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蛋白质水解温度控制系统设计 应用电子技术专业 指导老师 摘要 本文介绍了以8031单片机为核心的蛋白质水解控制器的工作原理和设计方法。文中介绍了该控制器的硬件部分，包括：温度检测电路、温度控制电路和一些接口电路（如：EPROM扩展接口、并行I/O接口、A/D转换接口等）。此外，文中还着重介绍了软件设计部分，在这里采用模块化结构，主要模块有：TO中断服务程序、分段控制程序、给定值计算程序、采样程序、数字滤波程序以及PID计算程序等。本设计也可用于其它的温度控制系统。 Abstract: This paper introduces the principle and the designing methods of proteolysis controller, and the main is 8031 single - chip computer. At first, the paper gives the hardware parts on this system. These circuits include: temperature monitor, temperature controller and a few meets, which include EPROM expand, I/O parallel interface and A/D conversion etc. In addition, the main of this paper is the software parts. And the modular programming is used in the paper. The main modules include: To interrupt service routine, segmentation routine, predetermine value routine, sampling routine, digital filtering routine and PID calculating routine etc. This design is used for the others of temperature controller in common. Key Word: Single–chip computer Proteolysis controller Temperature monitor Temperature controller Analog Digital conversion Process ID calculation 前 言：蛋白质水解是食工加品领域中的主要应用之一，因为在不同的温度曲线下，蛋白质水解速度与水解度不同。这就需要一个优良的水解温度控制系统。现代社会，随着科学技术的不断进步，各种各样的智能控制系统越来越多，在众多的控制系统中，单片机扮演着重要的角色。利用各种各样的单片机作为控制系统的核心，是这些智能控制的标志。 本设计就是采用MCS-51系列单片机对蛋白质水解炉温度控制，电阻炉炉温控制是这样一个反馈调节过程：由单片机定时对炉温进行检测，经A/D转换芯片得到相应的数字量和需要的炉温量得到偏差，通过对偏差的处理获得控制信号，去调节炉子的加热功率，从而实现对炉温控制。 全文可以分为硬件和软件两个部分，首先介绍了该控制系统器的硬件设计部分，包括温度检测电路、温度控制电路和一些接口电路（如：EPROM扩展接口、并行I/O接口、A/D转换接口等）。其次是软件设计部分，在这里采用模块化结构，主要模块有：T0中断服务程序、分段控制程序、给定值计算程序、采样程序、数字滤波程序以及PID计算程序等。 限于本人常识浅薄，加上时间仓促，错误和遗漏之处在所难免，敬请各位老师和同学不吝批语指出。 设计要求 1、分段对蛋白质溶液进行监测和控制，段数为3～19段；要求每段的温升-时间关系为电炉加热功率：2000瓦；容积：20升； 电源：AC 220伏； 控温范围：+20~+100度。 2、分段对蛋白质进行监测和控制，要求每段的升温速度为：ΔT/Δt。 3、反应的温度要按预定的温度-时间关系变化。 4、要有一定的控制精度和转换精度（一般采用数字式PID控制）。 5、要求设计一个清晰明了的整体方案，各个芯片的选用要具体，具有良好的扩展技术和接口技术。 6、需要考虑到其他的一些技术，如：传感器技术，抗干扰技术和一些可靠性技术等。 设计总体方案 本设计是主要是利用单片机8031实现对温度的监测和控制，以达到蛋白质水解反应的具体温度。该系统的工作流程如下框图： 工作流程为：传感器定时对炉温进行监测放大后，经芯片ADC08