基于AT89S52单片机的水温控制系统建模与实现

基于AT89S52单片机的水温控制系统建模与实现

作者：王小雨 郑伟 王一丁

来源：《电子世界》2012年第18期

【摘要】用基于AT89S52单片机的最小系统进行温度实时采集与控制是该设计的主要内容。温度信号由DS1820温度传感器采集，控制器采用数字增量式PID算法，控制信号经继电器实现对水温的控制。功率控制部分采用光电耦合器件和双向可控硅组成开关电路控制功率电阻加热，实现强电和弱电完全隔离。

【关键词】AT89S52单片机；PID；水温控制

随着控制理论和电子技术的发展，工业控制器的高精度性要求越来越高。其中以单片机为核心实现的数字控制器因其体积小、成本低、功能强、简便易行而得到广泛应用。[1]而电加热控制由于其具有升温单向性、时滞性、时变性等特点，很难用传统的模拟电路实现最优控制。本文介绍了一种以AT89S52单片机为核心的最小控制系统实现对电阻炉温度进行智能控制。该系统通过数字增量式PID算法得出控制量，经脉冲调制输送给功率控制器，实现水温控制。

1.系统结构设计

本系统以AT89S52作为控制核心，用温度传感器DS18B20作为测量反馈装置，把实际水温的数字量测量出来，再用单片机读进，在程序中与温度设定值比较，差值经过数字PID算法，算出相应的加热功率，通过控制加热功率达到控制温度的目的。系统的功能模块如图1所示。

其中，AT89S52单片机作为控制核心，根据温度传感器从热水杯中读取的温度数据，以及人机交互界面得到的水温设定值，结合一定的控制算法产生相应的控制信号，传送给继电器电路以控制电阻电炉的工作状态，使水温不断逼近设定温度。

2.系统模型建立

2.1 执行器的模型建立

系统的执行器电阻电炉，可由一个电阻R和一个纯电感L来等效。电阻的发热功率P的计算公式为：。

其中与电源电压的关系可表示为：

搜索“diyifanwen.net”或“第一范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，第一范文网，提供最新人文社科基于AT89S52单片机的水温控制系统建模与实现全文阅读和word下载服务。