加热炉温度控制系统设计.doc
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加热炉温度控制系统设计,4.3万字66页 有详细程序代码和电路图 有外文翻译和原文 摘 要单片微型计算机的功能不断的增强，为先进的控制算法提供的载体，许多高性能的新型机种应运而生。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化领域和其他测控领域中广泛应用的器件，在工业生产中成为必不可少的器件。在...
内容介绍
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加热炉温度控制系统设计
4.3万字 66页 有详细程序代码和电路图 有外文翻译和原文
摘 要
单片微型计算机的功能不断的增强，为先进的控制算法提供的载体，许多高性能的新型机种应运而生。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化领域和其他测控领域中广泛应用的器件，在工业生产中成为必不可少的器件。在温度控制系统中，单片机更是起到了不可替代的核心作用。像用于热处理的加热炉、用于融化金属的坩锅电阻炉等类似工业用加热炉中都可以广泛应用，随着生产的发展，在工业中，一些设备对温度的控制要求越来越高，而本文则以单片机为核心、PID算法为控制方式而设计的电加热炉温度控制系统。
本设计的控制对象为电加热炉，通过控制加在电阻丝两端电压的工作时间，来对电阻丝输出的平均功率加以控制。以单片机为核心，采用固态继电器控温电路，实现对电炉的自动控制。本文将采用PID控制，阐述了PID控制器的设计，硬件结构和软件设计，实现了一套温度采集和控制的方案。该系统具有硬件成本低，控温精度较高，可靠性好，抗干扰能力强等特点。
关键词：电加热炉；单片机；温度控制；固态继续电器
Abstract
This design controlled member is an electric heating stove, adds through the control in the resistance wire beginnings and ends voltage operating time operating time, comes the average power which outputs to the resistance wire to perform to control. Automatic temperature control of the electric furnace is realized by a temperature control circuit of solid state relay on the basis of the single-chip computer. This article put PID algorithm applies in the resistance furnace temperature control system, elaborated PID controller design, the hardware constitution and the software design, have realized set of temperatures gathering and the control design proposal. This control system has such advantages as low cost .control accuracy, good reliability and good resistance to interference.
Key words: electric heating furnace；single-chip computer；temperature control；solid state relay
目 录
第1章 绪 论 1
1.1 温度控制系统的发展状况 1
1.2 本次设计的主要内容 1
第2章 系统的基本原理及性能指标 3
2.1 系统基本原理 3
2.2 预期达到的性能指标 3
第3章 温度控制系统的硬件设计 5
3.1 温度检测电路及元器件选择 5
3.1.1 放大器AD522 5
3.1.2 桥式测量电路设计 6
3.2 单片机最小系统及外围设备 7
3.2.1 系统电源电路设计 10
3.2.2 看门狗电路设计 11
3.2.3 系统时钟电路设计 13
3.3 数据采集电路的设计 14
3.3.1 模数转换器AD574 14
3.3.2 多路转换开关CD4051 16
3.4 键盘/显示接口技术及报警电路 17
3.4.1 8279的电路组成和工作原理 18
3.4.2 管脚功能说明 19
3.4.3 8279与键盘显示器的连接 21
3.4.4 LED报警电路的设计 23
3.5 温度控制电路设计及控制算法 23
3.5.1 控温电路 23
3.5.2 系统控制算法设 24
第4章 温控系统的软件设计 26
4.1 软件设计总体思想 26
4.2 软件程序流程图 26
4.2.1 主程序流程图 26
4.2.2 键盘扫描和译码过程的流程图 28
4.2.3 8通道数据采集的程序流程图 29
4.2.4 单片机主程序流程图 30
第5章 结 论 31
参考文献 32
致 谢 34
附 录Ⅰ 35
附 录Ⅱ 49
附 录Ⅲ 50
参考文献
[4] 侯自林.过程控制与自动化仪表[M].北京：机械工业出版社.2000：207-232
[5] 徐惠民等.单片机微型计算机原理、接口及应用.北京：北京邮电大学出版社.2000：198-209
[6] 何立民.单片机应用系统设计.北京：北京航空航天大学出版社.1990：101-156
[7] 周明德.微型计算机硬件、软件及其应用.北京：清华大学出版社.1984：256-278
[8] 王晓明.单片机教程.沈阳：东北大学出版社.2001：34-45
[9] 张伟.单片机原理及应用.北京：机械工业出版社.2002：101-132
[10] 徐爱均.智能化测量控制仪表原理与设计.北京：北京航空航天大学出版社.1995：78-98
4.3万字 66页 有详细程序代码和电路图 有外文翻译和原文
摘 要
单片微型计算机的功能不断的增强，为先进的控制算法提供的载体，许多高性能的新型机种应运而生。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化领域和其他测控领域中广泛应用的器件，在工业生产中成为必不可少的器件。在温度控制系统中，单片机更是起到了不可替代的核心作用。像用于热处理的加热炉、用于融化金属的坩锅电阻炉等类似工业用加热炉中都可以广泛应用，随着生产的发展，在工业中，一些设备对温度的控制要求越来越高，而本文则以单片机为核心、PID算法为控制方式而设计的电加热炉温度控制系统。
本设计的控制对象为电加热炉，通过控制加在电阻丝两端电压的工作时间，来对电阻丝输出的平均功率加以控制。以单片机为核心，采用固态继电器控温电路，实现对电炉的自动控制。本文将采用PID控制，阐述了PID控制器的设计，硬件结构和软件设计，实现了一套温度采集和控制的方案。该系统具有硬件成本低，控温精度较高，可靠性好，抗干扰能力强等特点。
关键词：电加热炉；单片机；温度控制；固态继续电器
Abstract
This design controlled member is an electric heating stove, adds through the control in the resistance wire beginnings and ends voltage operating time operating time, comes the average power which outputs to the resistance wire to perform to control. Automatic temperature control of the electric furnace is realized by a temperature control circuit of solid state relay on the basis of the single-chip computer. This article put PID algorithm applies in the resistance furnace temperature control system, elaborated PID controller design, the hardware constitution and the software design, have realized set of temperatures gathering and the control design proposal. This control system has such advantages as low cost .control accuracy, good reliability and good resistance to interference.
Key words: electric heating furnace；single-chip computer；temperature control；solid state relay
目 录
第1章 绪 论 1
1.1 温度控制系统的发展状况 1
1.2 本次设计的主要内容 1
第2章 系统的基本原理及性能指标 3
2.1 系统基本原理 3
2.2 预期达到的性能指标 3
第3章 温度控制系统的硬件设计 5
3.1 温度检测电路及元器件选择 5
3.1.1 放大器AD522 5
3.1.2 桥式测量电路设计 6
3.2 单片机最小系统及外围设备 7
3.2.1 系统电源电路设计 10
3.2.2 看门狗电路设计 11
3.2.3 系统时钟电路设计 13
3.3 数据采集电路的设计 14
3.3.1 模数转换器AD574 14
3.3.2 多路转换开关CD4051 16
3.4 键盘/显示接口技术及报警电路 17
3.4.1 8279的电路组成和工作原理 18
3.4.2 管脚功能说明 19
3.4.3 8279与键盘显示器的连接 21
3.4.4 LED报警电路的设计 23
3.5 温度控制电路设计及控制算法 23
3.5.1 控温电路 23
3.5.2 系统控制算法设 24
第4章 温控系统的软件设计 26
4.1 软件设计总体思想 26
4.2 软件程序流程图 26
4.2.1 主程序流程图 26
4.2.2 键盘扫描和译码过程的流程图 28
4.2.3 8通道数据采集的程序流程图 29
4.2.4 单片机主程序流程图 30
第5章 结 论 31
参考文献 32
致 谢 34
附 录Ⅰ 35
附 录Ⅱ 49
附 录Ⅲ 50
参考文献
[4] 侯自林.过程控制与自动化仪表[M].北京：机械工业出版社.2000：207-232
[5] 徐惠民等.单片机微型计算机原理、接口及应用.北京：北京邮电大学出版社.2000：198-209
[6] 何立民.单片机应用系统设计.北京：北京航空航天大学出版社.1990：101-156
[7] 周明德.微型计算机硬件、软件及其应用.北京：清华大学出版社.1984：256-278
[8] 王晓明.单片机教程.沈阳：东北大学出版社.2001：34-45
[9] 张伟.单片机原理及应用.北京：机械工业出版社.2002：101-132
[10] 徐爱均.智能化测量控制仪表原理与设计.北京：北京航空航天大学出版社.1995：78-98
