基于AT89C2051單片機的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計畢業(yè)論文.doc

無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書1第一章緒論溫度控制，在工業(yè)自動化控制中占有非常重要的地位。單片機系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用給現(xiàn)代工業(yè)測控領(lǐng)域帶來了一次新的技術(shù)革命，自動化、智能化均離不開單片機的應(yīng)用。將單片機控制方法運用到溫度控制系統(tǒng)中，可以克服溫度控制系統(tǒng)中存在的嚴(yán)重滯后現(xiàn)象，同時在提高采樣頻率的基礎(chǔ)上可以很大程度的提高控制效果和控制精度?，F(xiàn)代自動控制越來越朝著智能化發(fā)展，在很多自動控制系統(tǒng)中都用到了工控機，小型機、甚至是巨型機處理機等，當(dāng)然這些處理機有一個很大的特點，那就是很高的運行速度，很大的內(nèi)存，大量的數(shù)據(jù)存儲器。但隨之而來的是巨額的成本。在很多的小型系統(tǒng)中，處理機的成本占系統(tǒng)成本的比例高達(dá)20%，而對于這些小型的系統(tǒng)來說，配置一個如此高速的處理機沒有任何必要，因為這些小系統(tǒng)追求經(jīng)濟(jì)效益，而不是最在乎系統(tǒng)的快速性，所以用成本低廉的單片機控制小型的，而又不是很復(fù)雜，不需要大量復(fù)雜運算的系統(tǒng)中是非常適合的。溫度控制，在工業(yè)自動化控制中占有非常重要的地位，如在鋼鐵冶煉過程中要對出爐的鋼鐵進(jìn)行熱處理，才能達(dá)到性能指標(biāo)，塑料的定型過程中也要保持一定的溫度。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，各個領(lǐng)域?qū)ψ詣涌刂葡到y(tǒng)控制精度、響應(yīng)速度、系統(tǒng)穩(wěn)定性與自適應(yīng)能力的要求越來越高，被控對象或過程的非線性、時變性、多參數(shù)點的強烈耦合、較大的隨機擾動、各種不確定性以及現(xiàn)場測試手段不完善等，使難以按數(shù)學(xué)方法建立被控對象的精確模型的情況。隨著電子技術(shù)以及應(yīng)用需求的發(fā)展，單片機技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的進(jìn)展。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)有了更高的飛躍，我們現(xiàn)在完全可以運用單片機和電子溫度傳感器對某處進(jìn)行溫度檢測，而且我們可以很容易地做到多點的溫度檢測，如果對此原理圖稍加改進(jìn)，我們還可以進(jìn)行不同地點的實時溫度檢測和控制。1.1設(shè)計指標(biāo)設(shè)計一個溫度控制系統(tǒng)具體化技術(shù)指標(biāo)如下。1.被控對象可以是電爐或燃燒爐，溫度控制在0100，誤差為0.5；2.恒溫控制；3.LED實時顯示系統(tǒng)溫度，用鍵盤輸入溫度；1.2本文的工作無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書2詳細(xì)分析課題任務(wù)，設(shè)計了電源電路，鍵盤電路，單片機系統(tǒng)，顯示電路，執(zhí)行器電路，報警電路，復(fù)位電路，時鐘電路，A/D轉(zhuǎn)換電路等系統(tǒng)。然后根據(jù)課題任務(wù)的要求設(shè)計出實現(xiàn)控制任務(wù)的硬件原理圖和軟件，并進(jìn)行訪真調(diào)試。無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書3第二章設(shè)計思想實現(xiàn)溫度控制的方法有多種，可以用工控機作為控制器，用熱電阻測量溫度；也可以用單片機作為控制器，用熱電偶進(jìn)行溫度測量。當(dāng)然每一種方案都有其各自的優(yōu)點。本章詳細(xì)列舉、說明了基于89C2051單片機的溫度控制的方案、并畫出了其原理方框圖，對方案的優(yōu)缺點進(jìn)行了分析。2.1設(shè)計思想方案(1)硬件組成：單片機、A/D轉(zhuǎn)換器、LED顯示器、集成的熱電偶溫度變送器、固態(tài)繼電器、大功率發(fā)熱器。(2)工作原理：由集成的熱電偶變送器對系統(tǒng)溫度進(jìn)行檢測，并完成信號標(biāo)準(zhǔn)化、變送功能。單片機執(zhí)行控制功能、由固態(tài)繼電器控制大功率發(fā)熱器電源的導(dǎo)通與斷開，從而達(dá)到控制溫度的目的。(3)系統(tǒng)原理框圖2.2論證分析最終方案論述：很顯然，方案較其它相比無論在經(jīng)濟(jì)上和實現(xiàn)容易程度上都要好。方案在實行控制的時候不像其它采用D/A轉(zhuǎn)換后再控制調(diào)節(jié)閥的方法，而是直接外接一個固態(tài)繼電器，通過內(nèi)部改變定時器的中斷時間來調(diào)節(jié)一個周期內(nèi)電子開關(guān)的導(dǎo)通和斷開時間。這樣既節(jié)省了材料也可以很大程度上減少硬件電路的結(jié)構(gòu)。綜上所述方案有如下的特點：(1)在完成所要求的任務(wù)的基礎(chǔ)之上還有著結(jié)構(gòu)簡單、明了的特點，很容易實現(xiàn)，而且在一定的程度上節(jié)約成本。TL255189C2051固態(tài)繼電器LED顯示DDZ熱電偶溫度變送器鍵盤電爐溫度圖2-1方案的原理框圖無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書4(2)由于采用了離線的方法，很大程度上的減少了編程的麻煩，實現(xiàn)起來較容易。(3)采用了無污染能源，保