基于AT89C2051單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)調(diào)研報(bào)告.doc

無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研報(bào)告-1-調(diào)研報(bào)告面對(duì)不斷飛速發(fā)展的社會(huì)以及經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度，讓我們很容易想到這是高速發(fā)展的科技快速發(fā)展的結(jié)果?，F(xiàn)代科技發(fā)展的主要都會(huì)圍繞著效率以及機(jī)械化。溫度控制的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)溫度是工業(yè)對(duì)象中一個(gè)主要的被控參數(shù)，它是一種常見的過程變量，因?yàn)樗苯佑绊懭紵?、化學(xué)反應(yīng)、發(fā)酵、烘烤、煅燒、蒸餾、濃度、擠壓成形，結(jié)晶以及空氣流動(dòng)等物理和化學(xué)過程。溫度控制不好就可能引起生產(chǎn)安全，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量等一系列問題。溫度控制是許多機(jī)器的重要的構(gòu)成部分，它的功能是將溫度控制在所需要的溫度范圍內(nèi)，然后進(jìn)行工件的加工與處理。不論是在生活中還是在工業(yè)生產(chǎn)過程中，溫度的變化對(duì)生活、生產(chǎn)的某些細(xì)節(jié)環(huán)節(jié)都會(huì)造成不同程度的影響，所以適時(shí)地對(duì)溫度進(jìn)行控制具有重要的意義。目前，市場(chǎng)上有很多比較先進(jìn)的溫度控制儀，如美國(guó)福祿克公司(FlukeCorporation)提供的緊湊式高準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)溫度爐，能滿足只有極少公司才可達(dá)到的IECIOIO和CSA安全標(biāo)準(zhǔn)。其500系列溫控儀有以下特點(diǎn):-45670可選溫度范圍，溫度穩(wěn)定性為0.02，溫度一致性為0.05，溫度不確定性0.1，計(jì)算機(jī)接口包括RS-232標(biāo)準(zhǔn)配置，重量13.6kg，尺寸為318*203*267mm。福祿克公司旗下的HART公司更是溫度校準(zhǔn)的恒溫曹世界第一銷量的公司，HART設(shè)計(jì)的獨(dú)一無二的控制技術(shù)能夠給出0.0001的溫度穩(wěn)定性。恒溫槽設(shè)置點(diǎn)的超高分辨力可達(dá)到小數(shù)點(diǎn)后5位的高精度。另外，還有德國(guó)的Lauda公司生產(chǎn)的加熱/冷卻恒溫浴槽、冷卻器，溫度控制精度可達(dá)正負(fù)0.01。這些都是當(dāng)今在溫度控制領(lǐng)域研究出來的比較先進(jìn)的產(chǎn)品，其勢(shì)頭還將一路發(fā)展下去，本領(lǐng)域的研究還將不斷地進(jìn)行，也必將會(huì)有更多、更加先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品問世。隨著現(xiàn)代工業(yè)的逐步發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中，溫度、壓力、流量和液位是四種最常見的過程變量。其中，溫度是一個(gè)非常重要的過程變量。例如：在冶金工業(yè)、化工工業(yè)、電力工業(yè)、機(jī)械加工和食品加工等許多領(lǐng)域，都需要對(duì)各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐的溫度進(jìn)行控制。然而，用常規(guī)的控制方法，潛力是有限的，難以滿足較高的性能要求。采用單片機(jī)來對(duì)它們進(jìn)行控制不僅具有控制方便、簡(jiǎn)單和靈活性大的優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被測(cè)溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。因此，單片機(jī)對(duì)溫度的控制問題是一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到的控制問題。漫步在繁華的現(xiàn)代化的大都市的大街上，隨時(shí)都可以看到街上有很多可以用無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研報(bào)告-2-卡取錢的機(jī)器(ATM自動(dòng)柜機(jī))，十字路口的交通燈。我們的手機(jī)，我們家里數(shù)碼電視機(jī)、數(shù)碼音響、遙控器、空調(diào)、智能玩具.這些“高科技”看上去是如此的神秘，它到底是怎樣構(gòu)成的，它是通過什么樣的程序和什么樣的方式來完成這一系列指令的呢？讓我們?nèi)″X更方便、避免城市的交通混亂和交通阻塞給我們生活帶來了處處方便。其實(shí)這也是用單片機(jī)來控制的，單片機(jī)在我們生活中觸手可及，它是如此地貼近我們的生活，單片機(jī)給我們的生活帶來的有如此多的便利。單片機(jī)從8位、16位到32位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有，有與主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補(bǔ)，為單片機(jī)的應(yīng)用提供廣闊的天地?？v觀單片機(jī)的發(fā)展過程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，大致有：1.低功耗CMOS化MCS-51系列的8031推出時(shí)的功耗達(dá)630mW，而現(xiàn)在的單片機(jī)普遍都在100mW左右，隨著對(duì)單片機(jī)功耗要求越來越低，現(xiàn)在的各個(gè)單片機(jī)制造商基本都采用了CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)。象80C51就采用了HMOS(即高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)和CHMOS(互補(bǔ)高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)。CMOS雖然功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而CHMOS則具備了高速和低功耗的特點(diǎn)，這些特征，更適合于在要求低功耗象電池供電的應(yīng)用場(chǎng)合。所以這種工藝將是今后一段時(shí)期單片機(jī)發(fā)展的主要途徑。2.微型單片化現(xiàn)在常規(guī)的單片機(jī)普遍都是將中央處理器(CPU)、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(RAM)、只讀程序存儲(chǔ)器(ROM)、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時(shí)電路、時(shí)鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強(qiáng)型的單片機(jī)集成了如A/D轉(zhuǎn)換器、PMW(脈寬調(diào)制電路)、WDT(看門狗)、有些單片機(jī)將LCD(液晶)驅(qū)動(dòng)電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機(jī)包含的單元電路就更多，功能就越強(qiáng)大。甚至單片機(jī)廠商還可以根據(jù)用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機(jī)芯片。此外，現(xiàn)在的產(chǎn)品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機(jī)除了功能強(qiáng)和功耗低外，還要求其體積要小?，F(xiàn)在的許多單片機(jī)都具有多種封裝形式，其中SMD(表面封裝)越來越受歡迎，使得由單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。3.主流與多品種共存現(xiàn)在雖然單片機(jī)的品種繁多，各具特色，但仍以80C51為核心的單片機(jī)占主無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研報(bào)告-3-流，兼容其結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)的有PHILIPS公司的產(chǎn)品，ATMEL公司的產(chǎn)品和中國(guó)臺(tái)灣的Winbond系列單片機(jī)。所以C8051為核心的單片機(jī)占據(jù)了半壁江山。而Microchip公司的PIC精簡(jiǎn)指令集(RISC)也有著強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭，中國(guó)臺(tái)灣的HOLTEK公司近年的單片機(jī)產(chǎn)量與日俱增，與其低價(jià)質(zhì)優(yōu)的優(yōu)勢(shì)，占據(jù)一定的市場(chǎng)分額。此外還有MOTOROLA公司的產(chǎn)品，日本幾大公司的專用單片機(jī)。在一定的時(shí)期內(nèi)，這種情形將得以延續(xù)，將不存在某個(gè)單片機(jī)一統(tǒng)天下的壟斷局面，走的是依存互補(bǔ)，相輔相成、共同發(fā)展的道路。目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。科技越發(fā)達(dá)，智能化的東西就越多，使用的單片機(jī)就越多?？磥韺W(xué)單片機(jī)是社會(huì)發(fā)展的需求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的單片機(jī)年容量已達(dá)13