毕业设计论文烟叶初烤炕房温度控制系统的设计论文.docVIP

1 前言 1.1选题背景与意义在烟叶初烤中最重要的环节就是温度，温度是工业生产中主要的被控参数之一，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量。与之相关的各种温度控制系统广泛应用于冶金、化工、机械、食品等领域。烟叶初烤炕房温度智能测控系统是为了改变烟叶的初烤过程中出现的烟叶烘烤质量不高，控制不精确，温度采集不稳定等诸多方面的问题。烟叶初烤过程中，烤房开始由用户设定温度，温度设定后，烤房内温度的准确测量和有效控制是烘烤的核心和烟叶质量的根本保证。本次设计是以单片机为核心的智能温度测控系统，实现烤烟过程中温度的自动控制，解决温度测量不准、温度计使用不便及人工启闭回风门（用于排湿）、火门或鼓风机（控制火炉火势）等问题。它实际上就是一个温度智能控制系统，用来解决人为操作所带来的麻烦和不必要的失误，以此来增加对烟叶初烤的质量的保证，当然实际应用中也只能在一定程度上接近所指定的指标 图2.1 系统框架图 温度采集电路以数字量形式将现场温度传至单片机。单片机结合现场温度和用户设定的目标温度，按照温度积分分离PID控制算法计算出实时控制量，以此来控制风门的工作状态，使烤房内温度逐步稳定与用户设定的目标值。在温度达到设定的目标温度后，由于自然冷却而使温度下降时，单片机通过采样回的温度和设置的目标温度作比较，作出相应的控制。系统运行过程中的实时温度参量均由LCD实时显示。 3 硬件设计 3.1 单片机最小系统 3.1.1 AT89S51单片机特点介绍 设计的主要任务是完成温度测量与显示的同时控制电机的正反转，以此带动执行机构来控制风门的开启与关闭，来达到温度控制的目的，而单片机的在输入输出的精度上完全可以达到这个要求，同时单片机控制操作简单，系统成本低，因此选用51系列的单片机来作为硬件的核心，并且51系列的单片机技术已经日趋完善，性能可靠。 在系统中，单片机处于CPU的作用，接收传感器传来的温度信号，经过处理传送给LCD1602A液晶显示器显示当前的实时温度，同时比较用户设定的温度，决定电机的运作，达到控制风门的作用，同时控制报警电路决定蜂鸣器是否工作组成一个简单的温度控制反馈调节系统。 AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，AT89S51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。 它的主要性能特点有： 1、4k Bytes Flash片内程序存储器； 　　 2、128 bytes的随机存取数据存储器（RAM）； 　　 3、32个外部双向输入/输出（I/O）口； 　　 4、5个中断优先级、2层中断嵌套中断； 　　 5、6个中断源； 　　 6、2个16位可编程定时器/计数器； 　　 7、2个全双工串行通信口； 　　 8、看门狗（WDT）电路； 　　 9、片内振荡器和时钟电路； 　　1 0、与MCS-51兼容； 　　 11、全静态工作：0Hz-33MHz； 　　 12、三级程序存储器必威体育官网网址锁定； 　　 13、可编程串行通道； 　　 14、低功耗的闲置和掉电模式。 AT89S51的管脚图如图3.1所示： 图3.1 AT89S51引脚图 VCC：电源电压输入端。 GND：电源地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚