电烤箱温度控制系统

目录

1绪论 .................................................................... 1 1.2系统方案 .............................................................. 1 1.2.1PLC温度控制系统 ..................................................... 1 1.2.2单片机温度控制系统 .................................................. 2 1.3选择控制方案 .......................................................... 2 2硬件设计 ................................................................ 4 2.1 单片机电路设计 ....................................................... 4 2.1.1中央处理器CPU ...................................................... 4 2.1.2 AT89C51单片机引脚功能 .............................................. 5 2.1.3 AT89C51单片机的存储器结构 .......................................... 7 2.1.4AT89C51单片机的并行I/O端口 ......................................... 7 2.1.5AT89C51单片机时钟电路及时序 ......................................... 8 2.1.6复位电路 ............................................................ 8 2.1.7AT89C51单片机的指令系统 ............................................. 9 2.1.8 74LS373 ............................................................ 9 2.2 传感器电路设计 ...................................................... 10 2.2.1传感器概述 ......................................................... 10 2.2.2传感器的基本特性 ................................................... 10 2.2.3热电阻的测量电路及应用 ............................................. 12 2.3 A/D转换电路设计 ..................................................... 12 2.3.1逐次逼近型A/D转换器ADC0809 ....................................... 12 2.3.2 AT89C51单片机与ADC0809接口 ....................................... 14 2.4 放大器电路设计 ...................................................... 15 2.5 键盘及显示电路的设计 ................................................ 16 2.5.1键盘接口电路 ....................................................... 16 2.6 抗干扰电路设计 ...................................................... 19 2.6.1电磁干扰的形成因素 ................................................. 19 2.6.2干扰的分类 ......................................................... 19 2.6.3单片机应用系统电磁干扰控制的一般方法 ............................... 19 2.6.4硬件抗干扰措施 ..................................................... 20 3软件设计 ............................................................... 22 3.1工作流程 ............................................................. 22 3.2功能模块 ............................................................. 22 3.3资源分配 ............................................................. 22 3.4软件部分设计 ......................................................... 22

3.4.1键盘管理 ........................................................... 22 3.4.2温度显示 ........................................................... 25 3.4.3温度检测 ........................................................... 26 3.4.4温度控制 ........................................................... 28 3.4.5温度越限报警 ....................................................... 30 3.4.6主程序和中断服务子程序 ............................................. 31 总结 .................................................................... 33 致谢 .................................................................... 34 参考文献 ................................................................ 35 附录 .................................................................... 36

摘要

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;传感器; 控制程序

电烤箱温度控制系统

1绪论

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系统方案

1.2.1PLC温度控制系统

(1)PLC的定义

可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计算和算术操作等面向用户的指令，并通过数字化或模拟式的输入/输出，控制各种类型的机械或生产过程。

(2)PLC的特点

现代工业生产是复杂多样的，它们对控制的要求也各不相同 1.可靠性高，抗干扰能力强：

PLC用软件取代了继电器控制系统中大量的中间继电器和时间继电器，接线可减少到继电器控制系统的十分之一以下，大大减少了因触点接触不良造成的故障。

2.硬件配套齐全，使用方便，适应性强：

PLC产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的硬件装置。 3.编程方法简单易学：

梯形图是使用的最多的PLC编程语言，其电路符号和表达方式与继电器电路原理图相似，梯形图语言形象直观，易学易用，熟悉继电器电路图的电气技术人员只需花几天时间就可以熟悉梯形图语言，并用来编制用户程序。

4.系统的设计、安装、调试工作量少：

PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。PLC的梯形图程序可以用顺序

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