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基于微机的温度控制系统研究
页数 57 字数 21501
摘要
微机及其应用已经成为高、新科学技术的重要内容和标志之一，它在国民经济的各个领域正在发挥着引人注目的作用。从最初的4位微处理器（CPU）发展到8086、80186等16位微处理器和80386、80486 32位微处理器。而且更新很快。微机控制的电阻炉温度控制系统实际上就是一个智能控制系统，是一种能耗相对来说比较低的温度控制系统。本人采用8098单片微机对电阻炉的加热过程进行控制。使用热电偶作为温度传感器把热信号转变成电信号，电信号再经过放大，经过模数转换再输入到CPU。控制器采用PID控制算法，温度控制的原理是通过调整晶闸管的导通时间来调节加热主回路的有效电压,从而达到温度控制的目的。系统由8098单片微机、温度传感器、A/D转换器、键盘及显示电路、晶闸管触发电路等组成的控制器和被控对象电阻炉构成一个闭环控制系统。系统控制程序采用模块化设计结构，主要包括主程序、中断服务子程序、控制算法子程序等。系统采用过零触发等技术，省去了传统的D/A转换元件，简化了电路，并且提高了系统的可靠性。同时，系统可以实时控制电阻炉的实际温度。

关键词 8098单片微机，热电偶，晶闸管，PID控制算法

目 录
1 前言…………………………………………………………………………………………1
2 概述…………………………………………………………………………………………2
2.1 微机控制系统的特点………………………………………………………………………2
2.2 微机控制系统的发展方向…………………………………………………………………2
3 系统总体方案的设计………………………………………………………………………3
3.1系统设计的任务及组成框图………………………………………………………………3
3.2 温控模式的选择和系统总原理图…………………………………………………………3
4 系统硬件设计………………………………………………………………………………6
4.1主电路设计及参数计算…………………………………………………………………… 6
4.2测温元件及温度检测技术………………………………………………………………7
4.3温度采集转换系统………………………………………………………………………10
4.4晶闸管数字触发输出通道………………………………………………………………11
4.5升降温度控制系统………………………………………………………………………12
4.6报警系统的实现…………………………………………………………………………13
4.7看门狗电路………………………………………………………………………………14
4.8 显示和键盘电路的分类及设计思路……………………………………………………16
4.9 A/D转换接口设计…………………………………………………………………………22
5 数字调节器的设计………………………………………………………………………29
5.1电阻炉的数字模型…………………………………………………………………………29
5.2 PID调节器的参数计算……………………………………………………………………30
6 系统软件设计……………………………………………………………………………31
7 系统调试和运行…………………………………………………………………………48
7.1 硬件电路调试……………………………………………………………………………48
7.2 功能模块调试…………………………………………………………………………… 48
结束语………………………………………………………………………………………… 49
致谢……………………………………………………………………………………………50
参考文献………………………………………………………………………………………51
附图

参考文献
[1] 李锡雄.微型计算机控制技术[M].北京：科学出版社，1999.
[2] 刘夏华.8098单片微机及其应用系统设计[M].北京：清华大学出版社，1997.
[3] 黄泽铣.热电偶原理及其检定[M].北京：中国计量出版社，1993.
[4] 刘定建.实用可控硅电路集[M].上海：同济大学出版社，1992.
[5]Malvino A.P.Digital Computer Electronics.McGraw-Hill Publishing Co[J],1977.