基于AT89C51单片机电烤箱的温度控制系统设.doc-资料库

80084243-db12-4fad-94fe-4270da88304a.doc.pdf-第1页.png

第1页 / 共50页

80084243-db12-4fad-94fe-4270da88304a.doc.pdf-第2页.png

第2页 / 共50页

80084243-db12-4fad-94fe-4270da88304a.doc.pdf-第3页.png

第3页 / 共50页

80084243-db12-4fad-94fe-4270da88304a.doc.pdf-第4页.png

第4页 / 共50页

80084243-db12-4fad-94fe-4270da88304a.doc.pdf-第5页.png

第5页 / 共50页

80084243-db12-4fad-94fe-4270da88304a.doc.pdf-第6页.png

第6页 / 共50页

80084243-db12-4fad-94fe-4270da88304a.doc.pdf-第7页.png

第7页 / 共50页

80084243-db12-4fad-94fe-4270da88304a.doc.pdf-第8页.png

第8页 / 共50页

洛阳理工学院毕业设计（论文）基于 AT89C51 单片机电烤箱的温度控制系统设计摘要随着社会的不断发展，人们改造自然的能力也在不断的提高。机器的诞生，为我们减少了部分或者全部的脑力劳动和体力劳动。电子技术的诞生更是带来了翻天覆地的变化。机电控制系统成为机械技术与微电子技术集成的共性关键技术。人们通过它可以使机械完全按照自己的意愿来执行。随着机电控制技术的发展，主要体现出了单片机和 PLC 两种控制方式。本设计采用单片机控制。单片机在日常生活中的运用越来越广泛。温度控制在工业生产中经常遇到。从石油化工到电力生产，从冶金到建材，从食品到机械都要对温度进行控制.甚至在有些产品生产过程中温度的控制直接影响到产品的质量。单片机温度控制无论是现在还是未来都会起到重要作用。本文介绍了以 AT89C51 单片机为核心的电烤箱温度控制系统。电烤箱的温度控制系统有两个部分组成：硬件部分和软件部分。其中硬件部分包括：单片机电路、传感器电路、放大器电路、转换器电路、以及键盘和显示电路。软件部分包括：主程序、运算控制程序、以及各功能实现模块的程序。文章最后对本设计进行了总结。对温度控制系统的发展提出了几点建议。关键词：单片机，温度，电烤箱，控制 I

洛阳理工学院毕业设计（论文） AT89C51 SINGLE-CHIP BASED ON THE OVEN'S TEMPERATURE CONTROL SYSTEM DESIGN ABSTRACT With the continuous development of society, people's ability to transform nature of the advance has been. The birth of the machine for us to reduce some or all of the mental and physical. The birth of electronic technology has brought even more earth-shaking changes. Electrical and mechanical engineering control systems become integrated with the microelectronic technology common key technologies. People can make through its machinery in full accordance with the wishes of their own to implement. With the development of electrical and mechanical control techniques, mainly reflecting the two types of single-chip computer and PLC control. The design uses a single-chip control. Single-chip microcomputer use in their daily lives more and more widely. Temperature control in industrial production are often encountered. Chemicals from oil to electricity production, from metallurgy to materials, from food to mechanical temperature control should be. Or even some products in the production process control of temperature directly affects the quality of the product. Single-chip temperature control both now and will play an important role in the future. This paper introduces the AT89C51 single-chip microcomputer as the core of the oven temperature control system. Oven temperature control system has two parts: hardware and software parts. Hardware components which include: Single-chip circuit, sensor circuit, amplifier circuit, converter circuit, as well as the keyboard and display circuit. Software include: the main program, operator control procedures, as well as the realization of the functional modules of the program. Finally, the article sums up the design. Temperature control system for the development of several suggestions put forward. KEY WORDS:microcontroller, temperature, electric ovens, control II

洛阳理工学院毕业设计（论文）目录前言 ........................................................................ 1 第 1 章概述 ............................................................2 1.1 技术指标 ........................................................ 2 1.2 控制方案 ........................................................ 2 第 2 章硬件部分设计 .................................................. 3 2.1 单片机电路设计 ................................................ 3 2.2 传感器电路设计 ................................................ 9 2.3 A/D 转换电路设计 .............................................12 2.4 放大器电路设计 ............................................... 15 2.5 键盘及显示电路的设计 .......................................20 2.6 抗干扰电路设计 ............................................... 23 第 3 章软件部分设计 .................................................. 27 3.1 工作流程 ....................................................... 27 3.2 功能模块 ....................................................... 27 3.3 资源分配 ....................................................... 27 3.4 功能软件设计 ................................................. 27 结论 ...................................................................... 39 谢辞 ...................................................................... 40 参考文献 .................................................................. 41 附录 ...................................................................... 42 外文翻译资料 ............................................................. 43 III

洛阳理工学院毕业设计（论文）前言随着社会的不断发展，人们对机械的应用也越来越广，进而人们对机械运动的控制要求亦越来越高。机电控制实现了以电气来控制机械。单片机的出现使机电控制技术突飞猛进。单片机在工业控制、仪器仪表、商用商品、家用电器以及计算机接口等领域应用广泛。单片机出现的历史并不长，但发展迅猛。自 1975 年美国德克斯仪器公司首次推出 8 位单片机 TMS-1000 后才开始快速发展。1976 年 9 月，美国 Intel 公司首次推出 MCS-48 系列 8 位单片机以后，单片机发展进入了一个新的阶段。1983 年 Intel 公司推出的 MCS-96 系列、1987 年 Intel 公司又推出的 80C96 等位 16 位单片机。近年来各个计算机生产厂家已进入更高性能的 32 位单片机研制、生产阶段。单片机发展之快、品种之多。其中最常用的主要有：AT89 系列单片机、AVR 单片机 Motorola 公司的 M68HC08 系列单片机以及 PIC 单片机。随着社会的发展，单片机的特点体现在体积小、可靠性高、使用方便等方面。根据温度控制的特点，本次设计采用 AT89C51 单片机为控制核心，采用数字 PID 控制算法。实现对电烤箱的温度控制。通过本次设计进一步详细说明单片机控制系统在社会生活中的应用。为以后进一步应用单片机系统提供帮助。 1

洛阳理工学院毕业设计（论文）第 1 章概述温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，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，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。根据温度变化快慢，并且控制精度不易掌握等特点，本文电烤箱的温度控制为模型，设计了以 AT89C51 单片机为检测控制中心的温度控制系统。温度控制采用 PID 数字控制算法，显示采用 3 位 LED 静态显示。该设计结构简单，控制算法新颖，控制精度高，有较强的通用性。 1.1 技术指标电烤箱的具体指标如下： (1) 电烤箱由 2 kW 电炉加热，最高温度为 500℃。 (2) 电烤箱温度可预置，烤干过程恒温控制，温度控制误差≤±2℃。 (3) 预置时显示设定温度，烤干时显示实时温度，显示精确到 1℃。 (4) 温度超出预置温度±5℃时发声报警。 (5) 对升降温过程的线性没有要求。 1.2 控制方案产品的工艺不同，控制温度的精度也不同，因而所采用的控制算法也不同。就温度控制系统的动态特性来讲，基本上都是具有纯滞后的一阶环节，当系统精度及温控的线性性能要求较高时，多采用 PID 算法来实现温度控制。本系统是一个典型的闭环控制系统。从技术指标可以看出，系统对控制精度的要求不高，对升降温过程的线性也没有要求，因此，系统采用最简单的通断控制方式，即当烘干箱温度达到设定值时断开加热电炉，当温度降到低于某值时接通电炉开始加热，从而保持恒温控制。 2

洛阳理工学院毕业设计（论文）第 2 章硬件部分设计系统的硬件部分包括单片机电路、A/D 转换器电路、放大器电路、传感器电路、键盘及显示电路五部分。其各部分连接关系如图 2-1 所示。人机对话部分温度显示温度检测部分 A/D转换器变送器热电阻键盘主机声音报警温度控制部分光耦驱动器可控硅调功器电炉图 2-1 电烤箱温度控制系统结构 2.1 单片机电路设计随着社会的发展，单片机以其体积小、可靠性高、使用方便等特点在社会生活中达到广泛应用。根据温度控制的特点，本次设计采用 AT89C51 单片机。以下对其进行详细介绍。 AT89C51 单片机是美国 Intel 公司的 8 位高档单片机系列。也是目前应用最为广泛的一种单片机系列。其内部结构简化框图如下所示。AT89C51 系列单片机主要有 CPU、存储器（包括 RAM 和 ROM）、I\O 接口电路及时钟电路等部分组成。一中央处理器 CPU 中央处理器 CPU 是单片机的核心。是计算机的控制指挥中心。同一般微机的 CPU 类似。AT89C51 单片机内部 CPU 包括控制器和运算器两部分。如图 2-2AT89C51 单片机内部结构简化框图 1.运算器 AT89C51 运算器电路以算术逻辑单元 ALU 为核心。有累加器 ACC、寄存器 B、暂存器 1、暂存器 2、程序状态寄存器 PSW 和布尔处理机共同组成。它主要完成数 3

洛阳理工学院毕业设计（论文）据的算术运算、逻辑运算、位变量处理和数据传输等操作。运算结果的状态由程序寄存器 PSW 保存。 ① 算术逻辑单元 ALU 与累加器 ACC、寄存器 B 算术逻辑单元 ALU 不但能完成 8 位二进制的加、减、乘、除等算数运算。而且还能对 8 位变量进行逻辑“与”“或”“异或”循环位移等逻辑运算。累加器 ACC(简称累加器 A) 为一个 8 位寄存器，它是 CPU 中使用最频繁的寄存器。专门存放操作数或运算结果。图 2-2 AT89C51 单片机内部结构简化框图 ②．程序状态寄存器程序状态寄存器 PSW 是一个 8 位的状态寄存器。用于存放标志寄存器。用于存放指令执行后的状态，以供程序查询和判别。PSW 各位的状态通常是在指令执行的过程中自动设置的。但可以由用户根据需要指令加以改变。状态寄存器共有进位标志位 CY、辅助进位标志位（或称半进位）AC、用户自定义标志位 F0、工作寄存器组选择位 RS1、RS0、溢出标志位 OV、奇偶标志位 P. ③. 控制器控制部件是单片机的神经中枢。它包括程序计数器 PC、指令寄存器 IR、指令译码器 ID、数据指针 DPTR、堆栈指针 SP、缓冲器和定时器控制电路等。它先以主振频率为基准发出 CPU 的时序对指令进行译码，然后发出各种控制信号。完成一系列定时控制的微操作。用来协调单片机各部分正常工作。二 AT89C51 单片机引脚功能 4

洛阳理工学院毕业设计（论文） AT89C51 系列单片机的封装形式有两种：一种是双列直插方式封装；另一种是方形封装。AT89C51 单片机 40 个引脚及总线结构图如下所示。其 CMOS 工艺制造的低地功耗芯片也有采用方形封装的。但为 44 个引脚，其中 4 个引脚是不使用的。由于 89C51 单片机是高性能的单片机。同时受到引脚数目的限制，所以有部分引脚具有第二功能。如图 2-3 单片机引脚图。 1.主电源引脚主电源引脚两根：VCC 接+5V 电源正端；VSS 接+5V 电源地端。 2.外接晶体引脚两根 XTAL1:接外部石英体和微调电源的一端。 XTAL2:接外部晶体和微调电容的另一端。其中，对用外部时钟时，对于 HMOS 单片机,XTAL1 脚接地，XTAL2 脚作为外部振荡信号的输入端。对 CHMOS 单片机 XTAL1 脚作为外部振荡信号的输入端，XTAL2 脚空不接。图 2-3 单片机引脚图 3. 引脚功能 I\O 引脚共 32 根。 ①PO 口：P0.0-P0.7 统称为 PO 口是 8 位双向 I/O 口线。P0 口即可作为地址/ 数据总线使用，又可作为通用的 I/O 口线。在不接片外存储器与不扩展 I/O 口时， 5

资料库

基于AT89C51单片机电烤箱的温度控制系统设.doc

相关推荐

网络技术

热门标签

最新资料