基于单片机的电阻炉温度控制系统设-副本[教育

基于单片机的电阻炉温度控制系统设-副本[教育内容摘要：

设 副本基于单片机的电阻炉温 度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 温度控制系统已应用到人们生活的各个方面， 是与人们息息相关的一个实际问题。 针对这种实际情况，设计一个温度控制系统，具有广泛的应用前景与实际意义。 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 单片机在电子产品中的 应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。 随着温度控制器应用范围的日益广泛和多样，各种适用于不同场合的智能温度控制器应运而生。 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 电阻炉是利用电流通过电阻体产生的热量来加热或熔化物料的一类电炉。 它的特点：① 电路简单； ② 对炉料种类的限制少；（小型电阻炉可以加热食品、干燥木材等） ； ③ 炉温控 制精度高； ④ 容易实现在真空或控制气氛中加热等特点。 它 适用于： ① 机械零件的淬火、回火、退火、渗碳、氮化等热处理 ； ② 各种材料的加热、干燥、烧结、钎焊、熔化等。 电阻炉的主要参数有额定电压、额定功率、额定温度、工作空间尺寸。 电阻炉按炉温不同可以分为低温电阻炉 (600～ 700℃ 以下 )、中温电阻炉 (700℃ ～ 1200℃ )、高温电阻炉 (1200℃以上 )。 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉 府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 电阻炉被广泛应用在冶金、机械、石油化工、电力等工业生产中， 在很多生产过程中，温度的测量和控制与生产安全、生产效率、产品质量、能源节约等重大技术经济指标紧紧相连。 因此各个领域对电阻炉温度控制的稳定性、可靠性、精度等要求也越来越高，温度测量控制技术也成为现代科技发展中的一项重要技术。 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰 磕源絮悄摘 温度控制技术的发展经历了三个阶段： 定值开关控制； PID控制； 智能控制。 PID控制温度的效果主要取决于 P、 I、 D三个参数。 PID控制大滞后、大惯性、时变温度系统时，其控制品质难以保证。 电阻炉是由电阻丝加热升温，靠自然冷却降温 ， PID控制对小型电阻炉的温度控制效果良好。 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 本文 以电阻炉为控 制对象，以单片机为硬件核心，利 用单片机使电阻炉的温度维持在一个稳定的范围。 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 第 二 章 系统总体方案设计与论证 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源 絮悄摘 温度控制系统的目的和功能 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 温度是一个非常重要的物理量，因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形、结晶以及空气流动等物理和化学过程。 温度控制失误就可能引起生产安全、产品质量、产品产量等一系列问题。 因此对温度的检测的意义就越来越大。 温度采集控制系统在工业生产、科学研究 和人们的生活领域中，得到了广泛应用。 在工业生产过程中，很多时候都需要对温度进行严格的监控，以使得生产能够顺利的进行，产品的质量才能够得到充分的保证。 使用自动温度控制系统可以对生产环境的温度进行自动控制，保证生产的自动化、智能化能够顺利、安全进行，从而提高企业的生产效率。 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 温度采集控制系统是在嵌入式系统设计的 基础上发展起来的。 嵌入式系统虽然起源于微型计算机时代，但是微型计算机的体积、价位、可靠性，都无法满足广大对象对嵌入式系统的要求，因此，嵌入式系统必须走独立发展道路。 这条道路就是芯片化道路。 将计算机做在一个芯片上，从而开创了嵌入式系统独立发展的单片机时代。 单片机诞生于二十世纪七十年代末，经历了 SCM、 MCU和 SOC三大阶段。 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯 响责闰磕源絮悄摘 设计内容 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 本设计的内容是电阻炉温度控制系统，控制对象是温度。 温度控制在日常生活及工业领域应用相当广泛。 而以往温度控制 是采用模拟信号，这种控制精度低，维护工作量大，易出故障 ， 现在采用数字化仪表，精度高。 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒 宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 本设计是对电阻炉温度进行实时监测与控制，设计的温度控制系统实现了基本的温度控制功能：当电阻炉温度低于设定下限温度时，系统对电阻炉发出加热信号，使电阻炉温度上升，当电阻炉温度高于设定上限温度时，系统使电阻炉停止加热，使温度下降，当电子流温度下降到下限温度以下时，系统发出信号使电阻炉继续加热。 不断重复该过程，使温度始终保持在上下限温度之间。 LED灯即时显示温度。 基于单片机的电阻炉温度控制系 统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 系统设计总体框图如下图 21所示： 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 电阻炉温 度 检 测电 路传 感 器键 盘固 态 继 电 器L E D 显 示A T 8 9 C 5 2单 片 机指 示 灯 图 21 控制器设计总体框图 基于单 片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 在本系统的电路由 四 部分组成 :基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 (1)控制部分主芯片采用单片机 AT89C52； 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 (2)显示部分采用 4位 LED数码管实现温度显示； 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 (3)温度采集部分采用 K型 热电偶传感器 ； 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基 于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 (4)温度控制部分采用固态继电器。 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 根据温度变化慢 ， 并且控制精度不易掌握的特点 ， 我们设计了以 AT89C52单片机为检测控制中心，将温度控制在设定的 范围之内。 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 其主要的控制原理 为：对被控对象的温度进行实时采集，其主要是通过热电偶传感器将温度转变成模拟电信号，并由 A/D转换器 ADC0832将所得的模拟量转变成数字量送入单片机中。 单片机将传感器所采集到的温度和事先设定的温度进行对比，当小于设定值时将发出信号启动加热装置；当大于设定值时将关闭加热装置，从而使 得被控温度控制在一定的范围之内，达到实时控制的功能。 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 整个控制器主要有以下功能： 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 (1)被控温度可以根据 实际的需要设定 ； 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 (2)实时显示当前温度值 ； 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 (3)按键控制： a、 设置复位键、加一键、减一键、确定键 ； b、修改 P、 I、 D系数； 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 (4)越限报警。 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 第 三 章 电阻炉温度控制系统硬件设计 基于单片机的电阻炉温度控 制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 最小系统结构框图 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 本系统以 STC89C52 单片机为核心，本系统选用 12MHZ 的晶振，使得单片机有合理的运行速度 ,复位电 路为按键高电平复位。 STC89C52 单片机最小系统电路设计如图 31 所示 ： 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯响责闰磕源絮悄摘 图 31 STC89C52 单片机最小系统 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰淖摆追温豁闪蛋蔫咸捉错嘿旁疾曝峦拈犀腆猴僚沏沛谴驾划观你计乘肇镶桨心科蝉府渔拐搽肢峪伎辊骇芯 响责闰磕源絮悄摘 单片机 基于单片机的电阻炉温度控制系统设 副本基于单片机的电阻炉温度控制系统设计蹄酶炒宛谋冲绢捆榷蛰。