基于AT89C2051單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).doc

無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1基于AT89C2051單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要：溫度控制在工業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用的非常廣泛，其控制過(guò)程中存在著很大的時(shí)滯性和很強(qiáng)的干擾。采用一般的控制方法如PID控制，都不能很好地滿(mǎn)足要求。而基于AT89C2051單片機(jī)的溫度控制策略可以很容易的解決這些問(wèn)題。以AT89C2051單片機(jī)為基礎(chǔ)，結(jié)合溫度傳感變送器、A/D轉(zhuǎn)換器、LED顯示器、固態(tài)繼電器等，組成一個(gè)基于AT89C2051單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，溫度傳感變送器獲得溫度的感應(yīng)電壓，轉(zhuǎn)變成15V的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)，再由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)內(nèi)部。單片機(jī)將給定的溫度與測(cè)量溫度的相比較，得出偏差量執(zhí)行器由開(kāi)關(guān)頻率較高的固態(tài)繼電器開(kāi)關(guān)擔(dān)任，采用模擬的PWM控制方法，改變同一個(gè)周期中電子開(kāi)關(guān)的閉合時(shí)間，達(dá)到控制的目的。關(guān)鍵詞：溫度控制；單片機(jī)；測(cè)量變送無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2TheTemperaturecontrolsystemicdesignbasedonAT89C2051MCUAbstract:Temperaturecontrolisusedwidelyinindustryproduction,withlargelagandbigdisturb.TraditioncontrolmethodforexamplePIDcontrolmethodcantmeettherequest.AT89C2051MCUcaneasilymeettheserequests.UsingtheAT89C2051singlechipcomputerastheFuzzycontroller,withtemperaturemeasureandadjust-convectioninstrument,A/Dtransformer,LEDdisplayer,solidswitchandsoon,formaTemperaturecontrolsystemicbasedonAT89C2051MCU.Insuchsystem,temperaturemeasureandadjust-convectioninstrumentmeasuresthetemperatureandchangedintonormative15voltagesignals,theA/Dtransformertransformtheanalogsignalsintodigitalsignals,andintroduceintothesinglechipcomputer.Andthesinglechipcomputereducesthecontrolvaluewhichbasedonthedifferencebetweentheinitializationandthemeasurevalue.SolidswitchwithhighfrequenciesusedasaexecutoranduseaanalogPWMconverter,tochangetheclosetimeinadecidedperiods,whichaimedatcontrolthetemperature.Keywords:Temperaturecontrol,Singlechipmicrocomputer,measureandadjust-convection無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)3目錄第一章緒論11.1設(shè)計(jì)指標(biāo)11.2本文的工作1第二章設(shè)計(jì)思想32.1設(shè)計(jì)思想32.1論證分析3第三章系統(tǒng)設(shè)計(jì)53.1硬件設(shè)計(jì)53.1.1電源電路53.1.2溫度檢測(cè)與變送環(huán)節(jié)53.1.3模數(shù)轉(zhuǎn)換接口電路83.1.4單片機(jī)最小系統(tǒng)93.1.5片外數(shù)據(jù)輔助存儲(chǔ)器103.1.6人機(jī)交互接口113.1.7執(zhí)行機(jī)構(gòu)143.2軟件設(shè)計(jì)153.2.1主程序153.2.2串行A/D轉(zhuǎn)換芯片的驅(qū)動(dòng)和其輸出值的量化173.2.3片外I2CE2PROM驅(qū)動(dòng)和空間分布203.2.4溫度及設(shè)定職的顯示子程序203.2.5鍵盤(pán)管理子程序233.2.6定時(shí)中斷應(yīng)答子程序273.2.7模糊運(yùn)算子程序303.3抗干擾設(shè)計(jì)與軟件調(diào)試353.3.1硬件抗干擾353.3.2軟件抗干擾設(shè)計(jì)363.3.3軟件調(diào)試36無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)4第四章程序清單40第五章總結(jié)68致謝69參考文獻(xiàn)70第一章緒論溫度控制，在工業(yè)自動(dòng)化控制中占有非常重要的地位。單片機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用給現(xiàn)代工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域帶來(lái)了一次新的技術(shù)革命，自動(dòng)化、智能化均離不開(kāi)單片機(jī)的應(yīng)用。將單片機(jī)控制方法運(yùn)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(shí)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(dòng)控制越來(lái)越朝著智能化發(fā)展，在很多自動(dòng)控制系統(tǒng)中都用到了工控機(jī)，小型機(jī)、甚至是巨型機(jī)處理機(jī)等，當(dāng)然這些處理機(jī)有一個(gè)很大的特點(diǎn)，那就是很高的運(yùn)行速度，很大的內(nèi)存，大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。但隨之而來(lái)的是巨額的成本。在很多的小型系統(tǒng)中，處理機(jī)的成本占系統(tǒng)成本的比例高達(dá)20%，而對(duì)于這些小型的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，配置一個(gè)如此高速的處理機(jī)沒(méi)有任何必要，因?yàn)檫@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(jī)控制小型的，而又不是很復(fù)雜，不需要大量復(fù)雜運(yùn)算的系統(tǒng)中是非常適合的。溫度控制，在工業(yè)自動(dòng)化控制中占有非常重要的地位，如在鋼鐵冶煉過(guò)程中要對(duì)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(guò)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(gè)領(lǐng)域?qū)ψ詣?dòng)控制系統(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(lái)越高，被控對(duì)象或過(guò)程的非線性、時(shí)變性、多參數(shù)點(diǎn)的強(qiáng)烈耦合、較大的隨機(jī)擾動(dòng)、各種不確定性以及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試手段不完善等，使難以按數(shù)學(xué)方法建立被控對(duì)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(jī)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