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基于单片机的炉温温度控制系统设计说明.doc
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2022-07-16
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基于单片机的炉温温度控制系统设计说明.doc
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I / 65
摘要
在工业生产过程中,往往需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉的温度进行检测和
调节,因此需要一种合适的系统对其温度进行精确控制。由于单片机具有低功耗、高性
能、可靠性好、易于产品化等特点,因此采用单片机对温度进行控制不仅节约成本,控
制方法灵活多样,并且可以达到较高的控制精度,从而能够大大提高产品的质量,因此
单片机被广泛应用在中小型控制系统中。
自动控制技术尤其是温度控制技术在国外得到广泛的应用和发展。时滞效应始终困
扰着其实际应用,为此人们发明了多种控制方法来解决时滞问题,例如比例控制方式、
DDC 控制方式。本文将针对一种温度控制方式进行学习,并设计一个以 AT89S52 单片机
为核心、利用新型集成化智能 1-Wire 总线数字温度传感器 DS18B20 实现的温度采集控
制系统,同时还阐述了直接数字控制(DDC)控制算法。
本系统按照模块化程序设计思想,完成了对系统软件部分的设计,给出了各个功能
模块的设计思想和流程图。温度采集控制系统不但能够准确地进行温度数据的采样转换,
稳定进行升温、恒温的控制过程,而且可以记录温度—时间对应关系,并以现今广泛使
用的液晶显示器作为输出设备,使数据读取更加直观。现场仿真表明,该系统在测试过
程中工作稳定,满足设计要求。
本设计采用以 8 位 AT89S52 单片机作为系统的 CPU。使用电加热器升温,配合键盘
输入,液晶显示器显示。具有硬件结构简单、人机界面友善、管理功能健全、系统可靠
性高、记录数据准确、使用维护方便等优点。
关键字:温度采集系统; 单片机; DS18B20; 温度控制
II / 65
The Design of Furnace Temperature Control System Based
on
Single Chip Microcomputer
Abstract
In the industrial production process, often require various types of
furnace, heat treatment furnace, reactor temperature detection and
regulation, so it needs a proper system of precise control of its
temperature. as low power consumption single chip, high performance,
reliability, easy-to-market commodity and so on, so to control the
temperature using SCM not only save on cost, control method of flexible and
diverse, and can achieve higher precision, which can greatly enhance the
quality of the product, so SCM is widely used in the Small control system.
The automatic control technique is a temperature particularly controls
technique at domestic and international get the extensive application with
develop. Time postpone effect perplex always in fact on the occasion of
applied, for this person invents various controls method to resolve the
problem of Time postpone. This paper introduces a design of temperature
data acquisition system based on single-chip AT89S52. The system collects
temperature data through 1-Wire Digital Thermometer DS18B20, and the
control algorithm of DDC parameters is presented.
This system according to mold a design for turning procedure design
toughing, completing to system software part of designs, giving each
function mold piece thought with flow chart. A function temperature control
system can proceed accurately the data adopts the kind converts,
stabilizing the proceeding heat, the control process of the constant
temperature, and can satisfy completely to the request of the system
accuracy. and can show them to the operators by the way of the Liquid
Crystal Display. This system used the present the usage the LCD and actions
output equipments, make data kept the view more. The results of the
simulation show that the system works stably and meets the expected design
III / 65
requirements.
The temperature data acquisition and control system adoption with 8 bit
AT89S52 single a machine for system CPU. The usage electricity heating
apparatus heats, matching with the keyboard importation, displays with the
LCD. It has simple structure, high system reliability, and the data
recorded are reliable and the operation and maintenance are convenient.
Key words: temperature data acquisition system; single-chip; DS18B20;
temperature control
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目录
1 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 选题的目的和意义 2
1.3 炉温控制的国外研究现状与发展趋势 2
1.4 本系统的任务和本文的主要容 4
2 系统总体分析与设计 5
2.1 系统方案选择 5
2.1.1 主控芯片单片机的选型 5
2.1.2 温度传感器的选择 5
2.2 系统的组成和工作原理 6
2.3 系统主要元件介绍 7
2.3.1 AT89S52 单片机简介 7
2.3.2 1602 液晶显示器 10
2.3.3 DS18B20 数字温度传感器 14
2.3.4 固态继电器 18
2.4 本章小结 19
3 硬件系统设计 20
3.1 单片机的最小应用系统 20
3.2 温度采集转换系统 21
3.3 升温驱动控制系统 22
3.4 键盘显示系统 23
3.5 报警系统 25
3.6 系统电源模块 26
3.7 本章小结 27
4 软件系统设计 28
4.1 软件总体设计 28
4.2 系统初始化函数 29
4.3 控制函数 30
4.4 读温度子程序 31
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