单片机炉温系统的课程设计

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1、 I 摘 要 随着计算机技术、控制理论和控制技术的发展，电加热炉的温度控制技术日 趋成熟，已经成为工业生产中的一个重要部分。为适应这一需要有必要设计一个 性能良好、 操作方便的温度控制系统。课题主要设计一个炉温测控系统 ，控制 锅炉中水的温度，选择合适的控制规律，使锅炉中水的温度按预定规律变化，并 且能够进行越限报警。可通过键盘可显示电路设定目标温度和参数。 本设计为基于AT89C51单片机的电加热炉温度控制系统，通过控制电阻丝的 两端电压的工作时间，来控制电阻丝的输出平均功率，从而实现对电加热炉温度 的自动控制。系统分为温度测量、A/D转换、单片机系统、键盘操作系统、温度 显示电路、报警电路

2、、D/A转换等若干个功能模块。该系统具有硬件成本低，控 温精度较高，可靠性好，抗干扰能力强等特点。 关键词：电加热炉；单片机；温度控制； II 摘 要 I 第一章 绪 论. 1 1.1 本设计选题意义 . 1 1.2 炉温控制国内外发展趋势 . 1 1.3 本设计主要工作任务 2 第 2 章 系统总体设计. 3 2.1 系统总体的结构图 3 2.2 温度控制元器件选择 3 第二章 系统的硬件设计 . 6 3.1 单片机最小系统 6 3.1.1 时钟电路 . 8 3.1.2 复位电路 . 9 3.1.3 看门狗电路 9 3.1.4 单片机扩展电路设计 10 3.1.5 电源电路设计 . 12 2

3、.2 数据采集电路. 13 2.3 键盘显示电路. 14 2.4 LED 报警电路. 16 2.5 温度控制电路. 17 第 4 章 温控系统的软件设计 18 4.1 主程序流程图. 18 4.2 键盘扫描和译码过程的流程图 19 4.3 通道数据采集的流程图. 19 结 论 . 21 参考文献 22 附 录 . 23 1 第一章 绪 论 1.1 本设计选题意义 随着现代科学技术的迅猛发展，各个领域对温度控制系统的精度、稳定性等 的要求越来越高，控制系统也千变万化。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

4、中的温度进行检测和控制等等。而且在我们的日常生活 中也使用微波炉、电阻炉、电热水器、空调等家用电器，温度与我们息息相关。 可见温度控制电路广泛应用于社会生活的各个领域， 所以对温度进行控制是非常 有必要和有意义的。随着电炉广泛应用于各行各业， 其温度控制通常采用模拟 或数字调节仪表进行调节，但存在着某些固有的缺点。而采用单片机进行炉温控 制，不仅可以大大地提高控制质量和自动化水平，而且具有良好的经济效益和推 广价值。为适应以上现实需要有必要设计一个基于单片机的性能良好、 操作方 便的温度控制系统。 1.2 炉温控制国内外发展趋势 自 1980 年以来，由于工业过程控制的需要，特别是微电子技术和计算机技 术的迅猛发展以及自动控制理论和设计方法发展的推动下， 国外温度测控系统发 展迅速， 尤其是控制方面， 在智能化、 自适应、 参数自整定等方面取得显著成果。 在这方面，以日本、美国、德国、瑞典等国家技术领先，都生产出了一批商品化、 性能优异的温度控制仪表，并在各行业广泛应用。其特点是适应于大惯性、大滞 后等复杂温度测控系统，具有参数自整定功能和