8098单片机炉温控制系统
基于单片机的电阻炉温度控制系统设计
基于单片机的电阻炉温度控制系统设计一、引言电阻炉是一种广泛应用于工业生产中的加热设备，其温度控制的准确性对于工艺过程的稳定和产品质量的保证至关重要。
本文将基于单片机设计一个电阻炉温度控制系统，通过采集温度传感器的信号，用单片机控制加热器的工作状态，实现对电阻炉温度的精确控制。
二、系统结构设计本系统由四个模块组成：温度采集模块、温度控制模块、显示模块和控制模块。
1.温度采集模块：使用一个高精度的温度传感器，如PT100，将电阻炉内部的温度转化为电压信号。
该信号经过模拟转数字转换器（ADC）转换为数字信号，传输给单片机。
2.温度控制模块：根据温度采集模块传输的信号，单片机通过PID算法计算出控制值，并输出PWM信号控制加热器的工作状态。
PID算法可根据实际情况进行参数调整，以达到系统稳定的控制效果。
3.显示模块：采用数码管或液晶显示器显示当前电阻炉的温度值，方便操作员实时监测电阻炉的运行状态。
4.控制模块：可以通过按钮或者触摸屏等方式进行设定和调整控制参数，例如设定温度范围、PID参数调节等。
三、系统工作原理1.系统初始化：单片机启动后，进行相应的外设初始化和参数设定，包括温度采集模块的配置、PID参数的设定、显示模块的显示等。
2.温度采集与转换：通过温度传感器采集电阻炉内部的温度信号，将其转化为模拟电压信号。
利用ADC将模拟信号转换为数字信号，并传输给单片机进行处理。
3.PID算法计算：单片机根据采集到的温度值，通过PID算法计算出控制值。
PID控制算法通常包括比例系数（P）、积分系数（I）和微分系数（D）三个参数的调整，根据实际情况进行调节以达到控制精度和稳定性要求。
4.PWM输出控制：根据PID算法计算得到的控制值，单片机输出对应的PWM信号。
该信号通过驱动电路控制加热器的工作状态，调整和维持电阻炉的温度。
5.温度显示：单片机将当前的温度值通过显示模块进行显示，使操作员能够实时监测到电阻炉的温度。
电冰箱的8098单片机控制系统的设计
电冰箱的8098单片机控制系统的设计
程启明
【期刊名称】《电脑》
【年(卷),期】1995(000)001
【摘要】计算机技术的高速发展推动家用电器走向电脑化控制,目前国内生产的电冰箱也面临采用电脑化控制的问题,本文就使用8098对电冰箱进行控制的系统设计,提出一个完整的方案.一、系统原理与功能本系统是根据冷冻室的温度控制直冷式电冰箱制冷压缩机的启停,使冰箱内保持一定的温度.冷冻室以外的冷藏室的温度是通过控制两室之间的冷气吹出口的风门的开闭来进行的.它的主要功能有:
【总页数】3页(P37-39)
【作者】程启明
【作者单位】江苏盐城工业专科学校
【正文语种】中文
【中图分类】TM925.202
【相关文献】
1.逆变式电阻点焊机8098单片机控制系统 [J], 曹彪;伍月华
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5.电冰箱单片机控制系统的设计 [J], 张春芝;冯海明
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单片机的电热炉温控制系统设计
温度是工业生产和科学实验中一个非常重要的参数。
许多生产过程都是在一定的温度范围内进行的，甚至对温度的要求相当严格，因此生产现场需要测量温度和控制温度。
温度是电热炉需要控制的主要参数。
在传统的电热炉温度控制系统中，炉温控制多采用人工调节和温度仪表监视相结合的方式，电热炉的电源通断大多采用交流接触器来控制。
这种控制方式结构简单，但控制精度差，控制速度慢，在资源方面耗费人力且本身耗能多，控制器的噪音大，并且在控制温度的过程中由于接触器需要频繁接通与断开，会经常发生触点电弧放电的现象，极易造成短路，损坏接触器，对操作人员和设备带来不利影响和安全隐患。
而传统的定值开关温度控制法存在温度滞后的问题，多数传统基于常规PD控制的控制装置，存在精度不高、效率低等问题。
1.1 课题背景及意义随着社会的发展，温度的测量及控制已经变得越来越重要了。
工业中的许多的装置的温度常常需要保持在一个既定的温度值上。
传统的利用炉温控制采用温度仪表监视和人工调节相结合的方式已经不能够再满足生产的需要。
并且随着科技的进步以及新产品的开发，温度的要求变得十分的重要，同时对于温度的精度方面的要求也变得越来越高了。
在这一背景条件下，利用单片机对温度进行采样、控制等方面的优点，可以很好的满足工艺的要求。
另外，随着科技的进步，单片机的发展也十分的迅猛。
因其本身固有的体积小重量轻价格便宜，功耗低，控制功能强及运算速度快等特点，所以基于单片机的温度控制系统具有非常广阔的前景。
1.2 课题设计任务单片机广泛应用于现代工业控制中，采用单片机系统对温度进行控制不仅具有着控制方便、简单和灵活性大等优点，而且还可以大幅度的提高被控温度的技术指标，从而可以大大的提高产品的质量。
在本课题研究中，需要深入的了解51单片机在控制领域中的发展现状以及其应用前景，提高对大学本科阶段所学专业知识的融合和运用的能力，锻炼自己独立查阅和学习文献的能力，培养独立分析和解决问题的能力，通过软件的设计、程序的编写调试和硬件的制作切实锻炼自己的科研开发能力，加强自己的科技创新能力。
恒温控制电路设计
恒温控制电路设计一.概述：本设计的主要内容是用单片机系统进行温度实时采集与控制。
温度信号由AD590K和温度/电压转换电路提供，对AD590K进行了精度优于正负0.1° C的非线性补偿，温度实时控制采用分段非线性和积分分离PI算法，其分段点是设定温度的函数。
控制输出来用脉冲移相触发可控硅来调节加热丝有效功率。
系统具备较高的测量精度和控制精度。
二.实施方案：本题目是设计制作一个恒温箱控制系统，为测量和温度调节方便，内加2L纯净水，加热器为100W电炉。
要求能在40度到100度范围内设定控制水温，静态控制精度为0.2° C,并具有较好的快速性与较小的超调.含有十进制数码管显示、温度曲线打印等功能。
关键词：非线性补偿：大多数被测参数与显示值之间呈现非线性关系，为了消除非线性误差，必须在仪表中加入非线性补偿电路。
常用的方法有：模拟式非线性补偿法、非线性数模转换补偿法、数字式非线性补偿法等。
分段非线性：由于热敏电阻的阻值与温度之间的关系存在着非线性，需通过计算机进行非线性改正，消除非线性的影响。
为克服非线性的影响，采用分段线性法补偿。
如果该温度计的测量范围为5c至45℃,将整个温度测量范围等分为10个小区间，每4度为一个区间，在每个区间内温度与频率的关系可视为线性。
过零检测光耦：过零检测光藕就是在交流电网过零检测光藕.在电网过零时干扰最小,不会影响模拟测量的结果，这种光耦是在直流电时导通的.它的前级结构是二极管。
热惯性：系统在升温过程中，加热器温度总是高于被控对象温度，在达到设定值后，即使减小或切断加热功率，加热器存储的热量在一定时间内仍然会使系统升温，降温有类似的反向过程，这称之为系统的热惯性。
超调：系统在达到设定值后一般并不能立即稳定在设定值，而是超过设定值后经一定的过渡过程才重新稳定。
传感器滞后是指由于传感器本身热传导特性或是由于传感器安装位置的原因，使传感器测量到的温度比系统实际的温度在时间上滞后，系统达到设定值后调节器无法立即作出反应，产生超调。
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毕业论文设计题目：单片机的电加热炉温度控制系统设计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。
本设计为基于单片机的电加热炉温度控制系统，通过控制电阻丝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、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；固态继电器目录摘要 (I)目录 (II)第1章控制系统设计 (1)系统基本结构 (1)预期达到的性能指标 (1)温度检测电路及元器件选择 (2)放大器AD522 (2)桥式测量电路设计 (3)单片机最小系统外围电路 (3)单片机8051 (3)电源电路设计 (4)看门狗电路设计 (5)系统时钟电路设计 (6)数据采集电路的设计 (7)模数转换器AD574 (7)多路转换开关CD4051 (8)键盘显示接口技术及报警电路 (10)8279的组成及工作原理 (10)管脚功能说明 (12)8279与键盘显示器的连接 (13)LED报警电路的设计 (14)温度控制电路设计 (15)温度控制系统总电路图 (15)第2章温控系统的软件设计 (16)主程序流程图 (17)键盘扫描和译码过程的流程图 (17)通道数据采集的流程图 (18)单片机主程序流程图 (19)结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)第1章控制系统设计系统基本结构，系统由8051单片机、温度检测电路、模数转换电路、温度控制电路、8279键盘显示器等组成。
炉内温度由热电阻测温元件和电阻元件构成的桥式电路测量并转换成电压信号送给放大器的输入端，使信号变成0-5V电压信号，再经多路转换开关CD4051将信号送入A/D转换器，将此数字量经过数字滤波，标度转换后，一方面通过LED将炉温显示出来；另一方面，将该温度值与被测温度值比较，根据其偏差值的大小，采用比例微分控制（PID控制），通过固态继电器控温电路控制电炉丝的加热功率大小，从而控制电炉的温度，使其逐渐趋于给定值且达到平衡。
基于单片机的电阻炉温度控制系统
基于单片机的电阻炉温度控制系统基于单片机的电阻炉温度控制系统是一种应用于工业领域的温度控制系统，它能够实时监测电阻炉的温度，并根据设定的温度范围进行自动控制，以保持电阻炉的温度稳定在设定值附近。
本文将详细介绍该系统的设计原理、硬件设计和软件设计等方面。
1.设计原理电阻炉温度控制系统的基本原理是通过采集电阻炉的温度信号，然后与设定温度进行比较，最后通过控制电阻炉的加热元件来实现温度的控制。
系统的主要部件包括温度传感器、模拟信号处理电路、ADC转换模块、单片机、继电器等。
2.硬件设计硬件设计主要包括电路原理图设计和PCB设计，其中电路原理图设计包括电源部分、传感器接口部分、显示部分、通信接口部分和控制部分。
PCB设计是将电路原理图转化为PCB布局和制作过程。
3.软件设计软件设计是整个系统的核心部分，它主要包括单片机程序设计和人机界面设计。
单片机程序设计主要包括温度采集、温度比较、控制算法和输出控制等功能代码的编写。
人机界面设计是通过LCD显示屏、按键和喇叭等组件来与用户进行交互，包括温度设定、温度显示和报警等功能。
4.系统调试和优化系统调试是在硬件和软件设计完成后进行的一系列测试和优化工作，包括电路板的组装和连接、功能的测试和调试等。
对于系统的稳定性和准确性进行优化和改善，如增加滤波电路来提高温度信号的稳定性、使用PID控制算法来提高温度控制的精度等。
5.系统应用该系统可以广泛应用于电子厂、化工厂、冶金厂等工业领域，用于实现电阻炉的精确温度控制。
通过控制电阻炉的温度，可以保证产品质量和生产效率，避免过热或过冷对生产过程的影响。
总结：基于单片机的电阻炉温度控制系统是一种应用广泛的温度控制系统，通过实时监测电阻炉的温度，并根据设定的温度范围进行自动控制，可以稳定地保持电阻炉的温度在设定值附近。
该系统的设计原理、硬件设计和软件设计都有较为详细的介绍和说明，为实现电阻炉的精确温度控制提供了可行的方案。
如有兴趣，欢迎了解。
基于单片机的对加热炉温度控制系统设计
2.1单片机内部模块
2.1.1 MCS-51单片机内部结构
MCS-51系列单片机组成结构中包含运算器、控制器、片内存储器、4个I/O口、串行
随着新技术的不断开发与应用，近年来单片机发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。温度是工业对象中的一个重要的被控参数。然而所采用的测温元件和测量方法也不相同；产品的工艺不同，控制温度的精度也不相同。因此对数据采集的精度和采用的控制方法也不相同。传统的控制方式以不能满足高精度，高速度的控制要求，如温度控制表温度接触器，其主要缺点是温度波动范围大，由于他主要通过控制接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的，受仪表本身误差和交流接触器的寿命限制，通断频率很低。近几年来快速发展了多种先进的温度控制方式，如：PID控制，模糊控制，神经网络及遗传算法控制等。这些控制技术大大的提高了控制精度，不但使控制变得简便，而且使产品的质量更好，降低了产品的成本，提高了生产效率。本系统所使用的加热器件是电炉丝，功率为三千瓦，要求温度在400～1000℃。静态控制精度为2.43℃。
反映炉温的热电偶用于采集炉内的温度信号将采集到的信号经冶端补偿后送运算放大器放大变送器将热电偶信号温度信号变为电流输出再由高精密电流电压变换器将电流信号变为标准电压信号将放大的电压送入采样保持器和转换电路后得到与炉温相应的数字具体设计为将温度传感器输出的电流信号iin输入到电流电压转换电路在采样电阻r1上获得对应的电压分量vrr1iin幵将该值经过由r2c1极成的带有一定延时时间与温度传感器的响应时间相对应作用的低通滤波电路后输入到放大器a1因为传感器输出4ma时在取样电阻上的电压不等于零直接经模拟数字转换电路转换后的数字量也不等于零所以单片机不能直接利用这样利用稳压管产生一个精确基准电压vref与r3rw1极成的可调分压电路通过调节rw1可以获得精确的vxrxrw1vref该值可用于抵消4ma电流在取样电阻上产生的压降所以当温度传感器为最小值4ma脚之间的电压差基本为0v
基于单片机的炉温控制
北京信息科技大学自动化学院基于单片机的电热炉温度控制系统专业: 自动化班级: 自控1102 学号: 2011011024 2011010794 姓名: 王广富吴启婷摘要在生活中，从小型的空调，冰箱，到大型的工厂设备，人们对温度的控制越来越频繁，也越来越精确。
电热炉温度控制系统以C51单片机为基础，利用ADC0808对传感器进行采样，通过与设定值进行比较，对输出加以控制。
从而使得系统能够稳定在设定的范围内。
1.1硬件系统框图以下是硬件系统框图1.2各部分硬件的设计(1)采样电路设计因为ADC0809无法在protues中仿真，所以我选用的器件是ADC0808，功能和ADC0809一样。
但在管脚上有一点区别。
out8为最低位out1为最高位。
而ADC0809则不同。
在这里我用了一个OVEN器件，这个器件两端通电便会自动加热，在T输出端会输出温度相对应的电压，而且其对应的电压值就等于温度值。
因为温度的变化范围是0到100，而ADC0808的基准电压是5V，所以我用了两个电阻进行分压。
是采样信号在0—5V的范围内。
ADDA ADDB ADDC三个端口接地，选通IN0口。
(2)按键输入在这个实验中，我只用了一个按键，对设定温度进行设定，因为按键数目不多，所以系统直接采用非编码方式，直接连接单片机I/O口。
(3)显示部分系统采用LED七段数码动态显示电路来显示温度值，显示范围在0-99之间，该电路由显示、片选、译码三部分组成。
显示部分：由两个两位的LED七段共阴数码管构成，P1口接两个数码管的abcdefg和dp端，P3.4,P3.5是设定值的位选，P3.6,P3.7是当前温度的位选。
(4)输出控制控制部分采用了一个继电器，当P3.0口高电平时，继电器闭合，电热炉进行加热，当P3.0为低电平时，继电器断开，电热炉停止加热。
(5)系统硬件总设计图1.3.1 系统程序总流程图1.3.2 AD转换程序设计int AD() //AD转换{unsigned char Val_AD=0; //用于储存AD值START=0;_nop_();_nop_();_nop_();START=1;_nop_();_nop_();_nop_();START=0; //给START一个脉冲，启动AD转换while(EOC==0); //等待AD转换结束OE=1; //准备读取AD数据Val_AD=P0; //读取P0口的值，即为AD值Val_AD=Val_AD*0.3906;return (Val_AD);}(1) 进行A/D转换之前，要启动转换的方法：ABC＝000选择第一通道。
基于单片机的电加热炉温度控制系统设计
基于单片机的电加热炉温度控制系统设计
电加热炉随着科学技术的进展和工业生产水平的提高，已经在冶金、化工、机械等各类工业控制中得到了广泛应用，并且在国民经济中占有举足轻重的地位。
对于这样一个具有非线性、大滞后、大惯性、时变性、升温单向性等特点的控制对象，很难用数学办法建立精确的数学模型，因此用传统的控制理论和办法很难达到好的控制效果。
以其高牢靠性、高性能价格比、控制便利容易和灵便性大等优点，在工业控制系统、智能化仪器仪表等诸多领域得到广泛应用。
采纳单片机举行炉温控制，可以提高控制质量和水平。
2 单片机炉温控制系统结构
本系统的单片机炉温控制系统结构主要由单片机控制器、输出部分、热电偶、温度变送器以及被控对象组成。
1所示。
炉温信号T通过温度检测及变送，变成电信号，与温度设定值举行比较，计算温度偏差e和温度的变幻率de/dt，再由智能控制算法举行推理，并得控制量u，可控硅输出部分按照调整电加热炉的输出功率，即转变可控硅管的接通时光，使电加热炉输出温度达到
抱负的设定值。
3 系统硬件设计
3.1 系统硬件结构
以AT89C为该控制系统的核心，实现对温度的采集、检测和控制。
该系统的工作流程2所示。
系统由变送器经A/D转换器构成输入通道，用于采集炉内的温度信号。
变送器可以选用DBW，型号，它将热电偶信号(温度信号)变为0～5 V 信号，以供A/D转换用。
转换后的数字量与炉温数字化后的给定值举行比较，即可得到实际炉温柔给定炉温的偏差及温度的变幻率。
炉温的设定值由BCD 拨码盘输入。
由AT89C51构成的核心控制器按智能控
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基于单片机实现的锅炉温度自动检测系统8088温度巡检系统_论文_
摘要随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，能够独立工作的温度检测和显示系统已经应用于诸多领域。
传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件，热敏电阻成本低，但需要后续信号处理电路，而且热敏电阻的可靠性相对较差，测量温度的准确度低，检测系统的精度差。
为此我们选用Intel 8088作为主控制器，实现温度巡检，并具有传感器故障报警等功能。
它与传统的热敏电阻温度检测不同，它能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现数字值读数方式，因而使系统结构更趋简单，可靠性更高。
该系统设计简单、抗干扰能力强、扩展方便，在温度检测中有很广泛的应用前景。
本文详细介绍温度巡检系统的总体设计框架，系统功能以及硬件设计原理，并Intel 8086汇编语言编写出各功能模块子程序，它使程序结构化、可读性好且容易植入新程序从而便于系统扩展。
关键词：温度巡检；8086/8088AbstractAlready apply to a lot of fields with the fact that modern information technology step-by-step realization developing sum upgrading traditional industries at full speed , temperature being able to work independent1y checking and demonstrating system. The tradition temperature detecting takes critesister as temperature sensor , critesister cost is low , need the follow-up signal treatment circuit but, the critesister reliability is relatively relatively poor and , accurate degree measuring the temperature is low , systematic accuracy of detecting is bad. We select and use Intel for this purpose 8088 work give first place to the controller, realizes the temperature checking up round , have and the sensor malfunction give an alarm waiting for a function. That it is different from the tradition critesister temperature detecting , it is able to a playback directly quilt measuring the temperature and may demand to realize digital value numerical reading way by simple programming according to reality, makes system structure tend towards the simplicity , reliability more highly as a result. Be system's turn to design that the ability is strong , expansion goes to the lavatory simple , anti-interference , have applying a prospect very broadly in temperature detecting. And the temperature the main body of a book is introduced detailedly makes rounds of visit to the population design frame inspecting up system, system function and hardware design principle, thereby easy to compile and compose out every function module functional element program , its new implantation at present easy to make procedure structure-rization , readability good procedure Intel 8086 assembly language system expands.Key word: The temperature inspects; 8086/8088目录第1章绪论 (5)1.1自动化检测技术的作用及其发展 (5)1.2单片机控制技术简介 (7)1.3课题研究的目的和意义 (8)第2章巡检系统概述 (10)2.1整体设计构思 (10)2.2主要技术指标 (11)2.3系统的功能 (11)第3章硬件设计 (13)3.1硬件设计原理 (13)3.2芯片介绍 (14)3.2.1 8086/8088微处理器的基本结构 (14)3.2.2 8253功能及结构框图 (17)3.2.3 并行外围接口8255A的结构 (19)3.2.4 8259A中断控制器 (20)3.2.5 多位七段LED数码显示器的电路结构及接口技术 (22)3.2.6 A/D芯片ADC0808 (23)3.2.7 EPROM 芯片Intel 2716 (25)第4章软件设计 (26)4.1程序 (27)4.1.1 主程序 (27)4.1.2 采样8次子程序 (29)4.1.3 数字滤波子程序 (30)4.1.4 七段显示代码的转换 (31)4.2程序框图 (33)4.2.1 主流程图 (33)4.2.2 IRO子程序流程图 (34)4.2.3 显示子程序 (35)4.2.4 时钟子程序 (36)4.2.5 数据采集的基本程序框图 (37)4.2.6 算术平均滤波程序子程序 (38)4.2.7 标度变换子程序框图 (39)4.2.8 二进制数到七段显示码的流程框图 (40)4.2.9 报警子程序流程图 (41)4.3内存单元一览表 (42)结束语 (43)参考文献 (44)附录 (46)第1章绪论1.1 自动化检测技术的作用及其发展检测是人类认识物质世界、改造物质世界的重要手段。
使用8098单片机控制的交流调速系统
通用编程键 盘和显 示器ＩＯ接 口芯片 ８ ７ ， 系统 实现 了键盘输入指令操 纵和五位 Ｌ Ｄ 显示的全数 字化 的控制。该 系统具有 良好的、 ／ ２９使 Ｅ 完备的
检测和保护功能； 有成本低、 还 易控 制 、 定 性 高 、 度 高等 特 点 。 稳 精
基于单片机的电阻炉温度控制系统
0 前言随着我国科学技术的不断发展，以及各种新技术新理论在工业中的应用，使我们的生活水平不断地提高。
在钢铁、机械、石油化工、电力、工业炉窑等工业生产中，温度是极为普遍又极为重要的热工参数之一。
通常温度控制是指对某一特定空间的温度进行控制调节，使其达到并满足工艺过程的要求。
目前，电阻炉温度控制技术的发展日新月异。
从模拟PID到最低控制、自适应控制，再发展到智能控制，每一步都使控制的性能得到改善。
然而，当前电阻炉温度控制仍然存在着一些问题，主要是由于电阻炉是一个特性参数随炉温变化而变化的被控对象，炉温控制具有升温单向性、大惯性、大滞后、时变性的特点。
例如，其升温单向性是由于电阻炉的升温保温是依靠电阻丝加热，降温则是依靠环境自然冷却，当其温度一旦超调就很难用控制手段使其降温，因而很难用数学方法建立精确的模型和确定参数。
针对以上电阻炉温度控制系统的特征，我选择模糊控制，并与自适应神经网络相结合。
模糊控制理论日趋成熟，并且由于其基于人的逻辑推理、不依赖控制对象的精确数学模型这一特点体现了它巨大的优势和潜力。
同时，从数学角度出发，它严格论证了模糊控制技术的可行性及优越性。
不仅如此，模糊控制和PID的结合有了良好的结合基础，二者互补，成为控制技术智能化的发展方向。
1 概述控制系统硬件电路的组成由同步过零检测电路、温度信号检测及可控硅触发电路、时钟芯片等组成，结构框图如图2-1所示，以单片机为核心，数据采集由铂电阻经补偿放大后送至A/D转换，调功部分由过零触发电路及可控硅完成。
图1-1 系统硬件结构框图Fig.1-1 The structure diagram of hardware of system工作过程：当采样周期到达时，电阻炉内温度T由铂电阻检测转成电压信号，通过补偿放大后送入A/D模块，由A/D完成模/数转换后送至单片机，经数字滤波，线性化处理、标度变换后，经显示器由多种方式显示炉温并将数据存储进存储器，与设定温度进行比较后，再经软件实现的模糊控制器进行运算后将运算结果输出，输出的脉宽调制信号控制过零导通型固态继电器的通断比，从而改变固态继电器在一个固定控制周期内的导通时间，即改变电炉平均输入功率，从而控制了电阻炉的温度，使其逐渐趋于设定值且达到平衡，以此来达到控温目的。
8098单片机智能控制交流伺服
首先对这些论域执行模糊化, 将其离散为 [ - 6, - 5, - 4, - 3, - 2, - 1, 0, + 1, + 2, + 3,
+ 4, + 5, + 6 ], 考虑到速度的控制精度要求较高, 将 [ - 6, + 6 ] 分为负大 [NL ]、 负中 [NM ]、 负
小 [N S ]、 零 [ZE ]、 正小 [PS ]、 正中 [PM ]、 正大 [ PL ]7 个语言变量 . α 同理, 将偏差变化率 e = d e d t 对应的语言变量 EC ( e ) 及模糊判决语言变量 U 划分为 13 个等级, 形成相应的模糊子集. 这样, 根据 FU ZZY 合成规则可得到控制变量 u 及偏差 e, 偏差 变化率 d e d t 之间的关系, 如表 2 所示. 表中输出变量 u 的模糊判决采用加权平均法, 并根据 实验在线修正获得. 表 2 模糊控制表
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甘 肃 工 业 大 学 学 报 第 26 卷
图 1 BDCM 交流伺服系统框图
图 2 主电路结构图
8098 单片机具有高集成度、 高性能价格比、 高抗干扰能力, 其各项性能指标均属上乘 . 硬
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1 系统的硬件配置
根据方波型无刷直流电机的特点, 该交流伺服系统由 3 部分组成: 主电路、 控制电路和伺 服电机. 主电路由整流桥、 滤波电容和 IGB T 逆变器等组成 . 使用 IGB T 主要是提高逆变器的 工作频率, 减小谐波损耗, 降低力矩波动. 其驱动电路采用 EXB 841 驱动模块 . 系统结构框图如 图 1 所示. 控制电路以 8098 单片机为核心, 并辅以主回路保护电路; 采用位置、 速度、 电流三闭环控 制; 兼顾到系统的快速性和实时性, 电流环由模拟电路构成, 速度环、 位置环通过软件实现 . 在 控制策略上, 电流环采用 P I 调节器, 速度环采用 FU ZZY 2P I D 控制, 位置环采用 P I 调节器; 运 行状态判别电路控制电机实现四象限运行; 还有电流、 速度、 位置反馈测量电路, 转子位置信息 [1 ] 测量电路和逻辑控制电路等 . 主电路结构如图 2 所示 .
8098单片机在可控硅功率调节系统中的应用
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报
第 １ ７卷
２在 ５ Ｓ内对 过 零 脉 冲 的 计 数 值 为 １０ （ 脉 冲 ００ 对 电的过零脉冲。交流 电经全波整流后驱动光 电耦合 Ｔ 器输入端的发光二级管的通断 ，通过合理设计光电 上 、下沿 均 计 数 ） 。只要 在 主程 序 中设 置 下列 几 条 耦合器 电阻 Ｒ 和 Ｒ ｌ ２的阻值 ，在光 电耦合器输出 指令就可以中断方式产生 ５ 的采样周期 ： ｓ
周 波数 为 Ｎ，如 全导 通 时额 定 负载 功 率 为 Ｐ Ｈ，则
实际的平均加热功率 Ｐ与 Ｔ周期 内实 际导通 的半
周波数 ｎ成正 比 ，即 ：Ｐ ｎ ｐ ： 。
ｌ
通道 ｌ 位 Ａ Ｄ转换器 、４ Ｏ ／ 个高速输人通道 （ Ｓ） ＨＩ
和高速输出通道 （ Ｓ ）等接 Ｖ单元 ，几乎不用扩 ＨＯ Ｉ 展其他 的接 口器件 ，就能组 成测控 系统模 拟 量和数 字量的输入输出通道。由于内部接 口单元都是可编 程 的 ，并且 通 过 内部 总线 与 Ｃ Ｕ相 连 ，所 以 利用 Ｐ
端即可获得 １ 个幅值和宽度均能满足要求 的过零脉 冲 。该 脉 冲信 号 分 为两 路 ：一路 送 至 ８ ９ 片 机 ０ ８单
的高速 输入 通道 ＨＩ Ｓ的引脚 。另一路 送 至 与非 门的 １ 输 入 端 。与 之对 应 的另 一 输入 端接 门控 信 号 。 个
ＬＤＢ ０８ ＃ ０Ｈ Ｈ， ２ ＣＬＲＢ ０ Ｈ ９ ＬＤ ｌ Ｈ ． ４ ５ ＃８ Ｈ ＬＤＢ ０ Ｈ ．３８ ６ ＃ Ｈ
强．而且也提高了整个系统的可靠性。 １ 可控硅功率 调节电路
利用 可控 硅调 节功 率具有 不 冲击 电网 、埘 用 电
8098单片机的组成与指令系统特点概述
VREF ANGND
VPD
参考频率
A/D转换器
A--BUS
时钟发生器
8
8K字节 EPROM
采样 保持
多路 D--BUS
CPU 寄存器 CPU
16
存储控制器
定时器1
定时器2
16
PWM
串行口
波特率
发生器
P2口多路转换
高速I/O
P0口 P1口
P2口/ALT 图9.1 8098单片机内部组成
HSI HSO 图9.1(2)
控制信号
P3口 数据/地址 总线
P4口
在8098系列中还包括有8398和8798单片机。其中 8398中设置有8K可加密的ROM存储器，8798中设置 有8K EPROM存储器，8098内部没有程序存储器。 其外部有48个引脚，采用双列直插式封装。有100条 指令，采用8种寻址方式，可对7种类型的数据进行操 作。
单片机原理与应用
单片机原理与应用
8098单片机的组成与指令系统特点概述
8098单片机是Intel公司于1988年推出的高性能准16位嵌入式单 片机，属MCS-96系列。其内部组成如图9.1所示，有1个16位的中 央处理器CPU、8KB只读存储器ROM/EPROM、232B随机存取存 储器RAM、4路带采样—保持电路的10位 A/D转换器、2个4位和2 个8位并行I/O接口、1个全双工串行通讯接口、1路脉冲调宽输出 PWM、4路高速输入通道(HSI)、6路高速输出通道(HSO)、2个16 位可编程定时器/计数器、1个16位程序监督跟踪定时器、24个专用 寄存器、8级中断系统以及时钟电路等。另外，还有4个软件定时器。
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把这两个温度区间每10℃分为一段;其它区域每25℃分为一段,共分为79段,各插值点及各
段斜率存入2864中。检测到的冷端温度和热电偶的热电势经过查表和线性插值运算进行冷端
补偿及非线性校正。求得炉温值。
8098单片机炉温控制系统
亢海燕 亢海伟
(河北省科学院) (石家庄铁道学院)
【摘要】 本文介绍了单片机炉温控制系统。利用8098单片机进行晶闸管的过零触发控制,对
热电偶测温进行冷端补偿和非线性校正。控制算法采用大林算法和PID算法相结合的方法。
具有控制效果好,参数修改方便等特点。
选用集成温度传感器AD590来检测热电偶冷端温度。其特点是测量准确,抗干扰能力强。
流过AD590的Iμ=273(μA)+T0×1μA/℃,T0为热电偶冷端温度值。负载电阻R(10kΩ)上的
输出电压IμR送8098的ACH5进行A/D转换,经计算得出冷端温度值,再经过查表和线性插
值计算可求得冷端所对应的热电势E(T0,0)。根据热电偶的中间温度定律E(T,0)=E(T,
2.3.3 软件定时器1中断服务程序
软件定时器1产生中断,说明导通时间已完成,使HSO.0输出低电平,关闭晶闸管。
9第4期亢海燕等:8098单片机炉温控制系统 图3 主程序
图4 T2定时中断服务程序
3 抗干扰措施
本系统采取了如下抗干扰措施:采用晶闸管过零触发,减小了对电网的干扰;软件采用单片机高级语言PL/M编写。PL/M语言兼有高级语言和汇编语言的优
点。代码转换质量高,一般都优于或不亚于汇编程序。并且仿真调试方便。利用PL/M的浮点
运算库进行浮点运算,提高了精度,且免去了汇编的繁锁。
本系统软件由主程序,各中断服务程序和各子程序组成。采用模块化结构,程序移植性好。
zeroed-triggeringofthyristor,thenonlinearadjustingofthermocoupleandthecontrolalgo-
rithmisprocessedby8098.
Keywords 8098singlechip,Dahlinalgorithm
10河北省科学院学报1997年
b1=e-T/τ b2=1-e—T/τ
此处,T为采样周期,大林算法要求θ=NT,N为正整数,τ为闭环时间常数。
将D(z)化成差分方程形式,得到:
U(k)=b1U(k-1)+b2U(k-N-1)+a0E(k)-a1E(k-1)
其中U(k)为数字控制器的输出量,E(k)为偏差信号。
号。
当要触发晶闸管时,HSO.0输出高电平,在有过零脉冲到来时晶闸管才导通。这样从硬件
上实现了晶闸管的过零触发。
图2 晶闸管过零检测与触发电路
1.4 键盘和显示电路
采用8279键盘/显示接口。键盘除数字键外,功能键有温度给定键,控制参数设置键,复位
键等组成。LED显示炉温及时间。
2 软件设计
T0)+E(T0,0)(T为炉温)可求得补偿后的热电偶输出E(T,0),再通过查表和线性插值运算,
可得到相应的炉温值。
1.3 晶闸管过零检测与触发电路
采用双向可控硅交流调功方式控制电阻丝发热量,即在每一控制周期内改变加在电阻丝
上的交流电压半波个数来调节其发热量。为减少对电网干扰采用过零触发方式,如图2。
为提高温度调节速度,可采用大林算法与PID控制相结合的方法。具体为,当温度偏差大
于某个值△(如为40℃)时,采用积分分离PID算法控制,以加快升温过程。当偏差小于△时,
采用大林算法控制,以减小超调量。
2.2 非线性校正
由于热电偶的温度—热电势曲线是非线性的,但变化较为平缓,可用线性插值法进行非线
【关键词】 8098单片机,大林算法
在工业领域,如冶金,机械、建材及化工等部门,都大量使用加热电阻炉。炉温是基本的测
控参数。本系统以8098单片机为控制微机实现温控的直接数字控制。
8098单片机是准16位单片机。除指令系统功能强大外,还具有4路10位A/D转换通道,
4个高速输入口(HSI)及6个高速输出口(HSO)。是理想的实时控制微机。
(包括补偿导线)绞合在一起,并用金属管屏蔽起来;采用复合滤波,先用中值滤波除去尖脉冲
干扰,再用一阶滞后滤波;利用8098内部监视定时器,实现“看门狗”功能;系统设有电源掉电
检测和片外RAM掉电保护功能。
参考文献
[1]刘复华编.8098单片机及其应用系统设计.清华大学出版社,1992,10
[2]潘新民编.单片微型计算机实用系统设计.人民邮电出版社,1992
1 硬件设计及工作原理
本系统由8098单片机,存贮器,8279键盘/显示电路,温度检测电路,过零检测及触发电
路,双向晶闸管等组成。系统原理图见图1。
图1 系统原理图
1.1 存贮器扩展
本系统扩展了一片6264RAM,一片2764EPROM及一片2864E2PROM。6264有掉电保
护功能。2864中存放热电偶的电势—温度曲线的线性插值表格、控制参数等。由于2864改写
50Hz交流电经同步变压器和电压比较器LM311变为方波。此方波一路接8098的HSI.1
作为T2的计数脉冲。一路接双单稳触发器MC14528的正、负脉冲触发引脚。单稳输出的两路
窄脉冲再迭加,就得到100Hz的过零脉冲。其脉冲宽度可由MC14528的外接电阻Rext和外
接电容Cext调节。此过零脉冲与8098的高速输出HSO.0经与非门作为双向晶闸管的触发信
2.3.1 主程序
包括上电复位,及扩展电路的初始化,LED显示,扫描键盘,键处理等,见图3。
2.3.2 T2定时中断服务程序
T2定时中断采样,经数字滤波,标度变换,冷端补偿,非线性校正后得到炉温T。再经控制
算法算出输出控制量,转换为导通半波数,据此设定软件定时器1的定时时间。程序框图见图
4。
ATEMPERATURECONTROLSYSTEMOFRESISTANCEFURNACE
WITH8098SINGLE-CHIPMICROCOMPUTER
KangHaiyan KangHaiwei
ABSTRACT Thispaperpresentsatemperaturecontrolsystemwith8098singlechip.The
方便,在测温元件改变或被控对象参数改变时,便于修改。尤其便于现场调试。
1.2 温度检测及补偿电路
炉温的测量元件采用镍铬—镍硅热电偶,测温范围为0~1300℃,输出热电势0~56MV。
7第4期河北省科学院学报通过高精度运放ICL7650及较便宜运放μA741送8098的ACH4进行A/D转换。
对于温控系统要求超调量很小或没有,而调节时间允许稍长一些。故采用大林算法最为适
合。按照大林算法,数字控制器脉冲传递函数D(z)为:
D(z)=a0-a1z-11-b1z-1-b2z-2
其中a0=1-e-T/τk(1-e—T/τ1) a1=e—T/τ1-e—T/τ1-T/τk(1-e—T/τ1)
2.1 控制算法
理论分析和实验结果表明,电阻炉是一个具有自衡能力的对象,可认为是具有纯滞后的一
阶惯性环节。其传递函数为:
8河北省科学院学报1997年G(s)=k1+τ1se-θs
式中k为放大系数,τ1为电阻炉时间常数,θ为纯滞后时间。
断开单片机,系统处于开环状态,用扩充飞升曲线法可测得τ1和θ。