基于80C51的电炉温度控制系统设计 - 图文

基于80C51的电炉温度控制系统设计

一．绪论

电炉在化工、冶金等行业应用广泛，因此温度控制在工业生产和科学研究中具有重要意义。采用单片机进行炉温控制，具有电路设计简单、精度高、控制效果好等优点，对提高生产效率、促进科技进步等方面具有重要的现实意义。

本设计利用单片机的I／O接口，以查询、中断的方式实现温度的实时采集与控制，充分利用CPU的资源空间，简化了测量电路以及程序调试的复杂过程，方便了技术人员在实际中的开发和应用。 二．系统工作原理

本系统由单片机80C51、温度采集电路、温度设定键、2位LED温度显示电路、主电路及其驱动电路等部分组成,采用bang-bang控制策略进行温度控制。由于系统中采用了新型元件，因此具有功能强、精度高、功耗低、硬件电路简单等特点。

其硬件原理图如图1所示：书上

在系统中，利用热敏电阻测得电炉实际温度并转换成电阻值，然后经过温度采集电路转化为电压信号。该电压信号经过ADC0809转换成与炉温相对应的数字信号进入单片机，单片机进行数据处理后，通过液晶显示器显示温度，同时将温度与设定温度比较，根据设定计算出控制量，根据控制量通过控制继电器的导通和关闭从而控制电阻丝的导通时间，以实现对炉温的控制。 三．系统硬件电路设计 （1）80C51单片机 80C51引脚封装图如下：后页

80C51单片机具有高密度、高速度、低功耗的特点，电平既与TTL

电平兼容又与CMOS电平兼容。 基本组成：8位CPU，含布尔处理器 时钟电路、总线控制 4k字节的程序存储器 128字节的数据存储器 特殊功能寄存器SFR 4个并行I/O口 2个16位定时/计数器 1个双全工异步串行口

中断系统（5个中断源、2个优先级） （2）主电路及其驱动电路 电路图如下：后页

MOC3061为光电双向可控硅驱动器，由美国摩托罗拉公司推出，该器件大大加强了静态能力保证了电感负载的稳定的开关性能，由于输入输出采用光电隔离，绝缘电压高达7500v 表一moc3061极限参数 参数 红外发光二极管 反向电压 正向连续电流 总功耗 输出驱动 截止状态端电压 峰值重复浪涌电流 总功耗 整个器件 绝缘电压 总功耗 数值 6 60 120 600 1 150 7500 250 V mW V A mW V mA mW 单位 结温范围 工作环境温度范围 贮存温度 焊接温度 （3）温度采集电路： 电路图如下： 最后页

-40—+100 -40—+85 260 -40—+150 MOC3061的端口1与单片机P2.0口连接，以实现电炉的加热或保温

恒流源LM317，热敏电阻PT100，运算放大器 ADC0809 ADC0809数模转换器 结构图：书上

ADC0809具有三态锁存器，数据总线直接与单片机数据总线连接。单片机的第8位地址子信号在ALE作用下锁存在74LS373中，其低3位分别加到ADC0809的通道选择端A、B、C，作为选通编码。选择IN0作为模拟输入转换，地址为7FF8H，通过P2.6引脚查询转换状态。 与单片机接口电路如下：

图6.ADC0809与单片机接口电路

恒定电流流经热敏电阻后产生与电阻值对应变化的电压，经过电压跟随器后经运算放大器放大后输出0—+5V电压

运算放大后的电压经过模数转换后进入单片机进行处理，实现对实际温度的检测从而根据检测结果进行温度调节。 （4）2位LED温度显示

使用两位LED显示器显示电炉当前温度值，实现直观的对温度掌握。 电路图如下:

自己手画（分别接入并行P1与P2口 Dp端接入高位 Com

端

接

入

高

电

位

）

7.LED接口电路 （5）按键设定

设计两个按键以实现对温度的设定，按键一加1，按键二减1，分别