加热炉温度控制器设计毕业论文.docVIP

加热炉温度控制器设计 摘 要：本设计是加热炉的温度控制器的设计。本设计以MCS-51系列单片机8031、AD574、8155、可控硅、LM311等芯片组成的温度检测电路，模/数转换电路，键盘/LED显示电路,报警电路，信号放大电路；在描述了外围硬件电路的同时，还做了大量的软件工作，包括数据处理软件，PID控制算法。温度是一个系统经常需要测量、控制和保持的量，而温度是一个模拟量，不能直接与单片机交换信息，通过采用适当的技术进行了温度采样，有效的提高了控制系统的实时性和控制精度，大大改善了炉温控制的自动化程度。 关键词：单片机，PID算法，温度采样，温度检测，温度控制 Abstract：This design is the temperature controller of mill furnace. This design mainly introduced 8031 of series MCS-51、ADC0809、8155、LM311、controllable silicon, which composed temperature measurement and control circuit、A/D transfer circuit、keyboard/LED display、signal magnifying circuit alarming circuit; Some important techniques in a design scheme of the software of the temperature by single-chip Microcomputer are introduced also, such as date processing software, PID algorithm. The temperature need to be surveyed, controlled and maintained by a system frequently. But the temperature is an analog, can not exchange information with the single chip directly. Through the temperature sampling, this design enhances real-time character of control system and control precision effectively, improves the automatic degree of furnace temperature. Keywords：Single-chip Microcomputer, PID algorithm, Temperature sampling, Temperature control, furnace temperature 目 录 1 前言 1 1.1 设计背景 1 1.2 设计目标 2 1.3 实施计划 2 1.4 必备条件 2 2 总体方案设计 4 2.1 方案比较 4 2.1.1 方案一 4 2.1.2 方案二 5 2.1.3 方案三 6 2.2 方案论证 7 2.3 方案选择 7 3 单元模块设计 8 3.1 各单元模块功能介绍及电路设计 8 3.1.1 温度测量放大模块设计 8 3.1.2 模数转换模块设计 10 3.1.3 温度控制模块设计 11 3.2 电路参数的计算及元器件的选择 13 3.3 各单元模块的联接 14 3.3.1 键盘接口和数码显示电路 14 3.3.2 程序存储器和并行接口的扩展及报警电路 16 4 软件设计 19 4.1 软件设计原理及设计所用工具 19 4.2 主程序设计及中断服务程序设计 20 4.2.1 温度控制主程序流程简图 20 4.2.2 中断服务程序设计 21 4.3 温度控制子程序 23 4.3.1 键盘扫描和温度显示程序设计 23 4.3.2 炉温采样、数字滤波程序设计 25 4.3.3 温度标度转换算法 27 4.4 PID算法 29 4.4.1 PID算法基本原理 29 4.4.2 PID算法及子程序 31 5 系统调试 33 6 系统功能、指标参数 36 6.1 系统能实现的功能 36 6.2 指标参数 36 7 结论 37 8 总结与体会 38 9 谢辞 39 10 参考文献 40 附1-1 系统的原理电路图 41 附1-2 键盘接口/LED显示电路图 42 附1-3 温度控制模块图 43 附1-4 模数转换电路图 44 附2 系统源程序 45 附3 外文文献翻译-译文 54 附4 外文文献翻译-原文 60 前言