课程设计---MCS-51单片机温度控制系统

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1、 摘摘 要要： 本文从硬件和软件两方面介绍了 MCS-51 单片机温度控制系 统的设计思路，对硬件原理图和程序框图作了简捷的描述。 关键词关键词：MCS-51 单片机；温度；软硬件；硬件原理图；程序框图； 设计 0 0 引言引言 在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、 流速和开关量都是常用的主要被控参数。例如：在冶金工业、化工生 产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们 都需要对各类加热炉、 热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和 控制。采用 MCS-51 单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、 组态简单和灵活性大等优点， 而且可以大幅度提高被控温度的技

2、术指 标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控 制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。本文以它为例进行介 绍，希望能收到举一反三和触类旁通的效果。 1 1 硬件电路设计硬件电路设计 以热电偶为检测元件的单片机温度控制系统电路原理图如图 1 所示。 1.1 1.1 温度检测和变送器温度检测和变送器 温度检测元件和变送器的类型选择与被控温度的范围和精度 等级有关。镍铬/镍铝热电偶适用于 0-1000的温度检测范围，相 应输出电压为 0mV-41.32mV。 变送器由毫伏变送器和电流/电压变送器组成： 毫伏变送器用 于把热电偶输出的 0mV-41.32mV 变换成 4mA-20

3、mA 的电流； 电流/电压 变送器用于把毫伏变送器输出的 4mA-20mA 电流变换成 0-5V 的电压。 为了提高测量精度，变送器可以进行零点迁移。例如：若温 度测量范围为 500-1000，则热电偶输出为 20.6mV-41.32mV，毫 伏变送器零点迁移后输出 4mA-20mA 范围电流。这样，采用 8 位 A/D 转换器就可使量化温度达到 1.96以内。 1.21.2 接口电路接口电路 接口电路采用 MCS-51 系列单片机 8031，外围扩展并行接口 8155，程序存储器 EPROM2764，模数转换器 ADC0809 等芯片。 由图 1 可见， 在 P2.0=0 和 P2.1=0

4、时， 8155 选中它内部的 RAM 工作；在 P2.0=1 和 P2.1=0 时，8155 选中它内部的三个 I/O 端口工 作。相应的地址分配为： 0000H - 00FFH 8155 内部 RAM 0100H 命令/状态口 0101H A 口 0102H B 口 0103H C 口 0104H 定时器低 8 位口 0105H 定时器高 8 位口 8155 用作键盘/LED 显示器接口电路。图 2 中键盘有 30 个按 键，分成六行（L0-L5）五列（R0-R4），只要某键被按下，相应的行 线和列线才会接通。图中 30 个按键分三类：一是数字键 0-9，共 10 个；二是功能键 18 个；三是剩余两个键，可定义或设置成复位键等。 为了减少硬件开销， 提高系统可靠性和降低成本， 采用动态扫描显示。 A 口和所有LED的八段引线相连， 各LED 的控制端 G 和 8155C口相连， 故 A 口为字形口， C 口为字位口，8031 可以通过 C 口控制 LED 是否点 亮，通过 A 口显示字符。 图 1 单片机温度控制系统电路原