单片机炉温pid控制系统程序设计.rar

摘要
随着电子技术的飞速发展，单片机在国民经济生产各行业发挥了重要的作用。它因为集成度高、体积小、运行可靠、应用灵活、价格低、面向控制等特点得到了广大工程技术人员和客户的好评。在温度控制方面，单片机能够代替常规的模拟调节器。本文主要设计了单片机炉温控制系统硬件电路和软件程序。系统具工作可靠、实时性强等特点，满足控制精度的要求。本着在满足系统性能要求的前提下，尽可能的减少硬件成本。本文主要涉及到控制系统的硬件设计和单片机的控制软件编程。本系统选用AD590对炉温进行检测，并且选用 OP07低漂移高精度前置放大器，对信号进行放大。在PCF8951完成数模转换之后，8051单片机对数据进行处理。采用分段方法控制三台电阻炉温度。人机接口电路部分能实现温度设定、温度显示、超温报警等功能。本设计对温度的调节时间不做说明。本文重点介绍硬件的选取与接口电路的设计、模拟量输入通道和开关量输出通道的设计以及相应算法的软件程序编程。

关键词：单片机；炉温控制；接口电路；

目录

第一章 前言 1
第二章 单片机在炉温控制中的应用 2
2.1 单片机与炉温控制系统 2
2.1.1 单片机在温度控制系统的应用 2
2.2 单片机的概述 3
2.2.1 单片机的概念 3
2.2.2  单片机的发展 5
2.3.1 炉温控制的发展现状与方向 7
2.3.2  炉温控制技术发展趋势 7
第三章 炉温控制系统软硬件总体方案 9
3.1 单片机控制系统设计步骤 9
3.1.1 系统总体设计 9
3.1.2 硬件设计 10
3.1.3 软件设计 11
3.1.4 软件与硬件的调试 11
3.2 单片机炉温控制系统总体设计 11
3.2.1 确定控制任务 11
3.3 软件程序总体流程图 13
第四章 微处理器的选用及原理 14
4.1 单片机的介绍 14
4.1.1 单片机控制系统的概念 14
4.1.2 MCS-51单片机 14
4.1.3 MCS-51单片机引脚 18
4.2  复位及其复位电路 20
4.2.1  复位操作 20
4.2.2  复位电路 21
4.3 单片机炉温控制系统主机系统的设计 22
第五章 人机接口电路设计 23
5.1 LED显示电路设计 23
5.1.1 LED数码显示管 23
5.1.2 LED数码显示方式 25
5.1.3显示管与单片机的接口设计 26
5.2 温度设定电路设计 28
5.2.1拨码盘 28
5.3 打印机及接口设计 30
5.4 故障报警接口设计 31
5.4.1 蜂鸣器 31
第六章 模拟量输入通道AI及接口设计 34
6.1 模拟量输入通道简介 34
6.1.1 模拟量输入通道的构成特点 34
6.1.2 模拟量输入通道的组成 35
6.2 模拟量输入通道的设计 35
6.2.1 模拟量输入通道设计中应考虑的问题 35
6.2.2 模拟量输入通道硬件设计 36
6.3 器件的选择 37
6.3.1 传感器的选择 37
6.3.2 放大器的选择 37
6.3.3 多路模拟开关的选择 39
第七章 开关量输出通道及接口设计 45
7.1 开关量输出通道简介 45
7.1.1 开关量输出通道的传递特点 45
7.1.2 开关量输出通道的结构 45
7.2 开关量输出通道的设计 46
7.2.1 开关量输出通道设计中应考虑的问题 46
7.2.2开关量输出通道硬件设计 47
7.3 器件的选择 48
7.3.1 光电隔离器的选择 48
7.3.2 双向可控硅 49
第八章 单片机炉温PID控制系统软件程序设计 51
8.1 软件控制决策与总体方案设计 51
8.2 主程序和中断服务子程序设计 52
8.2.1 主程序设计 52
8.2.2 定时器T0中断服务子程序 52
8.3 子程序设计 53
8.3.1 温度检测子程序SAMP设计 53
8.3.2 数字滤波子程序FILTER设计 55
8.3.3 标度变换子程序设计 56
8.3.4 温度控制子程序设计 57
8.3.5 PID子程序设计 58
第九章  技术经济分析 65
第十章  结论 66
参考文献 67
致辞 68