電熱箱單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1、電熱箱單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案學(xué)生所在班級(jí)電氣導(dǎo)師導(dǎo)師職稱副教授論文題目電熱箱單片機(jī)溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)題目 分類1 應(yīng)用與非應(yīng)用類：0工程0科研 0教學(xué)建設(shè)0理論分析0模擬2.軟件與軟硬結(jié)合類：0軟件0硬件0軟硬結(jié)合0非軟硬件（1、2類中必須各選一項(xiàng)適合自己題目的類型在0打2）主要研究容及指標(biāo)：電熱箱用電熱絲加熱，溫度探頭感應(yīng)出電熱箱中的溫度，放大器將溫度信號(hào)傳輸給AD轉(zhuǎn)換器，AD轉(zhuǎn)換器把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，這個(gè)數(shù)字信號(hào)輸入單片機(jī)與人為設(shè)定的 溫度值進(jìn)行比較后發(fā)出控制信號(hào)，經(jīng)光電隔離器去驅(qū)動(dòng)雙向可控硅以調(diào)節(jié)加在電熱絲上的 電壓，從而控制電熱箱的溫度。主要參考文獻(xiàn)：1 何立編單片機(jī)應(yīng)用與設(shè)計(jì)：

2、航空航天大學(xué)，2000.82 何立編單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編（1）（7）.:航空航天大學(xué)，199319993 胡健主編單片機(jī)原理及接口技術(shù)實(shí)踐教程：機(jī)械工業(yè)，20044 AT89C51 DATA SHEEP Philips Semiconductors 1999.dec5 肖洪兵胡輝郭速學(xué)編著跟我學(xué)單片機(jī)：航空航天大學(xué)，2002.8階段規(guī)劃：1.8 3.1 :查閱有關(guān)技術(shù)資料，構(gòu)思設(shè)計(jì)方案。3.3 3.15 :開題報(bào)告。3.16 3.20 :硬件電路設(shè)計(jì)。3.21 4.20 :完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備第一次論文答辯。5.16.3 :完善畢業(yè)設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備第二次論文答辯（如第一次答辯未通過(guò)）。開題時(shí)間2008.

3、3.3完成論文時(shí)間專家審定意見(jiàn)：系主任簽字：年月日注：1 任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫后交給學(xué)生，要求學(xué)生妥善保存。2 此任務(wù)書夾于論文扉頁(yè)與論文一并裝訂，作為論文評(píng)分依據(jù)之。溫度是生活及生產(chǎn)中最基本的物理量，它表征的是物體的冷熱程度。自 然界中任何物理、化學(xué)過(guò)程都緊密地與溫度相聯(lián)系。在很多生產(chǎn)過(guò)程中，溫 度的測(cè)量和控制都直接和安全生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能 源等重大技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相聯(lián)系。而且在我們的日常生活中也使用微波爐、電 烤箱、電熱水器、空調(diào)等家用電器，溫度與我們息息相關(guān)。另外在各高等院 校的實(shí)驗(yàn)室中，無(wú)不將溫度作為被控參數(shù)，構(gòu)成微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，供學(xué)生作綜 合實(shí)驗(yàn)或課程設(shè)計(jì)?？梢?jiàn)溫度控

4、制電路廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，所 以對(duì)溫度進(jìn)行控制是非常有必要和有意義的。溫度測(cè)控技術(shù)包括溫度測(cè)量技術(shù)和溫度控制技術(shù)兩個(gè)方面。在溫度的測(cè)量技術(shù)中，接觸式測(cè)溫發(fā)展較早，這種測(cè)量方法的優(yōu)點(diǎn)是 : 簡(jiǎn) 單、可靠、低廉，測(cè)量精度較高，一般能夠測(cè)得真實(shí)溫度 ; 但由于檢測(cè)元件熱 慣性的影響，響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)熱容量小的物體難以實(shí)現(xiàn)精確的測(cè)量，并且 該方法不適宜于對(duì)腐蝕性介質(zhì)測(cè)溫，不能用于極高溫測(cè)量，難于測(cè)量運(yùn)動(dòng)物 體的溫度。非接觸式測(cè)溫是通過(guò)對(duì)輻射能量的檢測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量的方法， 其優(yōu)點(diǎn)是不破壞被測(cè)溫場(chǎng)，可以測(cè)量熱容量小的物體，適于測(cè)量運(yùn)動(dòng)溫度， 還可以測(cè)量區(qū)域的溫度分布，響應(yīng)速度較快。但也存在測(cè)量

5、誤差較大，結(jié)構(gòu) 復(fù)雜，價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)。因此，在實(shí)際的測(cè)量中，要根據(jù)具體的測(cè)量對(duì)象選 擇合適的測(cè)量方法，在滿足測(cè)量精度要求的前提下盡量減少人力和物力的投 入。溫度控制技術(shù)按照控制目標(biāo)的不同可分為兩類 : 動(dòng)態(tài)溫度跟蹤與恒值溫 度控制。動(dòng)態(tài)溫度跟蹤實(shí)現(xiàn)的控制目標(biāo)是使被控對(duì)象的溫度值按預(yù)先設(shè)定好 的曲線進(jìn)行變化。在工業(yè)生產(chǎn)中很多場(chǎng)合需要實(shí)現(xiàn)這一控制目標(biāo)，如在發(fā)酵 過(guò)程控制，化工生產(chǎn)中的化學(xué)反應(yīng)溫度控制， 冶金工廠中燃燒爐中的溫度控 制等。恒值溫度控制的目的是使被控對(duì)象的溫度恒定在某一數(shù)值上，且要求 其波動(dòng)幅度 （ 即穩(wěn)態(tài)誤差 ） 不能超過(guò)某一給定值。 本課題所研制的電熱器單片 機(jī)溫控系統(tǒng)就是要實(shí)現(xiàn)恒

6、值溫度控制的要求， 故以下僅對(duì)恒值溫度控制進(jìn)行 討論。本設(shè)計(jì)所研究的主要容以 AT89C51為核心組建測(cè)控系統(tǒng)，它必須快速準(zhǔn)確 采取各種待測(cè)參數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量。由于要求的精度很高，采集系統(tǒng)應(yīng)盡可能 的排除諧波干擾，充分利用高精度A/D器件的性能，提高所測(cè)物理量的精度。該單片機(jī)控制系統(tǒng)功能：溫度探頭（AD590感應(yīng)出電熱箱中的溫度，放大器將溫度信號(hào)傳輸給 A/ D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)， 這個(gè)數(shù)字信號(hào)輸入單片機(jī)與人為設(shè)定的溫度值進(jìn)行比較后發(fā)出控制信號(hào)，經(jīng)光電隔離器去驅(qū)動(dòng)雙向可控硅以調(diào)節(jié)加在電熱絲上的電壓，從而控制電熱箱的溫度。1 緒論1.1 課題背景對(duì)電熱箱的溫度控制以往主要

7、采用常規(guī)儀器儀表加接觸器的斷續(xù)控制方法, 裝置多、體積大、溫度控制精度低。采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度控制則可以 大大提高溫度控制系統(tǒng)的性能價(jià)格比，且易于推廣應(yīng)用等顯著優(yōu)點(diǎn)。1.2 選題意義溫度在工業(yè)控制中是個(gè)很重要的參數(shù) , 特別在冶金、機(jī)械、食品、化工 等工業(yè)中 , 對(duì)工件的處理溫度都要求嚴(yán)格控制 , 對(duì)于溫度的精確度和穩(wěn)定性 均有較高的要求。在此項(xiàng)課題中有以下技術(shù)指標(biāo)要求 : .溫度最咼可加熱到 100 C,并在此溫度下保持恒定，控制其最大溫差不超過(guò)1C。 .根據(jù)用戶要求，使系統(tǒng)對(duì)該電熱箱控制的恒定溫度在0C100C圍,做到能夠進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和連續(xù)可調(diào)的功能。 并能使各恒溫點(diǎn)的控制精度保持 在土 1

8、 Co . 對(duì)電熱箱的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)顯示。 .裝置整機(jī)體積小、靈敏度高、性能可靠。這種單片機(jī)控制方案可大提咼工作效率和控制精度 , 有助于自動(dòng)化水平 的提高，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和推廣價(jià)值。2系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)功能及其工作原理該電熱箱具有以下功能：(1)使用高清晰度數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示電熱箱溫度， 圍0 C100 C； (2)可用鍵盤方便地設(shè)定所需溫度值，并顯示設(shè)定的溫度； (3)按設(shè)定溫度加熱到相應(yīng)溫度，并具有保溫功能。系統(tǒng)利用集成溫度傳感 器AD590完成溫度測(cè)量并轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)，經(jīng)由A/ D轉(zhuǎn)換器ADC0804轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送到AT89C51單片機(jī)中，單片機(jī)將采集到的溫度值與通

9、過(guò)鍵盤設(shè)定的溫度值進(jìn)行比較，來(lái)控制加熱器的開斷，同時(shí)將溫度值實(shí)時(shí)顯示在 LED顯示器上。2.2系統(tǒng)基本組成方框圖此電熱箱的溫控系統(tǒng)框圖如下圖1圖1系統(tǒng)基本組成框圖從圖中可以看出，系統(tǒng)主要功能模塊分為3類： 數(shù)據(jù)采集：是指在單片機(jī)的控制下，使用功能傳感器完成特定信號(hào) 的測(cè)量和數(shù)據(jù)采集的功能。傳感器將采集到的信號(hào)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)中進(jìn) 行處理。 .結(jié)果顯示：是指單片機(jī)將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到液晶顯示模塊，并控 制液晶顯示模塊按照一定的格式將其顯示的功能。操作輸入：是指操作者或其他器件向單片機(jī)發(fā)送控制指令，用來(lái)控制儀器的 模式，該指令一般通過(guò)鍵盤輸入。單片機(jī)在控制指令的要求下，完成一定功 能，如進(jìn)行信號(hào)

10、測(cè)量、數(shù)據(jù)顯示等。 .控制執(zhí)行：是指單片機(jī)控制執(zhí)行器件的通斷電，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被控量 穩(wěn)定、有序、規(guī)則的控制。除了上述3個(gè)主要功能模塊外，還有電源模塊，用來(lái)提供+5V和土 12V直流電壓。3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.1AT89C51 單片機(jī)ATME公司的生產(chǎn)的AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存 儲(chǔ)器(FPERO Flash Programmable and Erasable Read Only Memory )的 低電壓，高性能 CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。ATMEU的AT89C

11、51是一種高效微控制器，具有低功耗，速度快，程序 擦寫方便等優(yōu)點(diǎn)，完全滿足本系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。外形及引腳排列如圖2所示。234567813 小15143119189101 1201.P1.0/TP0.0,P1.1/TP0.1.P1.2P0.2,P1.3P0.3.P1.4P0.4.P1.5P0.5,P1.6P0.6P1.7P0.7P3. 3/INTFRDP3.7P3. 2/INT0"WR/P3.66 AT89C51P3. 5/T1P2. 0 P3. 4/T0P2.1P2.2 EA/VPPP2.3P2.4X1P2.5X2

12、P2.6P2.7RESETVCCP3. 0/RXDP3. 1/TXDALE/PROGGNDPSEN30021222324252627""28-403938373635343337圖2 AT89C51單片機(jī)引腳圖;壽命：10000Hz24Hz;三級(jí)程序存主要特性：與 MCS-51兼容;4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 寫/擦循環(huán)；數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10年；全靜態(tài)工作： 儲(chǔ)器鎖定；128X8位部RAM 32可編程I/O線；兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器; 5個(gè)中斷源；可編程串行通道；低功耗的閑置和掉電模式；片振蕩器和時(shí) 鐘電路。本系統(tǒng)選擇 AT89C51作為主控制器，P0 口作為ADC0804

13、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的輸 入端。P2.0接ADC0804的INTR端檢測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是否結(jié)束，P2.6、P3.0、P3.1口經(jīng)74LS164串行輸出顯示數(shù)據(jù)到數(shù)碼管，P1 口用來(lái)連接獨(dú)立式鍵盤，實(shí)現(xiàn)電熱箱溫度的動(dòng)態(tài)設(shè)定。P2.7用于控制加熱器電路的通斷，P3.6用于控制ADC轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)，P3.7用于控制讀取 ADC的轉(zhuǎn)換結(jié)果。3.2AD590溫度采集電路設(shè)計(jì)AD590是美國(guó)模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。它的主要 特性如下： .流過(guò)器件的電流(mA等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度(開爾文) 度數(shù)，即：I r/T=1mA/K式中：I r 流過(guò)器件(AD590)的電流，單位為 mAT熱力學(xué)溫度，單位為Ko

14、 .AD590的測(cè)溫圍為-55 C+150C。 .AD590的電源電壓圍為 4V30V。電源電壓可在 4V6V圍變化，電 流Ir變化1mA相當(dāng)于溫度變化 1Ko AD590可以承受44V正向電壓和20V反 向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞。 .輸出電阻為 710MW .精度高。AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中 M檔精度最高，在 -55 C+150 C圍，非線性誤差為土 0.3 C?；緫?yīng)用電路圖3 ( a)是AD590的封裝形式，圖 3 (b)是AD590用于測(cè)量熱力學(xué)溫 度的基本應(yīng)用電路。因?yàn)榱鬟^(guò)AD590的電流與熱力學(xué)溫度成正比，當(dāng)電阻R1和電位器R2的電阻之和為1kW時(shí)，輸出電

15、壓 Vo隨溫度的變化為 1mV/Ko 但由于AD590的增益有偏差，電阻也有誤差，因此應(yīng)對(duì)電路進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整 的方法為：把 AD590放于冰水混合物中，調(diào)整電位器R2,使VO=273.2mV?；蛟谑覝叵?25 C )條件下調(diào)整電位器,使Vo=273.2+25=298.2( mV。但這樣調(diào)整只可保證在 0 C或25 C附近有較高精度。+5VUUUR1950 Q(a)封裝形式(b)基本應(yīng)用電路圖3 AD590封裝及基本應(yīng)用電路測(cè)溫放大電路為了提高精度，擴(kuò)大測(cè)量圍，在A/D轉(zhuǎn)換前還要將信號(hào)加以放大并進(jìn)行零點(diǎn)遷移，因而一個(gè)高穩(wěn)定性的、高精度的放大電路是必須的。當(dāng)溫度變化 時(shí)，AD590會(huì)產(chǎn)生電流變化，

16、當(dāng)AD590的電流通過(guò)一個(gè) 10kW的電阻時(shí)，這個(gè)電阻上的壓降為 10mV即轉(zhuǎn)換成10mV/K,為了使此10kW電阻精確，可 用一個(gè)9kW的電阻與一個(gè)2kW的電位器串聯(lián)，然后通過(guò)調(diào)節(jié)電位器來(lái)獲得精 確的10kW運(yùn)算放大器 AR1被接成電壓跟隨器形式，以增加信號(hào)的輸入阻 抗，降低輸出阻抗，由運(yùn)放AR2減去2.732做零位調(diào)整（即把絕對(duì)溫度轉(zhuǎn)成 攝氏溫度），最后由運(yùn)放 AR3反相并放大5倍輸送給 A/D轉(zhuǎn)換器。具體硬件 連接圖如圖4所示。+5 V-12V圖4 AD590溫度采集放大電路AD590溫度測(cè)量變量關(guān)系，如表1所示。表1 AD590溫度放大測(cè)量變量關(guān)系攝氏溫度AD590電流經(jīng)10K Q電壓

17、 AR1輸出電壓AR2輸出電壓 AR3輸出電壓0 C273.2A2.732 V2.732 V0 V0 V10C283.2A2.832 V2.832 V-0.1V0.5V20 C293.21 A2.932 V2.932 V-0.2V1 V30 C303.21 A3.032 V3.032 V-0.3V1.5V40 C313.21 A3.132 V3.132 V-0.4V2 V50 C323.21 A3.232 V3.232 V-0.5V2.5V60 C333.21 A3.332 V3.332 V-0.6V3 V100 C373.21 A3.732 V3.732 V-1 V5 V該溫度采集電路采用

18、LM741集成運(yùn)算放大器，它是一種高放大倍數(shù)、高 輸入阻抗、低輸出阻抗的直接耦合多級(jí)放大電路，具有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸 出端，可對(duì)直流信號(hào)和交流信號(hào)進(jìn)行放大。外接負(fù)反饋電路后，輸出電壓 Vo與輸入電壓Vi的運(yùn)算關(guān)系僅取決于外接反饋網(wǎng)絡(luò)與輸入的外接阻抗，而 與運(yùn)算放大器本身無(wú)關(guān)。如圖5 LM741集成運(yùn)放的外引線圖，各引腳功能如下+Vcf7一屯禪電沐心溺I一電淞電爪員端6愉川圖I、書一調(diào)零蒯圖5 LM741的外引線圖3.3ADC0804模數(shù)轉(zhuǎn)換電路ADC0804型 A/D轉(zhuǎn)換器。它是中速廉價(jià)型產(chǎn)品之一。片有三態(tài)數(shù)據(jù)輸出 鎖存器，與微處理器兼容，輸入方式為單通道。1. ADC0804模數(shù)轉(zhuǎn)換器功能及

19、引腳說(shuō)明 .8位COMS逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器； .三態(tài)鎖定輸出； .存取時(shí)間：135卩s; .分辨率：8位； .轉(zhuǎn)換時(shí)間：100卩s; .總誤差：土 1LSB; .工作溫度： ADC0804LC 0度+70度； .電源電壓為單一 +5V；引腳說(shuō)明：/CS :芯片選擇信號(hào)；圖6 ADC0804引腳圖/RD:外部讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的控制腳輸出信號(hào)；/WR:用來(lái)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換的控制輸入；CLKIN, CLKR時(shí)鐘輸入或者震蕩元件(R, C),頻率約限制在100KHZ1460KHZ如果使用RC電路則振蕩頻率為 1/ (1.1RC)； /INTR :中斷請(qǐng)求信號(hào)輸出，低電平動(dòng)作；VIN ( +)，VIN (-)

20、:差動(dòng)模擬電壓輸入； AGND DGND模擬信號(hào)以及數(shù)字信號(hào)的接地；Vref /2 :輔助參考電壓；DB0- DB7: 8位數(shù)字輸出；VCC電源供應(yīng)以及作為電路的參考電壓；2. ADC0804使用說(shuō)明ADC0804的被轉(zhuǎn)換的電壓信號(hào)從 Vn()和Vn()輸入，允許此信號(hào)是差動(dòng)的流不影響模擬信號(hào)回路，以防止寄生耦合造成的干擾。參考電壓Vref/2可以由外部電路供給，從“ Vref/2 ”端直接送入。當(dāng) Vcc電源準(zhǔn)確、穩(wěn)定時(shí)，也可 作參考基準(zhǔn)。此時(shí)，由ADC0804片部設(shè)置的分壓電路可自行提供Vref/2參考電壓（2.5V），“Vref/2”端不必外接電源，浮空即可。ADC0804片有時(shí)鐘電路，

21、只要在外部“CLKR和“ CLK'兩端外接一對(duì)電阻電容即可產(chǎn)生 A/D轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)鐘，其振蕩頻率為fCLK1/1.1RC。其典型應(yīng)用參數(shù)為：R=10kW C=150pF, fCLK640kHz，每秒鐘可轉(zhuǎn)換 1萬(wàn)次。若采用外部時(shí)鐘，則外部fCLK可從CLK端送入，此時(shí)不接R、Co INTR是 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出端，輸出電平高跳到低表示本次轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成，可作為中斷或查詢信號(hào)。如果 CS和WR端與1NTR端相連，則 ADC0804就處于自動(dòng)循 環(huán)轉(zhuǎn)換狀態(tài)。RD為轉(zhuǎn)換結(jié)果讀出控制端，當(dāng)它與 CS同時(shí)為低電平時(shí)，輸出 數(shù)據(jù)鎖存器 DB曠DB7端上出現(xiàn)8位并行二進(jìn)制數(shù)碼，以表示 A/D結(jié)果。P3

22、.1 /TXDP3.0 /RXDRESETX2X1EA/VPPP3.4 /TOP3.5 /T1P3.2 /INTOP3.3 /INT1P1.1P1.5P1.CP1.9P1.TP1.AP1.17TP1.0 /T%單片機(jī)與9 ADC0804接 口電路圖7 單片機(jī)與 ADC0804接口電路0804由于具有三態(tài)輸出鎖存器，可直接驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線，故與AT89C51接口電路十分簡(jiǎn)單，直接連接成上圖7即可。當(dāng)CS與WR同時(shí)有效時(shí)便啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)產(chǎn)生1NTR信號(hào)，可供輸出查詢或中斷信號(hào)。在CS和RD共同控制下可以讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)。在A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程中，如果再次啟動(dòng)轉(zhuǎn)換器，則終止正在進(jìn)行的轉(zhuǎn)換，進(jìn)入新

23、的轉(zhuǎn)換，在新的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，數(shù)據(jù)寄存器中仍保持上一次的轉(zhuǎn)換結(jié)果。0804提供兩個(gè)信號(hào)輸入端Vin（）和Vin（），如果輸入電壓 Vin的變化圍從0V到Vmax，則芯片的V|N（）端接地，輸入電壓加到 V|N（）端。對(duì)于差動(dòng)輸入， 輸入電壓可以從非零開始，即Vmin到Vmax。此時(shí)V|n（）端應(yīng)接至等于Vmin的恒定電壓上，而輸入電壓V|n仍加到V|N（）端上。0804轉(zhuǎn)換器的零點(diǎn)無(wú)需調(diào)整，而輸入電壓的圍可以通過(guò)調(diào)整Vref/2端處111091819311415121387654321的電壓加以改變。Vref/2端電壓應(yīng)為輸入電壓的1/2。例如輸入電壓圍是0V至2V,則在Vref/2端應(yīng)加1V,但

24、當(dāng)輸入電壓為 0+5V時(shí)，Vref/2端無(wú)需外加 任何電壓，而由部電源分壓得到。4.ADC0804電壓輸入與數(shù)字輸出關(guān)系本設(shè)計(jì)參考電壓 Vref =5V所以可確定輸入模擬量所對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)量如 表2所示。表2 ADC0804輸入輸出關(guān)系A(chǔ)DC0804輸入電壓ADC0804輸出值0V00H0.5V19H1V32H1.5V4BH2V64H2.5V7DH3V96H5VFAH3.4顯示電路設(shè)計(jì)顯示電路采用74LS164連接4個(gè)共陽(yáng)極數(shù)碼管，實(shí)現(xiàn)串行口靜態(tài)顯示。 如圖8所示。由P2.6.控制串行口 TXD的允許端，只有當(dāng) P2.6=1時(shí)，才打 開與門，放開顯示傳送。AT89C51的串行口 RXD和TXD

25、為一個(gè)全雙工串行通信口，但在工作方式 0下可以作同步移位寄存器用，其數(shù)據(jù)由RXD( P3.0)串行輸出或輸入；而同步移位時(shí)鐘由TXD( P3.1 )端串行輸出，在同步時(shí)鐘作用下，實(shí)現(xiàn)由串行到并行的數(shù)據(jù)通信。利用串行口加外圍芯片74LS164就構(gòu)成一個(gè)或多個(gè)并行輸出，用于串-并行轉(zhuǎn)換，驅(qū)動(dòng)顯示 LEDbDS1DS2DS3DS4P3. 1 1P2.6圖8串行靜態(tài)顯示電路這種顯示電路屬于靜態(tài)顯示，比動(dòng)態(tài)顯示亮度更高一些。由于 74LS164 允許通過(guò)電流達(dá) 8mA所以添加100W驅(qū)動(dòng)電路，亮度比較理想。與動(dòng)態(tài)顯 示相比，無(wú)需CPU不停的掃描，頻繁的為顯示服務(wù)，節(jié)省了CPU時(shí)間，提高了工作效率。74L

26、S164 移位寄存器底層驅(qū)動(dòng) :74LS164 是一款 8 位移位寄存器 , 串行輸 入并行輸出 , 常用于端口擴(kuò)展 ,引腳排列如圖 9 所示。圖 9 74LS164 引腳圖引腳說(shuō)明：CLK時(shí)鐘輸入斷；CLR清除端；A,B :為數(shù)據(jù)輸入端；當(dāng)CLR為低電平時(shí)QA- QH輸出均為低電平,當(dāng)數(shù)據(jù)輸入端任意引腳為低 電平時(shí)，禁止數(shù)據(jù)輸入。并在 CP上升沿作用下決定 QA的狀態(tài)，當(dāng)任意一引 腳為高電平的時(shí)候，允許另一引腳輸入數(shù)據(jù)并且在CP上升沿的作用下決定QA的狀態(tài)。在使用的時(shí)候經(jīng)常把DSA DSB其中的一個(gè)設(shè)置永久高電平,或者兩只腳同時(shí)接信號(hào)端。3.5 時(shí)鐘電路圖 10 時(shí)鐘電路XTAL1 :反向振

27、蕩放大器的輸入及部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2:來(lái)自反向振蕩器的輸出。XATL1 和 XATL2 兩端接石英晶體及兩個(gè)電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激震 蕩。電容器 C1和C2通常去32pF左右，可穩(wěn)定頻率并對(duì)震蕩頻率有微調(diào)作 用。震蕩脈沖圍為 fosc 0 24MHz 。如圖 10所示。振蕩器特性：XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向 放大器可以配置為片振蕩器。 石晶振蕩和瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘 源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā) 器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求， 但必須保證脈沖的高低電平要 求的寬度。3.6 復(fù)位及鍵盤溫度

28、設(shè)定電路1. RESET:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RESET腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。如圖11所示，在按鍵瞬間，電容C1通過(guò)R1充電，RESET 端出現(xiàn)正脈沖，用以復(fù)位。關(guān)于參數(shù)的選定，在震蕩穩(wěn)定后應(yīng)保證復(fù)位高電 平持續(xù)時(shí)間（即正脈沖寬度）大于兩個(gè)機(jī)器周期。當(dāng)采用6MHz 時(shí)，可取C3=22卩 F，R4=1KW 當(dāng)采用 12MHz時(shí)，可取 C3=10卩 F,R4=8.2KW。圖 11 復(fù)位電路2. 鍵盤部分在程序運(yùn)行過(guò)程中設(shè)置為外部中斷1方式，S1S4實(shí)現(xiàn)各功能通道鍵。S1鍵為中斷輸入鍵，只有按下S1鍵，其他鍵才有效。中斷按鍵的功能就是設(shè)定恒溫值，以便對(duì)測(cè)得溫度對(duì)比判斷，鍵盤電路

29、如圖12所示。圖12設(shè)定溫度鍵盤3.7控制加熱電路該部分采用了 Motorola公司推出的單片集成可控硅驅(qū)動(dòng)器件MOC3041,作為對(duì)加熱器的驅(qū)動(dòng)和控制。MOC3041芯片是一種集成的帶有光耦合的雙向可控硅驅(qū)動(dòng)電路，其部集成了發(fā)光二極管、雙向可控硅和過(guò)零觸發(fā)電路等器件。他由輸入和輸出兩部分組成。輸入部分是一個(gè)砷化傢發(fā)光二極管，在515mA正向電流的作用下發(fā)出足夠強(qiáng)度的紅外光去觸發(fā)輸出部分。輸出部分 包括一個(gè)硅光敏雙向可控硅和過(guò)零觸發(fā)器。在紅外線的作用下， 雙向可控硅可雙向?qū)?，與過(guò)零觸發(fā)器一起輸出同步觸發(fā)脈沖，去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)一外部 的雙向可控硅。其工作過(guò)程是：當(dāng)單片機(jī)的P2.7 口輸出高電平時(shí)

30、，MOC3041輸入部分的發(fā)光二極管導(dǎo)通。發(fā)出足夠強(qiáng)度的紅外光去觸發(fā)輸出部分，即控制可控硅的導(dǎo)通，從而打開加熱器；同理，當(dāng)P2.7 口輸出為低電平時(shí)，MOC30411入部分的發(fā)光二極管截止，可控硅斷開，關(guān)閉加熱器。該系統(tǒng)具 體電路圖如圖13所示。+5VR2 3200圖13 雙向可控硅控制電路3.8輔助直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)方案1：采用單一電源供電。這種方法明顯不行。因?yàn)殡娐分杏心M電 路、數(shù)字電路等弱電部分電路，還有感應(yīng)加熱負(fù)載的強(qiáng)電流電路。如果采用 單一電源，各個(gè)部分很可能造成干擾，系統(tǒng)無(wú)確工作，還可能因?yàn)樨?fù)載過(guò)大,電源無(wú)法提供足夠的工作電流。特別是壓機(jī)啟動(dòng)瞬間電流很大，而且逆變電 路負(fù)載電流波動(dòng)

31、較大會(huì)造成電壓不穩(wěn)，有毛刺等干擾，嚴(yán)重時(shí)可能造成弱電 部分電路掉電。方案2:采用雙電源，即電源負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路等強(qiáng)電部分用一個(gè)電源，模擬電路、數(shù)字電路等弱電部分用一個(gè)電源。這種方法明顯比前一種方案可靠性要高，但是電路間還是可能會(huì)產(chǎn)生干擾，造成系統(tǒng)不正常，而且還可能會(huì) 對(duì)單片機(jī)的工作產(chǎn)生干擾，影響單片機(jī)的正常工作。方案3:采用多電源供電方式，即對(duì)數(shù)字電路、模擬電路、驅(qū)動(dòng)電路分 別供電，這種方案即降低了系統(tǒng)各個(gè)模塊間的干擾，還保證了電源能為各部 分提供足夠的工作電流，提高系統(tǒng)的可靠性。根據(jù)上述分析，決定采用方案3。三端固定穩(wěn)壓器CW78<X為固定式三端穩(wěn)壓器，它只能輸出一個(gè)穩(wěn)定電壓。固定式三端穩(wěn)

32、壓器的常見(jiàn)產(chǎn)品如圖14所示。圖14 CW78 XX、CW79XX系列穩(wěn)壓器CW78<X系列穩(wěn)壓器輸出固定的正電壓，女口7805輸出為+ 5V; CW7XX系列穩(wěn)壓器輸出固定的負(fù)電壓，女口7905輸出為一5V。其典型應(yīng)用電路如圖15所示。圖15 CW78 XX典型應(yīng)用電路輸入端接電容 Ci可以進(jìn)一步濾除紋波，輸出端接電容Co能改善負(fù)載的瞬態(tài)影響，使電路穩(wěn)定工作。G、Co最好采用漏電流小的鉭電容，Co 一般不得小于0.1卩F ,如采用電解電容，貝皿容量要比圖中數(shù)值增加10倍。本次設(shè)計(jì)用的電源圖16所示電路為土 12伏輸出的直流穩(wěn)壓電源，從圖可見(jiàn)，該直流穩(wěn)壓 電是由變壓器、二極管整流橋、濾波器

33、和集成穩(wěn)壓等環(huán)節(jié)組成。如果把圖 16中的集成穩(wěn)壓器 7812換成7805 （注意7912管腳的輸入、輸出和接地都 與7812不同的）。則穩(wěn)壓電源變?yōu)檩敵?5伏的單路直流穩(wěn)壓電源，供給AT89C51等芯片工作。+1 2V-12 VAC5V圖16 +5V和土 12伏雙路穩(wěn)壓電源(1 )使用中應(yīng)注意： 整流橋輸出地端應(yīng)接在大電解電容上，以利于降噪。電解電容應(yīng)大于1000卩F,以為7812三端穩(wěn)壓模塊提供較穩(wěn)定的直流輸入。 為消除三端穩(wěn)壓模塊部產(chǎn)生的高次諧波，抑制穩(wěn)壓電路的自激震蕩，實(shí)現(xiàn)頻率補(bǔ)償，應(yīng)在模塊兩端分別并聯(lián)一小電容。元器件選擇及參數(shù)計(jì)算(1) 三端穩(wěn)壓器根據(jù)電路中所需要的電源，選擇7805、

34、7812、7912分別輸出+5V、+12V和-12V，其輸出電壓和輸出電流均滿足指標(biāo)要求。(2) 輸入輸出電容輸入輸出電容的取值如上圖所示(主要根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)而得到)，一般為瓷片電容。(3) 變壓器二次側(cè)電壓有效值和輸入電壓這兩個(gè)值的取定決定了相關(guān)元器件及參數(shù)的選擇。一般情況下，輸入電壓應(yīng)比輸出電壓高3V左右(太小影響穩(wěn)壓；太大穩(wěn)壓器功耗大，易受熱損壞)。假設(shè)+5V的輸入為V11，輸出為Vo1 ； +12V的輸入為V12,輸出為V02 ； -12V的輸入 為V13，輸出為Vo3，而它們所對(duì)應(yīng)的變壓器二次側(cè)電壓有效值分別為V21、V22、V23則有，W=8V, V12=15V，考慮電網(wǎng)電壓10%的

35、波動(dòng)，最終可取V11=9V， V12=16.5V。由式V1" (1.11.2)V 2可取變壓器二次側(cè)電壓有效值V21=Vn/1.1=8.18V ，V22=w/1.1=15V鑒于變壓器規(guī)格的限制，實(shí)際應(yīng)選V21=10V，V22=15V。(4) 濾波電容Cl由式Ro Cl> (35)T/2可暫定R。Cl=5T/2,則Cl=5T/2R。，式中，R。為Cl右邊的 等效電阻，應(yīng)取最小值， T為市電交流電源的周期， T=20ms,取Iomax =1A，因 此幾個(gè)電源的R分別為：R)1min=W/l omax=1.1 X 10V/1A=11W,所以取 Cl=5T/2Ro1min =5 X 2

36、0 X 1000/(2 X 11)4545 卩 F,同理有， Ro2min=1.1 X 15V/1A=16W Q=5X 20X 1000/(2 X 16) 3125卩F?？梢?jiàn)，濾波電容容量較大，應(yīng)選電解電容。受規(guī)格的限制，實(shí)際容量應(yīng)選為3=4700卩F/25V , C10=4700卩F/30V，其耐壓值要大于相應(yīng)的輸入電壓的 1.5 倍。(5) 整流二極管整流二極管的參數(shù)應(yīng)滿足最大整流電流I F>I omax(暫定)；最大反向電壓Vr> . 2 V2，其中V2為變壓器二次側(cè)電壓有效值。以上兩個(gè)橋式的所有整流二極 管可選IN4001小功率二極管。3.9本章小結(jié)本章對(duì)系統(tǒng)的硬件進(jìn)行詳細(xì)

37、的設(shè)計(jì)，其核心器件為單片機(jī)，主要功能模 塊為ADC0804和 AD590傳感器組成的數(shù)據(jù)采集電路以及LED顯示電路；其次就是按鍵、執(zhí)行、時(shí)鐘、復(fù)位幾個(gè)功能電路；硬件系統(tǒng)的檢測(cè)電路的選擇直 接決定單片機(jī)數(shù)據(jù)處理程序的編寫，這顯得尤其重要。在本章中對(duì)各部分電 路設(shè)計(jì)進(jìn)行了比較詳細(xì)的敘述。4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)該系統(tǒng)軟件部分用 MCS-51匯編語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)，采用模塊化程序設(shè)計(jì)思 想，將軟件劃分成若干單元，主要包括主程序模塊、十進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及調(diào)整 子程序模塊、LED數(shù)碼顯示子程序和延時(shí)子程序等模塊。4.1系統(tǒng)主流程圖在主程序中，系統(tǒng)上電自動(dòng)復(fù)位以后首先設(shè)置堆棧，然后啟動(dòng)ADC0804開始轉(zhuǎn)換AD590測(cè)溫電路

38、輸入的電信號(hào)， 待數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)束后讀入到累加器A，然后進(jìn)行十進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換調(diào)整，輸出給顯示電路，同時(shí)當(dāng)測(cè)得溫度大于等于設(shè)定值加1則停止加熱，進(jìn)行保溫。當(dāng)小于等于設(shè)定值減 1則驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器件進(jìn)行加熱。主程序流程圖如圖17所示。圖17系統(tǒng)主流程圖主程序：ORG0000HSJMPMAINORG0013HSJMPINT1CLRCMOVIE,#85HMAIN: MOVX DPTR,AWAIT:JBAJMPP2.0,ADCWAITADC:MOV A,DPTRPUSHAACALL L1ACALL DISPMOVA,60HMOV100H,ADEC100HPOPACJNEA,100H,rel1XL1:SETB P2.

39、7CLRP2.5SJMPADCrel1:JNCC,XL1INC100HINC100HCLRCCJNEA,100H,rel2XL2:CLRP2.7SETBP2.5rel2:JCC,XL2SETP2.5AJMPADC4.2十進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換調(diào)整子程序由于ADC0804轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)是二進(jìn)制數(shù)據(jù)，而七段碼LED顯示器所要顯示的數(shù)據(jù)是十進(jìn)制數(shù)據(jù)，因此需要進(jìn)行二、十進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。ADC0804輸出的最大轉(zhuǎn)換值為FFH(255)，由于運(yùn)放 AR3放大5倍，因此本數(shù)字溫度計(jì)的最大測(cè)量溫度為 5.1V/5 = 1.02 V，即卩102 C。由255 XX =102，得知X = 0.4，即先乘4再除 10。 255

40、X 4=1020，其中高位10送高位顯示緩沖區(qū) R4, 低位20送低位顯示緩沖區(qū)R5,將小數(shù)點(diǎn)設(shè)在 D2位上，并將其分別顯示為1(D4) 0(D3) 2(D2) . 0(D1)C。所以，十進(jìn)制轉(zhuǎn)換調(diào)整流程為A/D (二進(jìn)制)f十進(jìn)制f乘4顯示。程序流程圖如圖18所示。圖18 十進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換調(diào)整子程序流程圖十進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序：L1: CLR CMOV R5,#00HMOV R4,#00HMOV R3,#08H NEXT: RLC AMOV R2,A MOV A,R5 ADDC A,R5 DA A MOV R5, A MOV A, R4 ADDC A, R4 MOV R4, A MOV A, R

41、2 DJNZ R3, NEXT MOV R7, #02L2: MOV A, R5ADD A, R5 DA A MOV R5, A MOV A, R4 ADDC A, R4 DA A MOV R4, A DJNZ R7, L2 RET4.3 顯示子程序顯示采用共陰極 LED串行口靜態(tài)顯示，這樣不僅大大減少了單片機(jī)的時(shí) 間，不必為顯示頻繁的掃描，還可以使顯示亮度更為優(yōu)越。由P2.6 控制串行口 TXD的允許端，只有當(dāng) P2.6=1時(shí)，才打開與門，開放顯示傳送。89C51的串行口 RXD和TXD為一個(gè)全雙工串行通信口，但在工作方式 0下可以作同步移位寄存器用，其數(shù)據(jù)由RXD( P3.0 )串行輸出或

42、輸入；而同步移位時(shí)鐘由TXD( P3.1 )端串行輸出，每當(dāng)發(fā)送完一個(gè)字節(jié)T1就會(huì)自動(dòng)置1.用軟件查詢方式來(lái)檢測(cè)每一字節(jié)的發(fā)送。開始程序如下：DISP:MOV R4 , #04HMOV SCON 00HCLR ESSETB P2.6DIR1:MOV SUBF R3JNB TI,$CLR TIDEC R0;存顯示位數(shù);置串行方式0;串口禁中斷;允許TXD發(fā)送脈沖;串行輸出一位顯示字段碼;等待串行發(fā)送完畢；清串行標(biāo)志;更新顯示位數(shù)DJNZ R4, DIR1;是否顯示完畢CLR P2.6;關(guān)閉TXD發(fā)送脈沖RET;返回4.4鍵盤處理子程序本系統(tǒng)采用的是鍵盤中斷法： S1鍵接至P3.3 口，作為設(shè)置鍵

43、，當(dāng) S1 鍵沒(méi)按下時(shí)，其他鍵有動(dòng)作，系統(tǒng)都不作反應(yīng)，只有S1鍵按下，S2S4才能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。S3鍵：力卩1; S4鍵：減1; S2鍵：確定；延時(shí)10ms是S1按下嗎?NY顯示設(shè)定溫度（進(jìn)入溫度設(shè)定模式）是S3按下嗎?YN是S4按下嗎?YN是S2按下嗎?Y恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)N返回圖20鍵盤設(shè)定子程序鍵盤中斷子程序：INT1:CLR EX1；關(guān)中斷CLRIT1CLREAPUSHA；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)PUSHBPUSHR0PUSHR1PUSHR3PUSHR4PUSHR5MOVR3,#60H?進(jìn)入設(shè)置顯示狀態(tài)LCALLCHABIAOLCALLDISPKEY:MOV P1， #FFH；送 P1 全零JBP1.3 ，UP

44、LINE ；P1.3=0 轉(zhuǎn)到恒溫加1 處理JBP1.5 ，DONWLINE；P1.5=0 轉(zhuǎn)到恒溫減1 處理JBP1.7 ，END ；確定返回SJMPKEY?重新掃描UPLINE:LCALLDS10MS?消抖延時(shí)JBP1.3 ，KEY ；無(wú)按鍵返回掃描MOVR3,#60H?顯示恒溫溫度LCALLDISPJIAYI:LCALL DS10MS?溫度加 1 處理子程序JBP1.3 ，UPLINEINCR5；加1 溫度MOVR3， #11H；十進(jìn)制轉(zhuǎn)換EDCR3MOVA， R4MOVB， #100DIVABMOVR3， AEDCR3MOVA， BMOVB， #10DIVABMOVR3， AEDCR3

45、MOV A ， BJIANYI:MOVR3 ，ALCALLCHABIAOLCALLDISPRETLCALLDS10MSJBP1.5，KEYMOVR3,#60HLCALLDISPALL DS10MSJBP1.5，DONWLDECR5MOVR3 ，#12HEDCR3MOVA，R4MOVB ，#100DIVABMOVR3 ，AEDCR3MOVA，BMOVB，#10DIVABMOVR3 ，AEDCR3MOVA ，BMOVR3 ，ALCALLCHABIAOLCALLDISPRETMOVR2,#4MOVDPTR,#TABMOVA,R3MOVA,A+DPTRMOVR3,AINCR3DJNZR2 ，CHABI

46、AO1；十進(jìn)制轉(zhuǎn)換RETDONWLINE:CHABIAO:CHABIAO1:；調(diào)用查表；溫度減一處理子程序；查表子程序DS10MS: MOVR7,#10HDS1:MOV R6,0FFH;10MS延時(shí)子程序DS2:DJNZ R6,DS2DJNZRETR7,DS1END:POP R5；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)POPR4POPR3POPR1POPR0POPBPOPASETBEX1；開中斷SETBIT1SETBEARETI；中斷返回TAB:DB 040H,079H,024H,030H,19H, 12H, 02H, 058H，00H, 10H;DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H, 92H, 82H,

47、0D8H ，80H, 90H;4.5 本章小結(jié)本章介紹了系統(tǒng)主要的流程圖以及程序清單。結(jié)論本課程設(shè)計(jì)敘述了電熱箱溫控設(shè)計(jì)，包括硬件組成和軟件的設(shè)計(jì)，該系 統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)上主要是通過(guò)溫度傳感器對(duì)溫度進(jìn)行采集， 把溫度轉(zhuǎn)換成變化 的電壓，然后由放大器將信號(hào)放大，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器，ADC0809將模擬溫度電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的數(shù)字溫度信號(hào)電壓。 其硬件設(shè)計(jì)中最核心的器件是單 片機(jī)AT89C51，它一方面控制 A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換， 另一方面，將采集到的數(shù)字溫度電壓信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)處理得到相應(yīng)的溫度值，送 到LED顯示器，以數(shù)字形式顯示測(cè)量的溫度。該系統(tǒng)利用MCS51匯編語(yǔ)言編制，運(yùn)行程序的

48、主要特點(diǎn)是：1) 適用性強(qiáng)， 用戶只需對(duì)界面參數(shù)進(jìn)行設(shè)置并啟動(dòng)系統(tǒng)正常運(yùn)行便可滿 足不同用戶水溫的要求， 實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的實(shí)時(shí)監(jiān)控。 避免了電力力資源的浪費(fèi)， 節(jié)省了能源。2) 將單片機(jī)以及溫度傳感器引入對(duì)水溫的分析和處理中，單片機(jī)控制決策無(wú)需建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，系統(tǒng)的魯棒性強(qiáng)，適合對(duì)非線性、時(shí)變、 滯后系統(tǒng)的控制，對(duì)水溫控制系統(tǒng)采用單片機(jī)控制非常適合。3) 系統(tǒng)成本低廉，結(jié)構(gòu)緊湊，操作非常簡(jiǎn)便，可擴(kuò)展性強(qiáng)，只要稍加改 變，即可增加其他使用功能。較好的滿足了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和科研的需要。該系統(tǒng)也存在一些問(wèn)題：系統(tǒng)在控制溫度精度上不理想，控制容易產(chǎn)生 震蕩，不穩(wěn)定。這可采用PID算法來(lái)控制PWMfe

49、的產(chǎn)生，進(jìn)而控制電熱絲的加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度控制。數(shù)字 PID 控制則能夠較好地解決控制精度的問(wèn)題 , 并 且計(jì)算機(jī)能夠用程序既簡(jiǎn)單又方便地實(shí)現(xiàn)數(shù)字 PID 控制規(guī)律 , 對(duì)精度調(diào)整起 來(lái)也很方便。 具體控制方案可采用了數(shù)字 PID 算法結(jié)合積分分離方法對(duì)電熱 箱溫度進(jìn)行控制 , 具有精度高、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，參考了大量的資料，讓我認(rèn)識(shí)到了單片機(jī)功能的強(qiáng)大， 讓我學(xué)到了很多，受益匪淺！參考文獻(xiàn)1 何立編 .單片機(jī)應(yīng)用與設(shè)計(jì) . ：航空航天大學(xué)， 2000.82 何立編.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編(1 )(7).:航空航天大學(xué)，199319993 胡健主編 . 單片機(jī)原理及接口技術(shù)實(shí)踐教程 . ：

50、機(jī)械工業(yè)， 20044 電力電子變流技術(shù)5 寧主編 . 單片機(jī)與控制技術(shù) . :航空航天大學(xué)， 2005.36 肖洪兵 . 胡輝 . 郭速學(xué)編著 . 跟我學(xué)單片機(jī) . :航空航天大學(xué)， 2002.87 朱定華 . 單片機(jī)原理與接口技術(shù) . 電子工業(yè)， 2001,48 瑞新 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用教程 . 機(jī)械工業(yè)， 2003,79 麗芬 . 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)典型實(shí)例 . 中國(guó)鋼鐵工業(yè)出版 ,200410 余家春 .Prote199SE 電路設(shè)計(jì)實(shí)用教程 .: 中國(guó)鐵道， 200311 Li S. Matching: invariants to translations, rotations and scale changes J