基于51单片机的温度远程控制系统的设计.doc
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基于51单片机的温度远程控制系统的设计,本文共计32页，16589字；摘要文章从硬件和软件两方面介绍了以51为核心的单片机远程温度控制系统的设计思路，对硬件原理图和软件程序框图作了详细的描述。首先介绍了当前温度控制领域的发展趋势和发展前景，接着进行整体方案确定，然后在设计过程中通过比较分析确定了元器件并对各部分选用的元器...
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基于51单片机的温度远程控制系统的设计
本文共计32页，16589字；
摘要
文章从硬件和软件两方面介绍了以51为核心的单片机远程温度控制系统的设计思路，对硬件原理图和软件程序框图作了详细的描述。首先介绍了当前温度控制领域的发展趋势和发展前景，接着进行整体方案确定，然后在设计过程中通过比较分析确定了元器件并对各部分选用的元器件进行了简单介绍。其中用到了单片机串行远程通信，对串口通信部分的特点、功能和设计进行了详细说明；在软件部分的设计中，根据整体要求划分出了各功能模块，系统整体由数据采集、中断处理、输出控制几部分组成。文章采用PID算法控制电炉的通断时间，对PID算法进行了比较详细的说明。总的来看，整个设计有用件较少，功能较全，成本低等优点。具有较强的实用性。
关键词： 单片机，温度，远程控制，PID算法
Abstract
This paper introduced the design clue of the long-range temperature control system of 51 Single-chip, and described the hardware schematic diagram and the software program flow diagram detailed. First of all, it introduced the trend of development and long term potential of the temperature control in this filed at present, at the following the whole scheme is decide, then the components are determined through comparative analysis in the designing process and some simple introducing of these components are given of the using in different parts.
目 录
摘要 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
设计前言 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••2
第一章 绪论 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••2
1.1 温度控制的现状和发展趋势 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••2
第二章 方案论证 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
2.1 系统功能、性能指标确定••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
2.2 总体方案确定••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
第三章 硬件系统的设计 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
3.1 51系列单片机简介 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
3.2 系统硬件配置 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
3.2.1单片机基本系统 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
3.2.2前向通道 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
3.2.3后向通道 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
3.2.4人机对话通道 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••10
3.2.5串口通信的设计 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••11
3.3 硬件电路制作 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••13
第四章 软件设计 •••••••••••••••••••• •••••••••••••••••••••••••••••••14
4.1 运算速度估算 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••14
4.2 采用PID算法 ••••• ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••14
4.2.1 PID控制的一般算式 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
4.2.2 增量PID控制算式 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
4.2.3 PID算法的Matlab仿真 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••17
4.3 后向通道通断控制方法选择 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••21
4.4 程序模块及流程图 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••21
4.5 程序编写及目标程序的生成 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••26
第五章 系统调试 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••26
5.1 硬件调试 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••26
5.2 软件调试 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••27
结束语 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••29
致谢 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••29
参考文献 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••29
附录1 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••30
附录2 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••31
参考文献
1 胡汉才.单片机原理及其接口技术.北京:清华大学出版社.1995
2 张毅刚.单片及原理及应用．北京：高等教育出版社.2005
3 何立民.单片机系统设计.北京：北京航空航天大学出版社，1990
4 齐维贵，丁宝.单片微型机原理•接口•通信•控制.黑龙江：黑龙江科学技术出版社
5 钱寿宇，杜斌.微机通信技术.成都：电子科技大学出版社，1992
6 李朝青.单片及原理及接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，1994
7 马宏杰，张思东等.微机通信原理与实用技术.北京：清华大学出版社，1994
8 陈明荧.8051单片机课程设计实训教材.北京:清华大学出版社 2004
9 徐淑华 程退安，姚万生.单片机微型机原理及应用.哈尔滨.哈尔滨工业大学出版社
1994
本文共计32页，16589字；
摘要
文章从硬件和软件两方面介绍了以51为核心的单片机远程温度控制系统的设计思路，对硬件原理图和软件程序框图作了详细的描述。首先介绍了当前温度控制领域的发展趋势和发展前景，接着进行整体方案确定，然后在设计过程中通过比较分析确定了元器件并对各部分选用的元器件进行了简单介绍。其中用到了单片机串行远程通信，对串口通信部分的特点、功能和设计进行了详细说明；在软件部分的设计中，根据整体要求划分出了各功能模块，系统整体由数据采集、中断处理、输出控制几部分组成。文章采用PID算法控制电炉的通断时间，对PID算法进行了比较详细的说明。总的来看，整个设计有用件较少，功能较全，成本低等优点。具有较强的实用性。
关键词： 单片机，温度，远程控制，PID算法
Abstract
This paper introduced the design clue of the long-range temperature control system of 51 Single-chip, and described the hardware schematic diagram and the software program flow diagram detailed. First of all, it introduced the trend of development and long term potential of the temperature control in this filed at present, at the following the whole scheme is decide, then the components are determined through comparative analysis in the designing process and some simple introducing of these components are given of the using in different parts.
目 录
摘要 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
设计前言 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••2
第一章 绪论 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••2
1.1 温度控制的现状和发展趋势 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••2
第二章 方案论证 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
2.1 系统功能、性能指标确定••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
2.2 总体方案确定••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
第三章 硬件系统的设计 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
3.1 51系列单片机简介 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
3.2 系统硬件配置 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
3.2.1单片机基本系统 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
3.2.2前向通道 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
3.2.3后向通道 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
3.2.4人机对话通道 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••10
3.2.5串口通信的设计 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••11
3.3 硬件电路制作 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••13
第四章 软件设计 •••••••••••••••••••• •••••••••••••••••••••••••••••••14
4.1 运算速度估算 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••14
4.2 采用PID算法 ••••• ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••14
4.2.1 PID控制的一般算式 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
4.2.2 增量PID控制算式 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
4.2.3 PID算法的Matlab仿真 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••17
4.3 后向通道通断控制方法选择 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••21
4.4 程序模块及流程图 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••21
4.5 程序编写及目标程序的生成 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••26
第五章 系统调试 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••26
5.1 硬件调试 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••26
5.2 软件调试 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••27
结束语 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••29
致谢 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••29
参考文献 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••29
附录1 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••30
附录2 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••31
参考文献
1 胡汉才.单片机原理及其接口技术.北京:清华大学出版社.1995
2 张毅刚.单片及原理及应用．北京：高等教育出版社.2005
3 何立民.单片机系统设计.北京：北京航空航天大学出版社，1990
4 齐维贵，丁宝.单片微型机原理•接口•通信•控制.黑龙江：黑龙江科学技术出版社
5 钱寿宇，杜斌.微机通信技术.成都：电子科技大学出版社，1992
6 李朝青.单片及原理及接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，1994
7 马宏杰，张思东等.微机通信原理与实用技术.北京：清华大学出版社，1994
8 陈明荧.8051单片机课程设计实训教材.北京:清华大学出版社 2004
9 徐淑华 程退安，姚万生.单片机微型机原理及应用.哈尔滨.哈尔滨工业大学出版社
1994
