基于单片机的电阻炉温度控制系统设计.doc
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基于单片机的电阻炉温度控制系统设计,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...
内容介绍
此文档由会员 shixin7751 发布
基于单片机的电阻炉温度控制系统设计
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。
本论文以电阻炉为研究对象，开发了基于单片机的温度控制系统。本温度控制系统按功能分主要包括温度传感器模块、数据处理模块、温度显示/设定模块和温度控制模块。温度传感器采用了数字式温度传感器DS18B20，对温度进行实时采样并将模拟信号转换成数字信号返回给单片机。系统可通过键盘对电阻炉水温进行预设，单片机根据当前炉内温度和预设温度进行运算，控制输出宽度可调的PWM方波，并由此控制双向可控硅的导通和关断来调节电热丝的加热功率，从而使水温迅速达到预设值并保持恒定不变。
设计过程中，首先进行软件设计和开发，使系统功能模块化并分别通过Proteus软件进行仿真，实现功能后对硬件进行了综合设计，并且反复论证、测试各器件参数以使其稳定运行，最终使得此系统实现了温度的恒温控制。
关键词：单片机；温度传感器；可控硅；温度控制
Design and Implementation of a Temperature Control System Based on the Single Chip Microcontroller
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.
In this study, the "Temperature Control System" design. As a typical application Temperature Control System is the integrated use of the computer theory, control theory, analog electronics, digital control technology, keyboard, display technology, and many other areas of knowledge.
Temperature sensor uses digital temperature sensor DS18B20, real-time sampling of the temperature and analog signals into digital signals back to the SCM. System can be preset through the keyboard on the temperature, microcontroller based on the current temperature and the preset temperature of the furnace operation, PWM control output square wave with adjustable width, and thus control the triac on-and off to regulate the electric wire heating power, so that the water temperature quickly reach and maintain constant preset value.
The design process, first of all the software design and development, making the system functional module and through the Proteus software simulation, respectively, to achieve feature an integrated design of the hardware, and repeated demonstration, testing the device parameters to make it stable operation, and ultimately make This system has realized the constant temperature control.
Keywords: MCS-51, temperature sensor, SCR,temperature control
目 录
1 绪论 1
1.1 简介 1
1.2 课题研究的内容及要求 2
1.2.1 课题的主要研究的内容 2
1.2.2 本系统的功能 3
1.3 本文的主要内容 3
1.4 方案1 4
1.5 方案2 4
1.6 方案论证 5
2 电阻炉温度控制系统工作原理 6
2.1 温度控制总体设计方案 6
2.2 温度传感器模块 7
2.2.1 DS18B20基本知识 7
2.2.2 DS18B20产品的特点 8
2.2.3 DS18B20的引脚介绍 8
2.2.4 DS18B20的4个主要部件 10
2.2.5 温度采集模块电路图 12
2.3 数据处理模块 13
2.3.1 单片机的发展方向 13
2.3.2 STC89C52系列主要性能参数 13
2.3.3 STC89C52存储器配置 17
2.4 温度显示模块/设定模块 21
2.4.1 温度显示部分 22
2.4.2 温度设定部分 26
2.4.3 温度显示/设定模块电路图 26
2.5 温度控制模块 28
2.5.1 可控硅BTA16 28
2.5.2 光电偶合器MOC3021 31
2.5.3 温度控制模块电路图 32
3 系统软件设计 33
3.1 系统主程序 33
3.2 温度采集子程序 34
3.3 显示子程序 34
3.4 温度设定子程序 34
3.5 控制算法 35
4 温度控制系统Proteus仿真 37
4.1 仿真说明 37
4.2 仿真结果 37
4.3 结论 39
参考文献 40
致 谢 41
附录Ⅰ 程序清单 42..
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。
本论文以电阻炉为研究对象，开发了基于单片机的温度控制系统。本温度控制系统按功能分主要包括温度传感器模块、数据处理模块、温度显示/设定模块和温度控制模块。温度传感器采用了数字式温度传感器DS18B20，对温度进行实时采样并将模拟信号转换成数字信号返回给单片机。系统可通过键盘对电阻炉水温进行预设，单片机根据当前炉内温度和预设温度进行运算，控制输出宽度可调的PWM方波，并由此控制双向可控硅的导通和关断来调节电热丝的加热功率，从而使水温迅速达到预设值并保持恒定不变。
设计过程中，首先进行软件设计和开发，使系统功能模块化并分别通过Proteus软件进行仿真，实现功能后对硬件进行了综合设计，并且反复论证、测试各器件参数以使其稳定运行，最终使得此系统实现了温度的恒温控制。
关键词：单片机；温度传感器；可控硅；温度控制
Design and Implementation of a Temperature Control System Based on the Single Chip Microcontroller
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.
In this study, the "Temperature Control System" design. As a typical application Temperature Control System is the integrated use of the computer theory, control theory, analog electronics, digital control technology, keyboard, display technology, and many other areas of knowledge.
Temperature sensor uses digital temperature sensor DS18B20, real-time sampling of the temperature and analog signals into digital signals back to the SCM. System can be preset through the keyboard on the temperature, microcontroller based on the current temperature and the preset temperature of the furnace operation, PWM control output square wave with adjustable width, and thus control the triac on-and off to regulate the electric wire heating power, so that the water temperature quickly reach and maintain constant preset value.
The design process, first of all the software design and development, making the system functional module and through the Proteus software simulation, respectively, to achieve feature an integrated design of the hardware, and repeated demonstration, testing the device parameters to make it stable operation, and ultimately make This system has realized the constant temperature control.
Keywords: MCS-51, temperature sensor, SCR,temperature control
目 录
1 绪论 1
1.1 简介 1
1.2 课题研究的内容及要求 2
1.2.1 课题的主要研究的内容 2
1.2.2 本系统的功能 3
1.3 本文的主要内容 3
1.4 方案1 4
1.5 方案2 4
1.6 方案论证 5
2 电阻炉温度控制系统工作原理 6
2.1 温度控制总体设计方案 6
2.2 温度传感器模块 7
2.2.1 DS18B20基本知识 7
2.2.2 DS18B20产品的特点 8
2.2.3 DS18B20的引脚介绍 8
2.2.4 DS18B20的4个主要部件 10
2.2.5 温度采集模块电路图 12
2.3 数据处理模块 13
2.3.1 单片机的发展方向 13
2.3.2 STC89C52系列主要性能参数 13
2.3.3 STC89C52存储器配置 17
2.4 温度显示模块/设定模块 21
2.4.1 温度显示部分 22
2.4.2 温度设定部分 26
2.4.3 温度显示/设定模块电路图 26
2.5 温度控制模块 28
2.5.1 可控硅BTA16 28
2.5.2 光电偶合器MOC3021 31
2.5.3 温度控制模块电路图 32
3 系统软件设计 33
3.1 系统主程序 33
3.2 温度采集子程序 34
3.3 显示子程序 34
3.4 温度设定子程序 34
3.5 控制算法 35
4 温度控制系统Proteus仿真 37
4.1 仿真说明 37
4.2 仿真结果 37
4.3 结论 39
参考文献 40
致 谢 41
附录Ⅰ 程序清单 42..
