1、 1 前 言 近年来，电烤箱等西式小家电越来越受到大家的追捧。给我们生活带来了很 多方便！ 电烤箱所用的发热元件大致可分为三类： 一类是选用一根远红外管和一根石 英加热管的电烤箱，它是所有的电烤箱中档次较低的类型。不过，基本的电烤功 能还是能实现的， 只是烤的速度相对会慢一点。 因此， 它比较适合经济状况一般， 但却需要买电烤箱的家庭以及单身一族。 另一类是采用两根远红外管和一根石英 加热管的电烤箱，这类烤箱的特点是加热速度比较快。不过，与前者相比，价格 要稍微高出一些，一般贵上一两百元。还有一类则是在附件中备有一根紫外线加 热管，可附带用于高温消毒。它能杀菌消毒，卫生程度较高，而且加热速度快
2、， 所以价格就比较贵了，它适合于经济条件好的消费者。 本文介绍了以 C51 单片机为核心的电烤箱温度控制系统。电烤箱的温度控 制系统由硬件和软件两个部分构成。其中硬件部分包括：单片机电路、传感器电 路、放大器转换电路、转换器电路以及显示电路。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。 关键词：单片机，电烤箱，温度控制 2 第一章 概述 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 有必要的。根据温度变化快慢，并且控制精度不易掌握的特点，本文以电烤箱的 温度控制模型，设计了以
3、C51 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，采用三位 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 电烤箱温度控制设计要求 （1）当控制设定 100时，从室温开始升温要求控制系统调节时间 ts5 分钟，超调量10%。 （2）要求控制温度范围为 50200连续可调。 （3）用数码管实时显示箱内温度。 1.2 电烤箱温度控制方案 产品的工艺不同，控制温度的精度也不同，因而所采用的控制算法也不同。 就温度控制系统的动态特性来看，基本上都是具有纯滞后的一阶环节，当系统精 度及温控的性能要求较高时，多使用 PID 算法实现温
4、度的过程控制。 本系统是个典型的闭环控制系统。从温控要求可以看出，系统对温度控制精 度要求不高，通过控制加热炉的通断从而实现温度控制。 3 第二章 硬件部分设计 系统的硬件部分包括：单片机电路、传感器电路、放大器转换电路、转换器 电路以及显示电路等。 电烤箱温度控制结构 2.1 C51 单片机简介 AT89C51 是 一 种 带 4K字 节 闪 烁 可 编 程 可 擦 除 只 读 存 储 器 （FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory） 的低电压，高性能 CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用 ATMEL 高密 度非易失
5、存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 ? 指令集和输出管脚相 兼容。由于将多功能8位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的 AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且 价廉的方案。（参考附录1 图2-1） 1主要特性： 与 MCS-51 兼容 4K 字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环 数据保留时间：10年 全静态工作：0Hz-24Hz 三级程序存储器锁定 128*8位内部 RAM 32可编程 I/O 线 两个16位定时器/计数器 5个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 2管脚说明： VCC：
6、供电电压。 GND：接地。 4 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收8TTL 门电流。当 P1 口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器， 它可以被定义为数据/地址的第八位。 在 FIASH 编程时， P0 口作为原码输入口， 当 FIASH 进行校验时，P0输出原码，此时 P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向 I/O 口，P1口缓冲器能接收输 出4TTL 门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外 部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和 校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向 I/O 口，P2口缓冲器可接收，输出 4个 TTL 门电流， 当 P2口被写“1”时， 其管脚被内部上拉电阻拉高， 且作为输入。 并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉 的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行
