微機(jī)控制的電阻爐溫度控制系統(tǒng)
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摘要
隨著社會(huì)的發(fā)展，自動(dòng)控制越來越成為人們關(guān)注的焦點(diǎn),自動(dòng)調(diào)節(jié)電阻爐溫度系統(tǒng)也備受關(guān)注。其中微機(jī)及其應(yīng)用已經(jīng)成為高、新科學(xué)技術(shù)的重要內(nèi)容和標(biāo)志之一，它在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域正在發(fā)揮著引人注目的作用。微機(jī)控制的電阻爐溫度控制系統(tǒng)實(shí)際上就是一個(gè)智能控制系統(tǒng)，是一種能耗相對(duì)來說比較低的溫度控制系統(tǒng)。本人采用8098單片微機(jī)對(duì)電阻爐的加熱過程進(jìn)行控制。使用熱電偶作為溫度傳感器把熱信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，電信號(hào)再經(jīng)過放大，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換再輸入到CPU?？刂破鞑捎肞ID控制算法，溫度控制的原理是通過調(diào)整晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間來調(diào)節(jié)加熱主回路的有效電壓,從而達(dá)到溫度控制的目的。系統(tǒng)由8098單片微機(jī)、溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、鍵盤及顯示電路、晶閘管觸發(fā)電路等組成的控制器和被控對(duì)象電阻爐構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)控制程序采用模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，主要包括主程序、中斷服務(wù)子程序、控制算法子程序等。系統(tǒng)采用過零觸發(fā)等技術(shù)，省去了傳統(tǒng)的D/A轉(zhuǎn)換元件，簡(jiǎn)化了電路，并且提高了系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)控制電阻爐的實(shí)際溫度。

關(guān)鍵詞 8098單片微機(jī),熱電偶,晶閘管,PID控制算法

目 錄
前言……………………………………………………………………………………………5
1 概述…………………………………………………………………………………………6
1.1 微機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)………………………………………………………………6
1.2 微機(jī)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)……………………………………………………………………6
2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………7
2.1確定系統(tǒng)任務(wù)…………………………………………………………………………7
2.2 系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)思想………………………………………………………………………7
2.3 系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………7
2.4 總體硬件電路圖…………………………………………………………………………8
2.5 幾個(gè)參數(shù)的定義…………………………………………………………………………8
3 主電路設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算……………………………………………………………………9
3.1 主電路的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………9
3.2 主電路參數(shù)計(jì)算及元件選型……………………………………………………………9
4 控制電路設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………………11
4.1 測(cè)溫元件及溫度檢測(cè)技術(shù)………………………………………………………………11
4.1.1熱電偶的基本概述……………………………………………………………………11
4.1.2熱電偶冷端的溫度補(bǔ)償………………………………………………………………12
4.1.3熱電偶溫度信號(hào)的線性化……………………………………………………………12
4.1.4完整的熱電偶信號(hào)調(diào)理電路…………………………………………………………13
4.2 溫度采集轉(zhuǎn)換系統(tǒng)……………………………………………………………………13
4.3 過零檢測(cè)與過零觸發(fā)電路……………………………………………………………14
4.4 升溫與降溫控制系統(tǒng)…………………………………………………………………15
4.5 報(bào)警系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)……………………………………………………………………16
4.6 看門狗電路……………………………………………………………………………17
4.6.1 DS1232引腳及其特點(diǎn)…………………………………………………………………17
4.6.2 DS1232的功能 …………………………………………………………………………18
4.7 LED顯示和鍵盤設(shè)置電路 ………………………………………………………………19
4.7.1 LED顯示工作過程…………………………………………………………………… 19
4.7.2 顯示子程序………………………………………………………………………… 19
4.7.3 鍵盤輸入接口電路………………………………………………………………… 21
4.7.4鍵盤掃描程序…………………………………………………………………………23
4.8 A/D轉(zhuǎn)換電路……………………………………………………………………………25
4.8.1 A/D轉(zhuǎn)換器的介紹……………………………………………………………………25
4.8.2 A/D的工作原理………………………………………………………………………27
4.8.3 A/D芯片介紹………………………………………………………………………29
5 數(shù)字調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………31
5.1電阻爐的數(shù)字模型………………………………………………………………………31
5.2 PID調(diào)節(jié)器參數(shù)的計(jì)算…………………………………………………………………32
6 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………33
7 系統(tǒng)的調(diào)試與運(yùn)行………………………………………………………………………48
7.1 硬件電路的調(diào)試………………………………………………………………………48
7.2 功能模塊的調(diào)試………………………………………………………………………48
結(jié)束語……………………………………………………………………………………49
致謝………………………………………………………………………………………50
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………51

參考文獻(xiàn)
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