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单片机电炉温控系统设计

论文编号:JD995 论文字数:19083,页数:37 有开题报告，和任务书

摘要
单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命，自动化、智能化均离不开单片机的应用。单片机由于其微小的体积和极低的成本，广泛的应用于家用电器、工业控制等领域中。在工业生产中，电流、电压、温度、压力和流量也都是常用的被控参数。
本论文介绍了“基于单片机的电炉温度控制系统”的设计及其相关内容。系统属于典型的基于单片机的大惯性环节的PID闭环控制装置，通用性很强，在工业过程控制中有着广泛的应用。控制系统中引入单片机，可以充分利用单片机在对采集数据加以分析并根据所得结果做出逻辑判断等方面的能力，编制出符合某种技术要求的控制程序、管理程序，实现对被控参数的控制与管理。
本论文介绍了基于单片机的电炉温度控制系统的硬件设计和软件开发的过程。共分五章：第一章设计研究的目的和要求及应用前景；第二章介绍了电炉温控系统设计的设计思路和各环节的功能和实现；第三章对系统硬件设计中所涉及的一些主要的芯片和器件做了简单的介绍；第四章介绍了系统软电路的设计；第五章做了整片文章的结论。

关键词：单片机；温度控制；PID；电炉

Abstract
The development and application of MCU (Micro Control Unit) have made a great change in many fields of modern industrial detect and control. Because of the small scale, low price and high efficiency of MCU, it is widely used in home appliances and industrial control. in the process of producing. Current, voltage, temperature and pressure are usually the parameter to be monitored.
The design of “The temperature control system based on MCU of is introduced in this paper. As a typical design in large inertia control system, the design needs the knowledge of automation theories, analog and digital electronics. A digital PID controller is used in the system, which is called DDC(direct digital control)system. The DDC system can not only replace the analog system, but also can realize the more complicated rules of control through changing the program of software, not even changing a component in the electro circuit. It can improve reliability of whole system.
This paper mainly includes the introduces of AT89S52 and the general chips which are used in the system, the design of hardware and software. There are seven parts in this paper: Chapter 1 describes the background knowledge of the system and the general design of the system. Part 2 and Part3 introduces the basic knowledge of 8031 and the chips which are used in the system. Chapter 4 introduces the design of hardware of the system and Chapter 5 introduces the software design. There is a general conclusion in the end of the paper.

Key words: MCU; Temperature Control; PI
目录
第1章绪论 1
1.1设计研究的目的和要求 1
1.2本设计的设计思路及优点 1
1.3应用前景 2
第2章电炉温控系统设计 3
2.1设计思路 3
2.1.1技术指标 3
2.1.2控制方案 3
2.2根据系统要求画出结构图 3
2.3各环节的功能 4
2.3.1PID环节 4
2.3.2执行环节 4
2.3.3温度采集环节 4
2.4各环节的实现 4
2.4.1PID环节的实现 4
2.4.2执行环节的实现 5
2.4.3温度采集环节的实现 5
2.5本章小结 5
第3章系统硬件设计 6
3.1 主机 6
3.1.1主机介绍及温控总电路图 6
3.1.2单片机8031的结构图及性能 7
3.2温度检测 9
3.2.1检测总体介绍 9
3.2.2模拟量输入通道介绍 9
3.2.3 ADC0809与8031接口电路 10
3.2.4开关量输出通道介绍 10
3.3温度控制 10
3.3.1光电耦合接口 10
3.3.2可控硅的实现 10
3.4人机对话 11
3.4.1人机对话整体工作 11
3.4.2 4位7段LED显示电路 11
3.4.3键盘输入 12
3.4.4声音报警与看门狗定义机及功能 12
3.5其它可扩展电路 13
第4章系统软件 14
4.1工作流程 14
4.2功能模块 14
4.3资源分配 14
4.4 功能软件设计 15
4.4.2 温度检测模块 15
4.4.3 温度控制模块 16
4.4.4 温度越限报警模块 17
4.4.5主程序和中断服务子程序 18
4.5抗干扰设计 19
4.5.1电源、地线、传输干扰及其对策 19
4.5.2 硬件抗干扰措施 20
4.5.3软件抗干扰措施 26
第5章结论 30
参考文献 31
致谢 32
附录 33