摘要:本文从硬件和软件两方面介绍了 MCS-51 单片机温度控制系统的设计思路,对硬件原理图和程序
框图作了简捷的描述。
关键词:MCS-51 单片机;温度;软硬件;硬件原理图;程序框图;设计
0 引言
在现代化的工业生产中,电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
例如:在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中,人们都需要对
各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用 MCS-51 单片机来对温度进行控
制,不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能
够大大提高产品的质量和数量。因此,单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。本
文以它为例进行介绍,希望能收到举一反三和触类旁通的效果。
1 硬件电路设计
以热电偶为检测元件的单片机温度控制系统电路原理图如图 1 所示。1.1 温度检测和变送器温度
检测元件和变送器的类型选择与被控温度的围和精度等级有关。镍铬 /镍铝热电偶适用于 0℃-1000℃的
温度检测围,相应输出电压为 0mV-41.32mV。
变送器由毫伏变送器和电流/电压变送器组成:毫伏变送器用于把热电偶输出的 0mV-41.32mV 变换成
4mA-20mA 的电流;电流/电压变送器用于把毫伏变送器输出的 4mA-20mA 电流变换成 0-5V 的电压。
为了提高测量精度,变送器可以进行零点迁移。例如:若温度测量围为 500℃-1000℃,则热电偶输
出为 20.6mV-41.32mV,毫伏变送器零点迁移后输出 4mA-20mA 围电流。这样,采用 8 位 A/D 转换器
就可使量化温度达到 1.96℃以。
1.2 接口电路接口电路采用 MCS-51 系列单片机 8031,外围扩展并行接口 8155,程序存储器
EPROM2764,模数转换器 ADC0809 等芯片。
由图 1 可见,在 P2.0=0 和 P2.1=0 时,8155 选中它部的 RAM 工作;在 P2.0=1 和 P2.1=0 时,
8155 选中它部的三个 I/O 端口工作。相应的地址分配为:
0000H - 00FFH 8155 部 RAM
0100H 命令/状态口
0101H A 口
0102H B 口
0103H C 口
0104H 定时器低 8 位口
0105H 定时器高 8 位口