基于單片機的電阻爐溫度控制系統

電子機電論文編號:JD900     字數:19746,頁數:49

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1 緒論 1
1.1課題研究的背景及意義 1
1.2 國內外研究現狀 2
1.3 本文的主要內容 3
2 電阻爐溫度控制系統總體設計方案 5
2.1系統原理 5
2.2 系統方案的論證 6
3 系統硬件設計 8
3.1 溫度檢測電路 8
3.1.1 熱電偶冷端溫度補償 9
3.1.2 測量放大電路 9
3.1.3 保護電路 10
3.2 單片機的選型 11
3.3 EEPROM存儲器的擴展設計 12
3.4 A/D轉換電路設計 14
3.4.1隔離放大器的設計 16
3.4.2 DAC7521數模轉換接口 17
3.5 鍵盤及顯示電路設計 18
3.5.1 鍵盤接口電路設計 18
3.5.2 顯示電路設計 20
3.6 可控硅調功控溫 20
3.6.1 過零觸發調功器的組成 20
3.6.2 可控硅調功主要電路介紹 22
3.7 與上位機通信模塊 23
3.7.1 通信接口MAX485 24
3.7.2 下位機通信接口電路 25
3.8 掉電檢測與保護電路 26
3.9 晶閘管過零檢測與觸發電路 27
3.10 看門狗電路的設計 28
4 控制算法研究 31
4.1 傳統的PID算法 31
4.2 積分分離PID算法 32
4.3 系統仿真分析 33
5 系統軟件設計 36
5.1 系統主程序設計 36
5.2 系統的控制程序 38
5.3 積分分離PID控制 40
5.4 采樣子程序 40
6 結論 42
致謝 43
參考文獻 44
附錄 45

摘  要
 
 隨著社會的發展，自動控制越來越成為人們關注的焦點,自動調節電阻爐溫度系統也備受關注。其中微機及其應用已經成為高、新科學技術的重要內容和標志之一，它在國民經濟的各個領域正在發揮著引人注目的作用。微機控制的電阻爐溫度控制系統實際上就是一個智能控制系統，是一種能耗相對來說比較低的溫度控制系統。本人采用AT89C51單片微機對電阻爐的加熱過程進行控制。使用熱電偶作為溫度傳感器把熱信號轉變成電信號，電信號再經過放大，經過模數轉換再輸入到CPU�？刂破鞑捎肞ID控制算法，溫度控制的原理是通過調整晶閘管的導通時間來調節加熱主回路的有效電壓,從而達到溫度控制的目的。系統由AT89C51單片微機、溫度傳感器、A/D轉換器、鍵盤及顯示電路、晶閘管觸發電路等組成的控制器和被控對象電阻爐構成一個閉環控制系統。系統控制程序采用模塊化設計結構，主要包括主程序、中斷服務子程序、控制算法子程序等。系統采用過零觸發等技術，省去了傳統的D/A轉換元件，簡化了電路，并且提高了系統的可靠性。同時，系統可以實時控制電阻爐的實際溫度。關鍵詞 ：AT89C51； 熱電偶； 晶閘管； PID
ABSTRACT
 
 With the development of the society，the autocontrol becomes more and more important.The autocontrol of the resistance furnace is highly anticipated.Microcomputer and its application has become one of the most important contents and signs in the field of High-scientific technology and new scientific technology, which plays an attractive role in every field in our national economy.As a matter of fact, Resistance Temperature Control System which is operated by microcomputer is an Intellectual Control System.In other words，it is a Temperature Control System which consumes less than others.The AT89C51 single microcomputer is adopted to control the heating process of resistance，use as a temperature transducer to turn the heating single into electing single，enlarge the electrical single，transformed through simulate numbers，then input CPU.Controllers use PID control calculation.The principle of temperature control is to adjust and heat the effective voltage of the main circuit through regulate the diversified time of transistor，therefore，it carries out the purpose of controlling the temperature.System as controlled resistance makes up an cycle control system.Control procedure of system adopts the structure of designing module，including main procedure，subsiding of suspending serves and subsidiary of control calculation etc.System adopt A.C、passes through zero etc technologies，omit traditional D/A transform components，simplify the circuit，and improve the dependability of system.Meanwhile，system also can control the real temperature of resistance at the right moment.Keywords： AT89C51； thermocouple； thyristor； PID