基于8031單片機(jī)的退火爐溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、單片機(jī)原理及課程設(shè)計(jì)報(bào)告基于8031單片機(jī)的退火爐溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)目的該課程設(shè)計(jì)是為了讓同學(xué)們在學(xué)習(xí)完單片機(jī)原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)后能將課本知識與實(shí)際的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力的相結(jié)合的訓(xùn)練環(huán)節(jié)。課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是使學(xué)生通過應(yīng)用單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本理論，基本知識與基本技能，掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)各主要環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)調(diào)試方法。2設(shè)計(jì)任務(wù)該設(shè)計(jì)的原理是利用熱電偶來檢測退火爐中的爐內(nèi)溫度，經(jīng)變送器轉(zhuǎn)變成0+5范圍內(nèi)的電壓信號并將其傳送給A/D0808轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量，作為8031單片機(jī)的采樣值，與最初設(shè)定的溫度值（600900）進(jìn)行比較來確定相應(yīng)的輸出，來表示不同范圍內(nèi)的溫度值，進(jìn)一步采取措施來控制溫度。若低于6

2、00（溫度下限值），則亮低溫報(bào)警燈（綠色），報(bào)警器發(fā)出長音報(bào)警單片機(jī)控制加熱電阻進(jìn)行加熱。若溫度高于900（溫度上限值），則亮高溫報(bào)警燈（黃色），報(bào)警器發(fā)出短音報(bào)警并且風(fēng)機(jī)開始旋轉(zhuǎn)降溫。若溫度值處于正常狀態(tài)（600900)，則既不亮燈，也不響報(bào)警器。3設(shè)計(jì)方案本方案分四個(gè)模塊：單片機(jī)控制模塊、溫度采集模塊、報(bào)警模塊、附加模塊。單片機(jī)控制模塊是由單片機(jī)8031、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和外部擴(kuò)展程序存儲器四部分組成的最小系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對退火爐的總體控制。溫度采集模塊是由一片ADC0808芯片和一個(gè)滑動變阻器構(gòu)成。改變滑動變阻器的阻值可采集到其所對應(yīng)的電壓值即為模擬量，ADC0808芯片則將采集到的電壓模擬

3、量轉(zhuǎn)換成與其相對應(yīng)的數(shù)字量并且將轉(zhuǎn)換的數(shù)字量傳到單片機(jī)中。報(bào)警模塊是由一個(gè)高溫報(bào)警燈、一個(gè)低溫報(bào)警燈和一個(gè)報(bào)警器構(gòu)成。當(dāng)爐內(nèi)的溫度超出上限時(shí)高溫報(bào)警燈點(diǎn)亮且報(bào)警器發(fā)出長音報(bào)警，當(dāng)爐內(nèi)的溫度低于下限值時(shí)低溫報(bào)警燈點(diǎn)亮且報(bào)警器發(fā)出短音報(bào)警。附加模塊是由一個(gè)風(fēng)機(jī)、一個(gè)滑動變阻器、一個(gè)加熱電阻和一個(gè)電壓表構(gòu)成。當(dāng)爐內(nèi)溫度過高時(shí)風(fēng)機(jī)開始旋轉(zhuǎn)向退火爐內(nèi)吹冷風(fēng)來降低爐內(nèi)的溫度，通過調(diào)解與風(fēng)機(jī)相連的滑動變阻器的阻值來控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)相對精準(zhǔn)的溫度控制。當(dāng)爐內(nèi)溫度過低時(shí)單片機(jī)控制加熱電阻開始加熱讓爐內(nèi)的溫度恢復(fù)到穩(wěn)定范圍。電壓表接在溫度采集模塊中的滑動變阻器兩端通過讀取電壓表顯示的溫度值來檢測該采集系統(tǒng)采集到

4、的溫度是否與設(shè)計(jì)的值相同，同時(shí)也可以檢測整個(gè)系統(tǒng)是否正常工作。4硬件設(shè)計(jì)利用Proteus實(shí)現(xiàn)模擬仿真，其硬件模擬電路連接圖如圖1所示。圖1 電路連接圖5軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)的流程圖如圖2所示。圖2 流程圖根據(jù)流程圖編寫程序，具體程序見附錄。6實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果6.1低于溫度下限值 調(diào)試效果圖如圖3所示。圖3 低溫仿真圖6.2高于溫度上限值 調(diào)試效果圖如圖4所示。圖4 高溫仿真圖6.3正常溫度 調(diào)試效果圖如圖5所示。圖5 正常工作仿真圖7心得體會本次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多東西，所謂學(xué)習(xí)就是為了能更好的在日后的應(yīng)用中得到好的發(fā)揮，而本次課程設(shè)計(jì)充分的讓我將課堂上所學(xué)到的知識得到了發(fā)揮，例如在本次設(shè)計(jì)

5、中用到了8031的拓展，A/D轉(zhuǎn)換的知識等諸多知識；并且這次設(shè)計(jì)也提高了我們解決問題的能力，遇到問題循序漸進(jìn)的向老師和同學(xué)求教總有破解之法，要學(xué)會合作與求知，當(dāng)然也要鍛煉自己解決問題的能力。通過這次課程設(shè)計(jì)訓(xùn)練對我日后的學(xué)習(xí)和生活有了很大的幫助。參考文獻(xiàn)1王思明，張鑫，茍軍年etal,單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.北京:科學(xué)出版社,2012.2徐軍，單片機(jī)技術(shù)項(xiàng)目化原理與實(shí)訓(xùn)M.北京:電子工業(yè)出版社,2009.3孫洪潤，單片機(jī)原理及應(yīng)用M.北京:清華大學(xué)出版社,2008.附錄 程序ADCEQU35HTCNTA EQU36HTCNTB EQU37HL_TEMPEQU38H ;溫度下限H_TEMP

6、EQU 39H ;溫度上限FLAG BIT00HH_ALM BITP3.0L_ALM BIT P3.1SOUND BITP3.7CLOCK BITP2.4ST BIT P2.5EOC BIT P2.6OE BIT P2.7H BIT P3.2ORG 0000HSJMPSTARTORG000BHLJMPINT_T0ORG001BHLJMPINT_T1START:MOV H_TEMP,#180 ;180*5=900，最高溫900度MOV L_TEMP,#120 ;120*5=600，最低溫600度MOVTMOD,#12H ;定時(shí)計(jì)數(shù)器方式控制寄存器MOVTH0,#245 MOVTL0,#0 ;計(jì)數(shù)

7、器0MOVTH1,#252 MOVTL1,#24 ;計(jì)數(shù)器1MOVIE,#8aH ;中斷允許寄存器CLRCSETB TR0 ;啟動計(jì)數(shù)器0，為ADC0808提供時(shí)鐘WAIT:SETBH_ALMSETBL_ALM SETB HCLR STSETB STCLR ST ;啟動轉(zhuǎn)換 JNB EOC,$SETB OE MOV ADC,P1 ;讀取AD轉(zhuǎn)換結(jié)果CLR OEMOVA,ADCSUBBA,L_TEMP ;判斷是否低于下限JCLALMMOVA,H_TEMPMOVR0,ADCSUBBA,R0 ;判斷是否高于上限JCHALMCLRTR1LJMP WAITL_ALM:CLRL_ALM ;低溫報(bào)警燈亮 C

8、LR H ;啟動加熱電阻SETBTR1 ;開啟計(jì)數(shù)器1，引起中斷CLRFLAGLJMPDELAY LJMP WAITH_ALM:CLR H_ALM ;高溫報(bào)警燈亮SETB TR1SETB FLAGLJMP DELAYLJMP WAITINT_T0: CPLCLOCK ;提供ADC0808時(shí)鐘RETIINT_T1: MOVTH1,#252 MOVTL1,#24 CPLSOUND INCTCNTA MOVA,TCNTA JB FLAG,I1 ;判斷是高溫警報(bào)還是低溫警報(bào) CJNE A,#35,RETUNE ;低溫警報(bào)聲響 SJMP I2I1: CJNE A,#5,RETUNE ;高溫警報(bào)聲響I2: MOVTCNTA,#0 INCTCNTB MOVA,TCNTB CJNE A,#20,RETUNE MOVTCNTA,#0 MOVTCNTB,#0 LCALLDELAY2RETUN