基于单片机的炉温控制系统设计毕业设计

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基于单片机的炉温温度控制系统设计

摘要在工业生产过程中，往往需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉的温度进行检测和调节，因此需要一种合适的系统对其温度进行精确控制。

由于单片机具有低功耗、高性能、可靠性好、易于产品化等特点，因此采用单片机对温度进行控制不仅节约成本，控制方法灵活多样，并且可以达到较高的控制精度，从而能够大大提高产品的质量，因此单片机被广泛应用在中小型控制系统中。

自动控制技术尤其是温度控制技术在国内外得到广泛的应用和发展。

时滞效应始终困扰着其实际应用，为此人们发明了多种控制方法来解决时滞问题，例如比例控制方式、DDC控制方式。

本文将针对一种温度控制方式进行学习，并设计一个以AT89S52单片机为核心、利用新型集成化智能1-Wire总线数字温度传感器DS18B20实现的温度采集控制系统，同时还阐述了直接数字控制（DDC）控制算法。

本系统按照模块化程序设计思想，完成了对系统软件部分的设计，给出了各个功能模块的设计思想和流程图。

温度采集控制系统不但能够准确地进行温度数据的采样转换，稳定进行升温、恒温的控制过程，而且可以记录温度—时间对应关系，并以现今广泛使用的液晶显示器作为输出设备，使数据读取更加直观。

现场仿真表明，该系统在测试过程中工作稳定，满足设计要求。

本设计采用以8位AT89S52单片机作为系统的CPU。

使用电加热器升温，配合键盘输入，液晶显示器显示。

具有硬件结构简单、人机界面友善、管理功能健全、系统可靠性高、记录数据准确、使用维护方便等优点。

关键字：温度采集系统；单片机；DS18B20；温度控制The Design of Furnace Temperature Control System Based onSingle Chip MicrocomputerAbstractIn the industrial production process, often require various types of furnace, heat treatment furnace, reactor temperature detection and regulation, so it needs a proper system of precise control of its temperature. as low power consumption single chip, high performance, reliability, easy-to-market commodity and so on, so to control the temperature using SCM not only save on cost, control method of flexible and diverse, and can achieve higher precision, which can greatly enhance the quality of the product, so SCM is widely used in the Small control system.The automatic control technique is a temperature particularly controls technique at domestic and international get the extensive application with develop. Time postpone effect perplex always in fact on the occasion of applied, for this person invents various controls method to resolve the problem of Time postpone. This paper introduces a design of temperature data acquisition system based on single-chip AT89S52. The system collects temperature data through 1-Wire Digital Thermometer DS18B20, and the control algorithm of DDC parameters is presented.This system according to mold a design for turning procedure design toughing, completing to system software part of designs, giving each function mold piece thought with flow chart. A function temperature control system can proceed accurately the data adopts the kind converts, stabilizing the proceeding heat, the control process of the constant temperature, and can satisfy completely to the request of the system accuracy. and can show them to the operators by the way of the Liquid Crystal Display. This system used the present the usage the LCD and actions output equipments, make data kept the view more. The results of the simulation show that the system works stably and meets the expected design requirements.The temperature data acquisition and control system adoption with 8 bit AT89S52 single a machine for system CPU. The usage electricity heating apparatus heats, matching with the keyboard importation, displays with the LCD. It has simple structure, high system reliability, and the data recorded are reliable and the operation and maintenance are convenient.Key words: temperature data acquisition system; single-chip; DS18B20; temperature control目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 选题的目的和意义 (2)1.3 炉温控制的国内外研究现状及发展趋势 (2)1.4 本系统的任务和本文的主要内容 (4)2 系统总体分析与设计 (5)2.1 系统方案选择 (5)2.1.1 主控芯片单片机的选型 (5)2.1.2 温度传感器的选择 (5)2.2 系统的组成和工作原理 (6)2.3 系统主要元件介绍 (7)2.3.1 AT89S52单片机简介 (7)2.3.2 1602液晶显示器 (10)2.3.3 DS18B20数字温度传感器 (14)2.3.4 固态继电器 (18)2.4 本章小结 (19)3 硬件系统设计 (20)3.1 单片机的最小应用系统 (20)3.2 温度采集转换系统 (21)3.3 升温驱动控制系统 (22)3.4 键盘显示系统 (23)3.5 报警系统 (25)3.6 系统电源模块 (26)3.7 本章小结 (27)4 软件系统设计 (28)4.1 软件总体设计 (28)4.2 系统初始化函数 (29)4.3 控制函数 (30)4.4 读温度子程序 (31)4.5 键盘显示函数 (32)4.6 时间函数 (33)4.7 本章小结 (34)5 系统的调试与仿真 (35)5.1 软件调试 (35)5.2 硬件调试 (36)5.3 本章小结 (37)6 结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附录1 (1)附录2 (18)1 绪论1.1 课题背景及时准确地得到温度信息并对其进行适时的控制，在许多工业场合中都是重要的环节。

基于单片机的温度控制系统设计毕业论文单片机温度控制系统设计毕业论文

基于单片机的温度控制系统设计毕业论文单片机温度控制系统设计毕业论文职业学院毕业论文题目：单片机温度控制系统研制系院：工程技术学院学生姓名：学号：专业：机电一体化年级：指导教师：完成日期：X月X日毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目单片机温度控制系统研制学生姓名专业机电一体化指导教师姓名下发日期20XX年12月29日任务起止日期：20XX年12月29日至20XX年5月15日设计（论文）的主要内容：进度安排序号设计（论文）工作任务日期1指导教师指导毕业生选题2015.12.29—2016.3.42指导教师指导论文提纲2016.3.4—2016.3.113指导教师指导论文第一稿2016.3.12—2016.3.314指导教师指导论文第二稿2016.4.1—2016.4.305指导教师指导论文定稿2016.5.1—2016.5.126论文答辩2014.5.13—2016.5.14主要参考文献：[1]张耀宗.机械加工实用手册编写组.机械工业出版社，2009[2]李军.数控机床参考点的设定间.制造技术与机床，2013[3]许镇宇.机械零件.北京：高等教育出版社,2012[4]孔庆复.计算机辅助设计与制造.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2011[5]雷宏，机械工程基础.哈尔滨：黑龙江出版社2012[6]王中发.实用机械设计。

北京：北京理工大学出版社2013[7]唐宗军，机械制造基础。

大连：机械工业出版社.2010系负责人意见：摘要温度是表征物体冷热程度的物理量，是工农业生产过程中一个很重要而普遍的参数。

由于温度测量的普遍性，温度传感器的数量在各种传感器中居首位。

温度控制的发展引入单片机后，可以降低对某些硬件电路的要求。

基于单片机的温度控制系统，可以实现对温度的精确控制。

本文以温室为研究对象，以AT89C51单片机为核心所实现的温度控制系统具有自动完成数据采集、数据处理、数据转换控制、键盘终端处理及显示的功能。

基于单片机的炉温控制系统设计.

1.2课题发展现状和前景展望1
1.3课题主要内容2
第2章系统设计方案及思路3
2.1系统总体方案3
2.2单片机的选择4
2.2.1 AT89S51简介4
2.3温度传感器的选择6
2.3.1 DS18B20简介6
2.4PID控制器7
2.5MOC3041简介9
第3章仿真11
第4章硬件设计13
4.1主电路设计13
参考文献26
致谢27
附录A电路图28
附录B程序清单29
基于单片机的炉温控制系统设计
摘要：随着生产水平的提高，热电设备对温度控制的要求也越来越高，而传感器技术和单片机技术等不断发展，为智能温度测控系统精度的提高和稳定性改善等提供了条件。本系统为以AT89S51单片机为核心的炉温控制系统。该系统在硬件设计上主要是通过温度传感器DS18B20对温度进行采集，直接输出数字式的温度值。AT89S51将采集到的数字温度送到LCD1602，以数字形式显示测量温度，并采用PID控制来实现对温度的调节。
3、显示模块、报警模块、温度调节模块以及键盘模块设计
4、完成文献综述、开题报告及毕业设计说明书的撰写工作。
二、进度安排及完成时间：
1 第1周：明确课题任务及要求，搜集课题所需资料，了解本课题研究现状、存在问题及研究的实际意义；做好选题和文献综述。
2 第2－3周：阅读有关单片机编程及炉温控制系统文献资料，撰写开题报告和文献综述
除了上述基本要求外，还要尽可能的降低成本。由于系统控制方案简单,数据量不大,经分析对比本系统选用AT89S51单片机。A T89S51芯片内含有4 kB的E2PROM ,无需外扩存储器,电路简单可靠,其时钟频率为0～24 MHz ,并且价格低廉,批量价在10元以内。

(完整版)基于单片机的电阻炉温控制系统毕业设计论文

摘要在现代工业生产中，人们需要对各类加热炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。

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。

课题主要设计一个水温测控系统，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，显示电路设定目标温度和参数。

控制系统按功能分主要包括温度传感器模块、温度显示设定模块、温度控制模块、单片机与上位机通信模块。

系统可通过键盘对电阻炉水温以及恒温时间长短进行预设，单片机根据当前炉内温度和预设温度，根据设定的算法计算出控制量，根据控制量通过PWM控制固态继电器的导通和关闭从而控制电阻丝的导通时间，以实现对炉温的控制。

另外通过单片机的串口与上位机通信，通过上位机软件实时显示当前温度和历史温度并且绘制出温度曲线，让系统的可读性更强，实现了远程监测的功能[2]。

关键词：电阻炉，温度曲线，PWM，上位机AbstractThe project is mainly about designing a water temperature monitoring system to control the water temperature in the boiler, and choosing proper control rules to make water temperature in the boiler change within the predetermined path, with the function of alerting temperature rising limit. Through the keyboard and display, we can set the goal temp. and other parameters. Control system, according to the functions, includes temperature sensor module, the temperature display setting module, a temperature control module, MCU and module. System can preset the resistance furnace temperature and and off so as to control the resistance wire conduction time in order to achieve temperature control. In addition through the serial port of MCU and , through the PC software, the device can fulfill the real-time display of current temperature and temperature .Key words: STC89C52, DS18B20, PWM, PC目录摘要.............................................................. ..I Abstract . (II)目录 (III)1 绪论 (1)1.1 选题意义 (1)1.2 国内外发展趋势 (1)1.3 系统的主要性能指标 (2)1.4 主要工作任务 (2)2 系统方案选择和工作原理 (2)2.1 系统综述 (2)2.2各模块电路的方案选择及论证 (3)2.2.1 系统硬件总框图 (3)2.2.2主机控制模块 (4)2.2.3温度控制模块 (4)2.2.4温度采集模块 (5)2.2.5显示模块 (5)2.2.6上位机软件 (6)2.3系统各模块的最终方案 (6)3 系统硬件设计 (7)3.1 STC89C52构成的最小系统 (7)3.1.1 晶振回路 (7)3.1.2 复位电路 (8)3.2温度采集模块的硬件设计 (8)3.2.1温度传感器DS18B20概述 (8)3.2.2温度采集模块的硬件设计 (10)3.3 报警电路设计 (10)3.4 电源电路设计 (11)3.5 按键电路设计 (12)3.5.1矩阵式键盘的结构与工作原理 (12)3.5.2矩阵键盘两种扫描方式 (13)3.6 显示电路设计 (13)3.6.1 LCD1602简介 (13)3.6.2 LCD1602管脚功能介绍 (14)3.6.3温度显示模块电路图 (17)3.7 时钟电路设计 (17)3.7.1 DS1302简介 (17)3.7.2 DS1302的结构及工作原理 (18)3.7.3 DS1302的控制字节 (18)3.7.4数据输入输出(IO) (18)3.7.5 DS1302的寄存器 (19)3.7.6 DS1302硬件连接图 (19)3.8电平转换电路设计 (19)3.8.1 RS-232标准介绍 (19)3.8.2 DB-9连接器 (20)3.8.3 MAX232芯片介绍 (22)3.8.4 串口硬件连接图 (22)3.9 继电器驱动电路设计 (22)3.9.1 固态继电器的分类与工作原理 (22)3.9.2固态继电器的硬件连接图 (24)4 系统的软件设计 (24)4.1 主程序的设计 (25)4.2 液晶显示模块 (26)4.3温度模块软件设计 (27)4.3.1 DS18B20测温数据的读取程序设计 (27)4.3.2 DS18B20温度读取流程 (32)4.4中断服务函数 (33)4.5上位机软件设计 (34)5 系统抗干扰措施 (37)5.1软件抗干扰措施 (37)结论 (39)致谢 (40)参考文献 (41)附录A 系统原理图 (42)附录B 系统总程序 (43)1 绪论1.1 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。

毕业设计(论文)-基于单片机的炉温控制系统设计模板

分类号：单位代码：毕业设计(论文)基于51单片机炉温控制系统设计姓名学号年级2007 级专业电气工程及其自动化系（院）信息学院指导教师2011年4月摘要随着电子技术的飞速发展，单片机在国民经济生产各行业发挥了重要的作用。

它因为集成度高、体积小、运行可靠、应用灵活、价格低、面向控制等特点得到了广大工程技术人员和客户的好评。

在温度控制方面，单片机能够代替常规的模拟调节器。

本文主要设计了单片机炉温控制系统硬件电路和软件程序。

系统具工作可靠、实时性强等特点，满足控制精度的要求。

本着在满足系统性能要求的前提下，尽可能的减少硬件成本。

本文主要涉及到控制系统的硬件设计和单片机的控制软件编程。

本系统选用AD590对炉温进行检测，并且选用 OP07低漂移高精度前置放大器，对信号进行放大。

在PCF8951完成数模转换之后，8051单片机对数据进行处理。

采用分段方法控制三台电阻炉温度。

人机接口电路部分能实现温度设定、温度显示、超温报警等功能。

本设计对温度的调节时间不做说明。

本文重点介绍硬件的选取与接口电路的设计、模拟量输入通道和开关量输出通道的设计以及相应算法的软件程序编程。

关键词：单片机；炉温控制；接口电路AbstractWith the rapid development of electronic technology,Single-chip production of various sectors in the national economy played an important role. It is because of the high integration, small volume, reliable operation, flexible, low price and application for control of the engineering characteristics of technical staff and customers. In temperature control,SCM can replace conventional analog regulator.This paper designs the temperature control system of microcontroller hardware circuit and software program. With reliable work, real-time system as the control accuracy requirements. Based on system performance requirements in the premise, reduce cost of hardware. This paper involves controlling system of hardware design and the SCM control software programming. This system choose AD590 thermocouple to test temperature and choose OP07 low drift of preamplifier to amplifiy signal. In PCF8591 complete digital-to-analog 8051 single chip microcomputer, after processing of data. Segmentation control algorithm of three resistance furnace temperature. Can realize human-machine interface circuit of the temperature setting, temperature display, and overtemperature alarm etc. The design of temperature regulation time to do that. This paper introduces the hardware design of interface circuit and analog input channel, and channel of switching output corresponding algorithm and the design of software programming.Key words: SCM;Temperature control;Interface circuit目录第一章引言 (1)第二章单片机在炉温控制中的应用 (2)2.1单片机与炉温控制系统 (2)2.1.1 单片机在温度控制系统的应用 (2)2.1.2 单片机在本设计中应用 (2)2.2炉温控制的发展 (3)2.2.1 炉温控制的发展现状与方向 (3)2.2.2 炉温控制技术发展趋势 (3)第三章炉温控制系统总体设计 (5)3.1单片机控制系统设计 (5)3.1.1 系统硬件设计 (5)3.1.2 系统软件设计 (5)第四章处理器的选用 (7)4.1MCS-51单片机 (7)4.1.1 MCS-51单片机内部结构及引脚 (7)4.1.2 MCS-51单片机的复位 (10)4.3单片机炉温控制系统主机系统的设计 (10)第五章人机接口电路设计 (11)5.1温度设定电路设计 (11)5.1.1数字拨码盘 (11)5.2LED显示电路设计 (11)5.2.1显示管与单片机的接口设计 (11)5.3报警接口设计 (12)5.3.1 警报器 (12)第六章过程通道设计 (14)6.1模拟量输入通道 (14)6.1.1 模拟量输入通道的组成和特点 (14)6.1.2模拟量输入通道的设计 (15)6.2器件的选择 (16)6.2.1放大器的选择 (16)6.2.2 传感器的选择 (16)6.2.3 模拟开关的选择 (16)6.2.4 逐次逼近式ADC (17)6.3开关量输出通道 (18)6.3.1开关量输出通道的构成及特点 (18)6.3.2开关量输出通道的设计 (19)6.4器件的选择 (19)6.4．1双向可控硅 (19)6.4.2光电隔离器的选择 (20)第七章单片机炉温PID控制系统软件程序设计 (21)7.1主程序和中断服务子程序设计 (21)7.1.1 主程序设计 (21)7.1.2 定时器T0中断服务子程序 (21)7.2子程序设计 (22)7.2.1 温度检测子程序SAMP设计 (22)7.2.2 数字滤波子程序FILTER设计 (22)7.2.3 温度控制子程序设计 (23)7.2.4 PID子程序设计 (24)总结 (29)参考文献 (30)第一章引言近几年来，我国的工业信息化程度不断加深，温度已成为工业对象控制中一种重要的参数，它是一种常见的过程变量，因为它直接影响发酵、烘烤、煅烧、浓度、蒸馏、挤压成形，空气流动以及结晶等物理和化学过程。

Get格雅基于单片机的炉温控制系统设计设计

基于单片机的炉温控制系统设计设计基于单片机的炉温自动控制系统设计宜春学院物理科学与工程技术学院自动化专业肖杰鸣指导老师：〔徐东辉〕摘要：在工农业生产中，温度是工业生产对象中主要的被控参数之一。

电阻炉是通过电流流过电阻体产生热量来加热或熔化物料的一种电炉。

电阻炉广泛地应用在化工、冶金等行业。

它对温度控制的要求较高，温度控制的好坏直接影响着产品质量及生产效率，因此电阻炉的温度控制在科学研究、工业生产中具有重要的意义。

本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，以电阻炉作为控制对象，用热电偶作为测量元件，用晶闸管作为输出控制元件来实现对电阻炉温度自动控制。

该系统利用K型热电偶温度传感器，把检测到的电阻炉温度的信号送入MAX6675芯片，经过信号放大等一系列转换后，再将信号送到单片机STC89C52内进行PID运算，同时可以通过键盘调节PID参数。

经PID运算后，比例调节输出量改变晶闸管控制量，变晶闸管的导通角，从而控制电阻炉的加热强度。

从而控制电阻炉的炉温。

关键词：电阻炉；MAX6675；单片机STC89C52；PID控制Abstract：SummaryIn the industrial and agricultural production , the temperature is accused of one of the main objects of industrial production parameters . Furnace current flowing through the resistor generates heat to a furnace for heating or melting the material . Resistance furnace is widely used in chemical, metallurgical and other industries. It requires a higher temperature control , temperature control has a direct impact on product quality and production efficiency , and therefore resistance furnace temperature control is of great significance in scientific research , industrial production.The design uses a single chip for data processing and control unit to resistance furnace as a control object , as the measuring element with thermocouple with thyristor as a control element to achieve the output resistance furnace temperature control . The system uses K -type thermocouple temperature sensor , to detect resistance furnace temperature signal into theMAX6675 chip , after a series of converted signal is amplified and then signal to the microcontroller STC89C52 PID operation , and can adjust the keyboard PID parameters. After the PID operation , adjust the output volume ratio of the amount of change in thyristor controlled , variable thyristor conduction angle, so as to control the intensity of the resistance heating furnace . To control the furnace temperature resistance furnace .Key words：The resistance furnace; MAX6675; SCM STC89C52; PID contro目录第1章绪论 (6)1.1 课题研究的背景及意义 (6)第2章系统总体设计方案 (7)设计总体思路 (7)2.2 系统技术指标 (7)系统总体设计方案 (7)第3章系统硬件设计 (9)温度检测局部 (9)K型热电偶 (9)温度信号处理芯片MAX6675 (10)时钟电路 (13)3.4 复位电路 (14)3.5 串口通信电路 (14)报警电路 (15)3.7 显示电路 (15)按键电路 (17)D/A转换电路 (18)第4章软件设计 (20)软件设计思路 (20)主程序流程图 (21)4.2.1温度检测与处理子程序 (22)4.2.2 报警子程序 (24)4.2.3 PID子程序 (24)4.2.4 显示流程图 (26)4.2.5 键盘扫描流程图 (27)4.2.6 键盘处理流程图 (29)4.2.7 D/A转换子程序流程图 (29)5.结束语 (30)6.致谢词 (31)参考文献 (32)附录A：硬件原理图 (35)附录B：程序 (36)第1章绪论1.1课题研究的背景及意义20世纪20年代以来，电阻炉就在工业生产中得到了广泛地应用。

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。

毕业设计----单片机的电加热炉温度控制系统设计[管理资料]

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。

(完整版)基于单片机的PID温度控制毕业设计论文

前言温度是表征物体冷热程度的物理量。

在很多生产过程中，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术经济指标相联系。

因此，温度的测量与控制在国民经济各个领域中均受到了相当程度的重视。

单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命，自动化、智能化均离不开单片机的应用。

将单片机控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。

现代自动控制越来越朝着智能化发展，在很多自动控制系统中都用到了工控机，小型机、甚至是巨型机处理机等，当然这些处理机有一个很大的特点，那就是很高的运行速度，很大的内存，大量的数据存储器。

但随之而来的是巨额的成本。

在很多的小型系统中，处理机的成本占了系统成本的比例高达20%，而对于这些小型的系统来说，配置一个如此高速的处理机没有任何必要，因为这些小系统追求经济效益，而不是最在乎系统的快速性，所以用成本低廉的单片机控制小型的，而又不是很复杂，不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。

随着电子技术以及应用需求的发展，单片机技术得到了迅速的发展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。

现在完全可以运用单片机和电子温度传感器对某处进行温度检测，而且可以很容易地做到多点的温度检测，如果对此原理图稍加改进，还可以进行不同地点的实时温度检测和控制。

1绪论1.1研究的目的和意义温度是工业生产中主要被控参数之一，温度控制自然是生产的重要控制过程。

工业生产中温度很难控制，对于要求严格的的场合，温度过高或过低将严重影响工业生产的产质量及生产效率，降低生产效益。

这就需要设计一个良好温度控制器，随时向用户显示温度，而且能够较好控制。

单片机具有和普通计算机类似的强大数据处理能力，结合PID，程序控制可大大提高控制效力，提高生产效益[9]。

基于单片机的电炉炉温控制器设计(毕业设计开题报告)

三、设计方案的可行性分析和预期目标：
单片机温度控制系统是以MS-5l单片机为控制核心，辅以采样反馈电路，驱动电路，晶闸管主电路对电炉炉温进行控制的微机控制系统。其系统结构框图可表示为:系统采用单闭环形式，其基本控制原理为:将温度设定值(即输入控制量)和温度反馈值同时送入控制电路部分，然后经过调节器运算得到输出控制量，输出控制量控制驱动电路得到控制电压施加到被控对象上，电炉因此达到一定的温度。传统的炉温控制设备是依靠人工通过对照炉温指示仪表所示值与期望值,手动调节燃料的进料阀门以达到控制炉温的目的。对于对炉温要求精度较高的工厂，传统设备很难达到要求.因此,为实现炉温调控趋向智能化,本设计以单片机技术为核心，采用新型思路，控制电路以8031为核心，采用热电偶传感器将炉温转化成模拟电量，采用温度变送器、采样保持器、A/D转换器将模拟量装换成数字量输入到单片机，利用键盘实现设温，LED显示器显示炉温，当温度超过系统的危险温度时由声光报警器发出警报。
基于单片机的电炉炉温控制器设计（毕业设计开题报告）
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基于单片机的电炉炉温控制器设计
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基于单片机的燃料炉炉温控制系统设计课题，结合生产实际，利用所学专业基础课的理论知识，使理论知识系统化、实用化，同时为工厂提供能源利用率高，自动化程度好设备提供可能能基本掌握炉温控制设备的设计能力和制图能力；综合利用文献发现问题的能力。电力资源的匮乏是制约我国经济快速健康发展的一个突出问题，电加热炉是工业生产中一种重要的必不可少的设备，由于技术落后，在利用电加热炉时，不仅不能精确地满足加热工艺曲线的要求，而且对电力资源造成了巨大的浪费。原因主要由以下两点：一基于PLC或计算机控制的电加热系统造价昂贵，很多小型企业不愿接受。二现行的炉温自动控制系统往往具有算法复杂，要求操作人员具有一定的自动控制技术。所以，要想改善这种状况，必须要设计一种操作简单，控制精确，造价便宜的炉温自动控制系统。

基于单片机实现工业生产中炉温控制系统的设计

基于单片机实现工业生产中炉温控制系统的设计1、引言单片机具有集成度高，运算快速快，体积小、运行可靠，价值低廉，因此在过程控制、数据采集、机电一体化、智能化仪表、家用电器以及网络技术等方面得到广泛应用，本文主要介绍单片机在炉温控制中的应用。

在工业生产中，有很多行业有大量的加热设备，如用于热处理的加热炉、用于熔化金属的坩埚炉，以及各种不同用途的加热炉，反应炉，这样温度就成为了工业对象中一种重要的被测控对象，但是由于炉子的种类，用途不同，因此，采用的加热方法及燃料也就不同，如煤气、天然气、油、电等，但究其控制系统本身的动态特性而言，基本上都是一阶纯滞后环节。

实践证明，用于工业生产中的炉温控制的微机控制系统具有高精度、功能强、经济性好的特点，无论在提高产品质量还是产品数量，节约能源，还是改善劳动条件等方面都显示出无比的优越性。

2、整体设计及其工作原理对于温度控制，可采用适用于工业控制的单片机组成的自动控制系统，其硬件原理如图1。

其系统被测参数主要是温度，被测参数温度值由热电偶传感器测定后得到的mv信号经过温度变送器放大滤波后变为0－5v的电压信号，再送到采样/保持器，经过a/d转换器后，将模拟信号变为数字信号进入8031单片机，在单片机进行数据处理，一方面，与所设定的期望温度值进行比较后，产生偏差信号，单片机根据预定的pid算法计算出相应的控制量，该控制量控制双向可控硅的导通和关闭，以便切断和连通加热设备，从而控制温度稳定在设定值上，另一方面送去显示接口，并判断是否有报警需要。

3、硬件接口设计3.1 温度检测元件及温度变送器由于所测的温度不同，所以选用的检测元件也就不尽相同，目前的热点偶传感器有：铂铹10－铂热电偶，其可在1300℃以下范围长期工作，符号lb；镍铬－镍硅热电偶，测量范围在－50～＋1312℃，符号eu等等，温度传感器输出的都是mv信号，而温度变送器由毫伏变送器和电流/电压变送器组成，其毫伏变送器就是把温度传感器的mv信号变换成ma的电流；电流/电压变送器再把毫伏变送器输出的ma电流变成v电压。

毕业设计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摘要电阻炉作为工业炉窑中的一种常用加热设备被广泛应用于工业生产中。

对电阻炉温度控制精确与否将直接影响到产品的质量和生产效率。

电阻炉是一种具有纯滞后的大惯性系统，开关炉门、加热材料、环境温度以及电网电压等都影响控制过程，传统的电阻炉控制系统大多建立在一定的模型基础上，难以保证加热工艺要求。

本文将PID控制算法引入到传统的电阻炉控制系统中，借此提高其控制效果。

设计一个控制精度高、运行稳定的电阻炉温度控制系统是很有必要的。

本设计是以电阻炉为被控对象，单片机为核心设计的一种控制系统。

其中以K型热电偶作为温度传感器，STC89C52单片机为控制核心，PID运算规律作为控制算法。

文中详细介绍了该控制系统的硬件电路设计、软件设计及PID控制算法。

在对电阻炉温度控制系统的研究之后，本设计主要完成温度控制系统的总体方案设计、硬件原理图的绘制、信号调理电路的设计、固态继电器的应用及温度控制电路的设计同时也完成了系统程序设计，并通过软件完成了对温度的控制功能。

关键词：电阻炉；温度控制；PID算法；单片机The design of resistor furnace temperature control systembased on singlechipAbstractResistance furnace was widely used in industrial production, the effect of the temperature control of Resistance furnace has a direct impact on product quality and productivity.Therefore, the design of a high-precision control and stable operation of the resistance furnace temperature control system has a high application value.In this design , the resistance furnace as a controlled object, singlechip as the design of a control unit.Which type of thermocouple temperature sensor as K, STC89C51 microcontroller as control core and PID control algorithm for operation rule. This paper introduces the control system of the hardware circuit design, software design and the PID control algorithm.On the resistance furnace temperature control system, the design of the main completed the overall scheme of the temperature control system design, hardware circuit principle diagram, the signal of circuit, the application of solid state relays and temperature control circuit design of the system，meanwhile finish the program design, through the software control to complete the function of temperature control.Key words: resistance furnace; temperature control; PID control;single-chip microcomputer目录摘要 (I)Abstract (II)目录 ...................................................................................................................................... I II 第一章绪论 (1)1.1课题研究的背景及意义 (1)1.2国内外研究概况及发展趋势 (2)1.3智能温度控制技术的发展 (2)1.3.1 PID控制 (2)1.3.2 模糊控制 (4)1.3.3 模糊自整定PID控制 (5)1.3.4 神经网络控制系统 (5)1.3.5 专家控制系统 (6)第二章电阻炉温度控制系统总体方案设计 (8)2.1基于虚拟仪器的电阻炉温度控制 (8)2.2基于PLC的电阻炉温度控制 (8)2.3单片机与FPGA综合实现电阻炉的温度控制 (9)2.4基于单片机的电阻炉温度控制系统 (10)第三章硬件电路设计 (12)3.1温度检测电路 (12)3.1.1 温度传感器 (12)3.1.2 冷端温度补偿 (13)3.2 放大电路 (13)3.3 ADC0832简介 (15)3.3.1ADC0832引脚如图 (15)3.3.2单片机对ADC0832 的控制原理 (16)3.4 STC89C52单片机 (18)3.4.1单片机简介 (18)3.4.2管脚说明 (19)3.4.3单片机的复位电路 (21)3.4.4单片机的晶振电路 (22)3.5人机接口电路 (22)3.5.1 LCD液晶显示 (22)3.5.2 键盘 (26)3.6温度控制电路固态继电器及应用 (27)3.7报警电路 (29)第四章软件设计 (30)4.1主程序设计 (30)4.2 子程序设计 (31)4.2.1 A/D采样子程序 (31)4.2.2线性化 (31)4.2.3标度变换 (32)4.2.4键盘子程序 (34)4.2.5显示子程序 (34)4.2.6 PID子程序 (35)4.2.7 PWM控制子程序 (38)第五章系统调试 (41)总结 (44)参考文献 (45)附录A 硬件原理图 (47)附录B 源程序 (48)致谢 (60)第一章绪论1.1课题研究的背景及意义随着社会的发展，自动控制越来越成受到人们关注,自动调节电阻炉温度系统得到了广泛的应用。

基于单片机的加热炉炉温控制系统设计

目录一．绪论 (2)二．系统设计方案 (3)三．硬件设计 (6)1. 8031单片机 (6)2. 温度测量设计 (10)检测元件 (11)温度变送器 (12)3. 转换电路设计 (17)AD574转换器 (17)采样保持器 (20)4. 键盘及显示的设计 (23)键盘电路 (23)显示电路 (29)8255A芯片 (31)5. 报警显示电路 (35)6. 译码电路 (38)7 . D/A转换器 (41)四．数学模型 (45)五. 结束语 (48)六.谢辞 (49)七．参考文献及附录 (49)基于单片机的加热炉炉温控制系统设计（侧重硬件设计）一．绪言温度是工业对象中最主要的被控参数之一，特别是在冶金，化工，机械各类工业中，广泛使用各种加热炉，热处理炉，反应炉等。

由于炉子的种类不同，因此所采用的加热方法及燃料也不同，如煤气，天然气，油，电，等等。

但是就其控制系统的本身的动态特性来说，基本上都属于一阶纯滞后环节，因而在控制算法上基本相同。

随着电子技术和微型计算机的迅速发展，特别是单片机的发展，微机测量和控制技术得到了迅速的发展和广泛的应用。

单片机具有处理能力强，运行速度快，功耗低等优点，应用在温度测量和控制方面，控制简单方便，测量范围广，精度较高。

实践证明，控制方法的优劣，运行效果的好坏，直接影响到产品的质量，能源的消耗，设备的生产效率。

而用微型计算机对炉窑进行控制，无论在提高产品质量和数量，节约能源，还是在改善劳动条件等方面都显示出无比的优越性。

特别是单片机对被控对象采样功能强，体积小，价格低的智能温度控制装置进行控制已成为现实。

本文将设计一种基于8031单片机的加热炉炉温控制的控制系统。

本文选择的控制对象是用天然气加热的退火炉，天然气烧嘴为自带空气式。

退火炉主要用于钢材的热处理，以改变钢材的物理性能。

被测参数主要是温度，测量范围为0~1000℃。

针对加热炉的上述特点，采用8031单片机作为主机，对其进行智能控制的控温系统。

基于单片机的多点无线温度监控系统设计-毕业设计

基于单片机的多点无线温度监控系统设计前言在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。

其中，温度控制也越来越重要。

在工业生产的很多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。

采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。

因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的控制问题。

单片机是一种集CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统等部分于一体的器件，只需要外加电源和晶振就可实现对数字信息的处理和控制。

因此，单片机广泛用于现代工业控制中。

随着“信息时代”的到来，作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。

传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。

因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。

由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号，使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制，但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素。

传感器主要用于测量和控制系统，它的性能好坏直接影响系统的性能。

因此，不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标，还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求，而且只有通过对传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解，才能将传感器和信息通信和信息处理结合起来，适应传感器的生产、研制、开发和应用。

另一方面，传感器的被测信号来自于各个应用领域，每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效，各自都在开发研制适合应用的传感器，于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。

温度传感器是其中重要的一类传感器。

其发展速度之快，以及其应用之广，并且还有很大潜力。

为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。

基于单片机的温度控制系统毕业设计开题报告

基于单片机的温度控制系统毕业设计开题报告河北农业大学毕业论文﹙设计﹚开题报告题目基于单片机的温度控制系统设计学生姓名王传秀学号 2008234020323所在院(系) 信息科学与技术学院专业班级电子信息科学与技术指导教师贾雨琛2012 年 04 月 9 日题目基于单片机的温度控制系统设计一、选题的目的及研究意义这次毕业设计选题的目的主要是让生活在信息时代的我们，将所学知识应用于生产生活当中，掌握系统总体设计的流程，方案的论证，选择，实施与完善。

通过对温度控制通信系统的设计、制作、了解信息采集测试、控制的全过程，提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力，初步培养在完成工程项目中所应具备的基本素质和要求。

培养研发能力，通过对电子电路的设计，初步掌握在给定条件和要求的情况下，如何达到以最经济实用的方法、巧妙合理地去设计工程系统中的某一部分电路，并将其连接到系统中去。

提高查阅资料、语言表达能力和理论联系实际的技能。

当今社会温度的测量与控制系统在生产与生活的各个领域中扮着越来越重要的角色，大到工业冶炼，物质分离，环境检测，电力机房，冷冻库，粮仓，医疗卫生等方面，小到家庭冰箱，空调，电饭煲，太阳能热水器等方面都得到了广泛的应用，温度控制系统的广泛应用也使得这方面研究意义非常的重要。

温度信号由18B20温度传感器进行采集，然后经过转换成数字信号后传入单片机，由单片机对数字信号进行相应的处理，从而得到温度控制的目的，然后输出在数码管上进行显示。

首先要解决的是对18B20数字温度传感器本身的属性，它的用法，各个性能参数，内部功能有一个很好的掌握，还要对51单片机［2］的用法，外围电路（温度检测电路，温度控制电路，单片机串口通信的电路，复位电路，数码管显示电路［3］）的设计接法进行进一步的掌握，最后就是软件编写部分了，软件部分需要解决的问题有18B20初始化模块，18B20对温度的获取并转换模块，温度数据的处理模块，温度数据显示模块，超高（低）温控制模块，串口初始化模块。

基于单片机的温度控制系统设计毕业论文

分类号：TP212单位代码：科技大学本科专业职业生涯设计基于单片机的温度控制系统设计2012 年 4 月10日摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。

本文从硬件和软件两方面来讲述对烘干箱温度的自动控制过程,在控制过程中主要应用AT89C51、ADC0809、LED显示器、LM324比较器，而主要是通过DS18B20数字温度传感器采集环境温度，以单片机为核心控制部件，并通过四位数码管显示实时温度的一种数字温度计。

软件方面采用汇编语言来进行程序设计，使指令的执行速度快，节省存储空间。

为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了，使硬件在软件的控制下协调运作。

关键词：单片机系统；传感器；数据采集；模数转换器；温度AbstractIn recent years along with computer penetration in the social sphere, SCM applications are constantly deepening, led the traditional control test at the same time ever updated..In this paper, from two aspects of hardware and software about automatic temperature control process, the control process is mainly used AT89C51, ADC0809, LED display, LM324 comparator, but mainly through the DS18B20 digital temperature sensor to collect the environmental temperature, the single-chip microcomputer as the core control component, and through four digital tube display real-time temperature of a digital thermometer. Software using assembly language to program design, so that the instruction execution speed, save the memory space. In order to facilitate the expansion and the change, the software design uses the modular structure, make the logic relation of designing program more concise, making hardware tocoordinatetheoperation under the software control.Keywords: SCM system; sensor; data acquisition; a / D converter temperature;目录1 绪论 (3)1.1课题的背景及其意义 (3)1.2课题研究的容及要求 (4)1．2.1 课题的主要研究的容 (4)2 AT89C51系列单片机介绍及硬件设计 (6)2.1 AT89C51系列单片机介绍 (6)2.1.1 AT89C51系列基本组成及特性 (6)2.1.2 AT89C51系列引脚功能 (7)2.1.3 AT89C51系列单片机的功能单元 (9)2．2 硬件设计 (12)2.2.1 温度采样部分 (12)2.2．2 控制温度 (14)2.2.3 模数转换部分 (15)2.2.4 模数转换技术 (15)2.2.5 积分型模数转换器 (15)2.2.6 显示部分 (16)3 软件设计 (18)3.1主程序流程图 (18)3.2 读温度子程序 (19)3.3 计算温度子程序 (19)3.4按键流程图 (20)3.5 显示流程图 (22)结论 (24)参考文献 (25)辞 (26)1 绪论1.1课题的背景及其意义现代工业设计，工程建设及日常生活中温度控制都起着重要的作用，早期的温度控制主要用于工厂时间生产中，能起到实时采集温度数据，提高生产效率，产品质量之用。