................................................10
2.4.2 数码管显示电路设计.................................................................11
第 3 章控制程序设计...........................................................................14
3.2 功能模块...................................................................................14
3.2 功能模块.................................................... ...............................14
3.3 资源分配模块.............. ................................................. ..............14
3.3 软件功能设计...... ........................................................................14
3.4.1 键盘管理..................... .........................................................15
3.4.2 显示管理............ ..................................................................16
3.4.3 温度检测模块.........................................................................18
3.4.4 温度控制模块.........................................................................19
3.4.5 警告模块..............................................................................19
3.4.6 主程序模块................................................................... ........20
第 4 章设计结果分析与问题讨论..............................................................22
4.1 本次温度控制系统设计中存在的问题与其解决方法....................................22
4.2 单片机控制系统的发展方向....................................................... .......22
结论...............................................................................................23
参考文献.........................................................................................24
附录...............................................................................................25
附录 1...........................................................................................25
附录 2...........................................................................................25
1 提义分析与解决方案
1.1 技术指标
电烤箱的具体指标如下:
(1)电烤箱为一封闭长方体结构,
(2)烤箱尺寸:0.8m×0.6m×0.4m。
(3)加热器件为一 1kw(220v)电热丝。
(4)从室温开始升温到 100℃系统调节时间 t
s
≤5 分钟,超调量≤10%。
(5)控制温度围为 50~200℃连续可调。
(6)显示实时温度,显示精确到 1℃。
(7)温度超出预设温度正负 5℃发生报警。
1.2 控制方案
产品的工艺不同,控制温度的精度也不同,因而所采用的控制算法也不同,就温度控
制系统的动态特性来讲,基本上都是具有纯滞后的一阶环节,当系统精度与温控的线性性
能要求较高时,多采用 PID 算法来实现温度控制。
本系统是一个典型的闭环系统控制。从技术指标来看,系统对控制精度的要求不高,对
升温过程的线性也没有要求,因此,系统采用最简单的通断控制方式,即但烤箱达到设定
温度附近(略小于)断开电阻丝加热,当温度降到低于设定值时接通加热,从而实现恒温
控制
2 硬件部分设计
系统的硬件部分包括单片机电路设计、传感器电路设计、 A/D 转换电路设计、 放大器电
路设计、键盘与显示电路设计五部分。
图 2-1 电烤箱温度控制结构
2.1 单片机电路设计
单片机的优点:
⑴ 有优异的性能价格比。
⑵ 集成度高,体积小,可靠性好。
⑶ 控制能力强。
⑷ 低功耗,低电压,便于生产便携式产品。
⑸ 易扩展。
目前,应用广泛的主流机型是 80C51 系列 8 位单片机。该机型具有①性能价格比高;②开
发装置多;③国技术人员熟悉;④芯片功能够用适用;⑤有众多芯片制造厂商加盟,可广
泛选择等优点,此次我们采用美国 intel 公司生产的 AT89C51 单片机,其中主要包括有 CPU、
存储器(RAM 和 ROM)、I\O 接口电路与时钟电路等
2.1.1 AT89C51 单片机引脚功能
40 个引脚大致可分为 4 类:电源、时钟、控制和 I/O 引脚。
图 2-3 单片机引脚图
⒈ 电源: ⑴ VCC - 芯片电源,接+5V;
⑵ VSS - 接地端;
⒉ 时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。
⒊ 控制线:控制线共有 4 根,
⑴ ALE/PROG:地址锁存允许/片 EPROM 编程脉冲
① ALE 功能:用来锁存 P0 口送出的低 8 位地址
② PROG 功能:片有 EPROM 的芯片,在 EPROM 编程期间,此引脚输入编程脉冲。
⑵ PSEN:外 ROM 读选通信号。
⑶ RST/VPD:复位/备用电源。
① RST(Reset)功能:复位信号输入端。
② VPD 功能:在 Vcc 掉电情况下,接备用电源。
⑷ EA/Vpp:外 ROM 选择/片 EPROM 编程电源。
① EA 功能:外 ROM 选择端。
② Vpp 功能:片有 EPROM 的芯片,在 EPROM 编程期间,施加编程电源 Vpp。
4.I/O 线
80C51 共有 4 个 8 位并行 I/O 端口:P0、P1、P2、P3 口,共 32 个引脚。P3 口还具有第
二功能,用于特殊信号输入输出和控制信号(属控制总线)。
P3.0 —— RXD:串行口输入端;
P3.1 —— TXD:串行口输出端;
P3.2 —— INT0:外部中断 0 请求输入端;
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资源评论
- jjslllll2022-12-17资源很好用,有较大的参考价值,资源不错,支持一下。
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