單片機(jī)水溫控制電路設(shè)計(jì)

序言
無(wú)論是工業(yè)控制領(lǐng)域還是消費(fèi)電子領(lǐng)域，溫度控制的應(yīng)用都非常廣泛，如工業(yè)控制中的鍋爐、加熱爐的控制，消費(fèi)電子領(lǐng)域的熱水器、飲水機(jī)的控制，內(nèi)部都涉及到溫度控制[1]。
傳統(tǒng)靠人工控制的溫度、濕度、液位等信號(hào)的測(cè)壓﹑力控系統(tǒng)，外圍電路比較復(fù)雜，測(cè)量精度較低，分辨力不高，需進(jìn)行溫度校準(zhǔn)(非線性校準(zhǔn)、溫度補(bǔ)償、傳感器標(biāo)定等)；且它們的體積較大、使用不夠方便。隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生產(chǎn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)入了人們的生活，以單片機(jī)為核心的溫度采集系統(tǒng)就是其中之一[2]。采用MCS-51單片機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便、簡(jiǎn)單和靈活等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高溫度控制的技術(shù)指標(biāo)。本文正是介紹一個(gè)基于單片機(jī)的水溫控制電路來(lái)控制電爐內(nèi)的水溫。
水溫控制在工業(yè)及日常生活中應(yīng)用廣泛,分類較多,不同水溫控制系統(tǒng)的控制方法也不盡相同,其中以PID控制法最為常見(jiàn),但是,常規(guī)調(diào)節(jié)三個(gè)參數(shù)的整定一般需要經(jīng)驗(yàn)豐富的工程技術(shù)人員來(lái)完成,步驟繁瑣復(fù)雜,既耗時(shí)又耗力.而且當(dāng)對(duì)象特征變化時(shí),又要重新整定,并且在現(xiàn)代工業(yè)控制過(guò)程中，許多被控對(duì)象機(jī)理復(fù)雜,這種情況下,采用常規(guī)PID調(diào)節(jié)器，三個(gè)參數(shù)的整定比較困難，為此本文提出了采用歸一參數(shù)整定法，即只整定一個(gè)參數(shù),這樣減少了許多工作量，提高了工作效率，為實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易的自整定控制帶來(lái)方便[3]。
    本設(shè)計(jì)單片機(jī)控制部分采用AT89C51單片機(jī)為核心，采用軟件編程，實(shí)現(xiàn)用PID算法來(lái)控制PWM波的產(chǎn)生，進(jìn)而控制電爐的加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度控制。適用于環(huán)境參數(shù)經(jīng)常變化的小型水溫控制電路。設(shè)計(jì)中使用7407同相器作為數(shù)碼管和固態(tài)繼電器的驅(qū)動(dòng)。