计算机温度控制系统课程设计
温度控制系统课程设计
摘要温度控制是工业对象中主要的控制参数之一，其控制系统本身的动态特性属于一阶纯滞后环节，象冶金、机械、食品、化工各类工业中，广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等，对工件的处理温度要求严格控制，计算机温度控制系统使温度控制指标得到了大幅度提高。
以8031单片机为核心，采用温度变送器桥路和固态继电器控温电路，实现对电炉温度的自动控制。
该控制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。
电阻炉炉温控制系统的控制过程是：单片机定时对炉温进行检测，经A/D 转换芯片得到相应的数字量，经过计算机进行数据转换，得到应有的控制量，去控制加热功率，从而实现对温度的控制。
关键词：电炉温度控制系统ADC0809AD转换器1温度控制系统设计1 控制方案总述随着电子技术的发展，特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化，特别是微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，利用单片机来改造落后的设备具有性价比高、提高设备的使用寿命、提高设备的自动化程度的特点。
本设计就是利用单片机来控制高温加热炉的温度，传统的以普通双向晶闸管（SCR）控制的高温电加热炉采用移相触发电路改变晶闸管导通角的大小来调节输出功率，达到自动控制电加热炉温度的目的。
这种移相方式输出一种非正弦波，实践表明这种控制方式产生相当大的中频干扰，并通过电网传输，给电力系统造成“公害”。
采用固态继电器控温电路，通过单片机控制固态继电器，其波形为完整的正弦波，是一种稳定、可靠、较先进的控制方法。
为了降低成本和保证较高的控温精度，采用普通的ADC0809芯片和具有零点迁移、冷端补偿功能的温度变送器桥路，使实际测温范围缩小。
采用AT80C51为核心，结合温度传感器热电偶和AD转换器来监测被控温度数据，并把数据传递给单片机同时显示实时数据。
同时键盘会给与要求的控制温度大小供单片机把其和测量温度进行比较处理，从而控制执行系统的开关量的通断状态，达到温度检测、赋值和控制的作用。
温控系统设计课程设计s12
温控系统设计课程设计s12一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握温控系统设计的基本原理和方法，能够运用所学知识分析和解决实际问题。
具体目标如下：1.掌握温控系统的基本组成和工作原理。
2.了解温控系统设计的流程和关键参数。
3.学习温控系统的各种传感器和执行器的选用方法。
4.熟悉温控系统的控制算法和调试方法。
5.能够运用所学知识分析和解决温控系统设计中的问题。
6.能够独立完成温控系统的设计和调试。
7.具备一定的创新能力和团队合作能力。
情感态度价值观目标：1.培养学生的责任感和使命感，使其意识到温控系统设计在现代社会中的重要性。
2.培养学生的创新意识和团队合作精神，提高其综合素质。
3.培养学生对科学研究的兴趣，激发其进一步深造的欲望。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.温控系统的基本原理和工作原理：介绍温控系统的定义、作用、基本组成及其工作原理。
2.温控系统设计的流程和关键参数：讲解温控系统设计的基本流程，以及各个环节中的关键参数确定方法。
3.传感器和执行器的选用：介绍各种常用传感器和执行器的原理、特点及选用方法。
4.控制算法和调试方法：讲解温控系统的控制算法，以及调试方法和技术。
5.实例分析：分析典型的温控系统设计案例，使学生能够将所学知识应用于实际问题的解决。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握温控系统设计的基本原理和方法。
2.案例分析法：分析典型的温控系统设计案例，培养学生解决实际问题的能力。
3.实验法：通过实验操作，使学生熟悉温控系统的实际运行过程，提高学生的动手能力。
4.小组讨论法：分组讨论，培养学生的团队合作意识和创新精神。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的温控系统设计教材，为学生提供系统的学习资料。
2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系。
温度控制系统课程设计
目录目录 01 问题描述 02 需求分析 (1)3 概要设计 (5)模块划分 (5)完整硬件电路图 (5)主要模块流程图 (5)4 详细设计 (8)5 测试分析 (12)6 结束语 (14)参考文献 (15)致谢 (16)附录Ⅰ源程序代码 (17)附录Ⅱ系统整体电路图 (21)1 问题描述设计一个温度自动控制系统，采用温度传感器接收外界环境的温度信号，将信号产生的电流转变通过模数转换电路将温度信号转换为数字信号，再将数字信号传到单片机中进行分析处置并将其输出到四位七段译码显示器显示。
可手动调节温度传感器的温度值，用于模拟加热器的温度转变，当温度低于100°C时，喇叭就会报警，发出“嘀”的声音，同时蓝色LED亮，启动继电器使加热器工作，继续调高温度，当温度大于110°C时喇叭又会发出“嘀”的报警声，同时红色LED亮，关闭继电器使加热器停止加热。
正常温度下绿色LED亮，继电器断开，喇叭不叫。
程序源代码采用汇编语言编写。
2需求分析设计一个温度报警器，先要有一个温度传感器，用来传送温度信息，由于传感器的信号是模拟信号，则需要一个运算放大电路，把信号按比例放大，通过单片机内的模数转换程序将信号转换成数字信号，单片机采用AT89C51，、、作为数字信号输入端口，在外界温度信号传进单片机后需要将信号有输出到显示器上显示，以直观的看到外界温度的具体数值，我采用共阴极的四位七段译码显示器，至端口作为显示信号输出端口，当温度转变时，单片机需要对不同的温度范围做出反映，则我用作为控制喇叭的端口，至作为控制LED灯亮灭的端口，作为继电器的控制端口。
因此可知该实验中要用到的元件如下：图A T89C51单片机图四位七段译码显示器图温度信号收集器图继电器图喇叭报警器图温度指示灯3概要设计模块划分本设计共包括3个模块：3.1.1主程序模块初始化单片机各端口，对各个子模块进行统一的挪用与管理，首先挪用模数转换子程序ad_conv获取外界温度信号，并将其转化为对应的数字信号，再挪用温度判断及显示子程序display，对温度的大小进行分析，并与设定好的温度临界值比较，按照它们的大小关系控制喇叭是不是报警及LED亮哪一种颜色和选择继电器的通断。
计算机控制课程设计(温度控制系统的设计与实现)
数据采集卡—— 中泰PCI-8333
固态继电器—— 过零型；输入DC 3～24V；输出AC 24～240V；最大工作电流25A
测温元件—— 热电偶分度号：K ，热电阻分度号：Pt100
温度变送器输出信号—— 4～20 mA
电水壶—— 材质：不锈钢 ；额定电压：AC 220V ；额定功率：1500W；容积：6L；
四、工作容、进度安排
2011-1-4～2011-1-6上午熟悉系统构成，查资料，阅读整理资料（要求有读书笔记）
2011-1-7控制对象的数学建模。
2011-1-10~2011-1-11控制策略设计、实现、仿真。
2011-1-12系统组成，调试。
2011-1-13～2011-1-14分析总结本次课程设计，提出进一步改进建议。认真详细撰写课程设计说明书。上交仿真程序、组态软件实现程序、课程设计说明书，验收实物控制效果，答辩。
7、系统的构建和实际系统的调试
用万用表和示波器一步一步检查物理连接，看看每一步连接输出信号是否正确可靠，理论控制器参数通过仿真是否整定合理，开始调试系统，根据实际控制效果，重新调整控制器参数，看是否能达到控制要求。
8、若没有结果或达不到控制要求
认真检查系统构建的物理连接
改变控制策略，改进控制算法（实际都是力控中实现）
指导教师签字：_______________
摘 要
温度控制系统是一种典型的过程控制系统，在工业生产中具有极其广泛的应用。温度控制系统的对象存在滞后，它对阶跃信号的响应会推迟一些时间，对自动控制产生不利的影响，因此对温度准确的测量和有效的控制是此类工业控制系统中的重要指标。温度是一个重要的物理量，也是工业生产过程中的主要工艺参数之一，物体的许多性质和特性都与温度有关，很多重要的过程只有在一定温度围才能有效的进行，因此，对温度的精确测量和可靠控制，在工业生产和科学研究中就具有很重要的意义。
计算机控制技术温度控制系统设计
学号：0121011360424课程设计题目温度控制系统设计学院自动化学院专业自动化专业班级自动化1004班姓名邓智斌指导教师陈静教授2013 年 6 月29 日课程设计任务书学生姓名：邓智斌专业班级：自动化1004班指导教师：陈静教授工作单位：自动化学院题目: 温度控制系统设计要求完成的主要任务:被控对象为电炉，采用热阻丝加热，利用大功率可控硅控制器控制热阻丝两端所加的电压大小，来改变流经热阻丝的电流，从而改变电炉炉内的温度。
可控硅控制器输入为0－5伏时对应电炉温度0－300℃，温度传感器测量值对应也为0－5伏，对象的特性为二阶惯性系统，惯性时间常数为T1＝20秒。
1）设计温度控制系统的计算机硬件系统，画出框图；2）编写积分分离PID算法程序，从键盘接受K p、T i、T d、T及β的值；3）通过数据分析β改变时对系统超调量的影响。
4）撰写设计说明书。
时间安排：6月26日查阅和准备相关技术资料，完成整体方案设计6月27日—6月28日完成硬件设计6月29日—6月30日编写调试程序7月1日—7月4日撰写课程设计说明书7月5日提交课程设计说明书、图纸、电子文档指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。
对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。
随着集成电路技术的发展，单片微型计算机的功能也不断增强，许多高性能的新型机种不断涌现出来。
本文主要介绍了利用8051为主控制电路实现的炉温调节控制系统，详细阐述了系统的功能，硬件组成以及软件设计，利用热电偶采集温度信号经A/D转换器转化后与给定信号送入微机系统，系统分析控制算法，信号再经D/A转换后控制调节可控硅控制器来改变炉内的温度。
另外，还需要用到MATLAB这一个功能强大的软件，而且需要编写一定的程序语句，可以通过程序的运行，将被控系统离散化。
温度控制系统(课程设计)
长安大学《单片机原理及接口技术》课程设计（简易温度控制系统）专业：电气工程及其自动化学号： 2804060132姓名：任晴利指导老师：段晨东时间： 2008.12.22～2009.01.03目录目录。
题目。
摘要。
需求分析。
方案比较。
硬件设计。
硬件电路设计。
总体电路设计。
软件设计。
调试及结果分析。
附录1 电路程序。
附录2 电路总图。
题目：简易温度控制系统一．任务设计并制作一个简易的单片机温度自动控制系统（见图一）。
控制对象为自定。
图一 恒温箱控制系统二．要求设计要求如下（1）温度设定范围为40℃～90℃，最小区分度为1℃（2）用十进制数码显示实际温度。
（3）被控对象温度采用发光二极管以光柱形式和数码形式显示。
（4）温度控制的静态误差≤2℃。
扩充功能：控制温度可以在一定范围内设定，并能实现自动调整，以保持设定的温度基本保持不变（测量温度时只要求在现场任意设置一个检测点）。
恒温箱 执行器 可编程 控制器 显示器 变送器 设置键盘 电源 220V AC 温度传感器摘要本系统以A T89S52单片机芯片为核心，组成温度测量和控制系统，采用DS18B20数字温度传感器对温度进行实时采样，并将测量结果用数码管实显示，可以运用键盘按钮对温度进行设定，并且驱动加热器或制冷器将温度调整到设定温度，其功能完善，人机界面良好，可靠性高，AbstractThe system to single-chip AT89S52 chip as the core, the composition of the control of temperature control system of the adoption of digital temperature sensor DS18B20 temperature sampling, real-time display with digital temperature control, you can use the keyboard for temperature regulation, the use of heater and cooler temperature adjustments to improve its functions, a good man-machine interface, high reliability一、需求分析根据题目的具体要求，经过阅读思考，可对题目的具体任务、功能、技术指标等作如下分析。
计算机控制技术课程设计-温度控制系统设计
计算机控制技术课程设计-温度控制系统设计引言温度控制是在很多工业和生活应用中至关重要的一项技术。
随着计算机控制技术的发展和普及，利用计算机控制温度已经成为一种常见的方法。
本文将介绍一个基于计算机控制技术的温度控制系统设计。
系统设计系统框架本系统采用分布式控制结构，由三个主要组成部分组成：传感器模块、控制模块和执行模块。
系统框架系统框架传感器模块负责实时采集温度数据，并将数据传送给控制模块。
控制模块根据传感器模块的数据和预设的设定值进行逻辑判断和决策，然后将决策结果发送给执行模块。
执行模块根据控制模块的结果来控制实际的温度执行设备。
硬件设计本系统需要以下硬件组件：•温度传感器：用于实时采集温度数据。
•控制器：用于运行控制模块的程序。
•执行器：用于控制温度执行设备。
软件设计本系统需要以下软件组件：•控制程序：负责接收温度传感器传输的数据，进行逻辑判断和决策，并将结果发送给执行程序。
•执行程序：根据控制程序的结果控制实际的温度执行设备。
•用户界面：提供友好的用户界面，用于设定温度控制的设定值和查看实时的温度数据。
系统流程系统主要分为三个阶段：温度数据采集、控制决策和执行控制。
温度数据采集1.温度传感器开始采集温度数据。
2.传感器将采集到的温度数据发送给控制程序。
控制决策1.控制程序接收到温度数据。
2.控制程序根据预设的设定值和温度数据进行逻辑判断。
3.根据逻辑判断结果，控制程序生成相应的控制方案。
4.控制程序将控制方案发送给执行程序。
执行控制1.执行程序接收到控制方案。
2.执行程序根据控制方案控制实际的温度执行设备。
3.执行程序将执行结果反馈给控制程序。
功能设计温度设定功能用户可以通过用户界面设定温度控制的设定值。
用户界面将设定值发送给控制程序，控制程序将设定值存储在内存中。
实时数据显示功能用户界面可以实时显示温度传感器采集到的温度数据。
温度数据通过控制程序发送给用户界面，并在用户界面显示。
控制逻辑设计控制程序根据采集的温度数据和设定值进行逻辑判断，判断温度是否超过设定值的上限或下限。
温度控制系统(计算机控制课设)
中北大学课程设计任务书2012/2013学年第一学期学院：信息与通信工程学院专业：自动化学生姓名：学号：09050542 课程设计题目：温度程序控制系统设计起迄日期: 2013年1 月7日~2013年1 月18日课程设计地点:中北大学指导教师:张艳兵张秀艳系主任:王忠庆下达任务书日期: 2013年 1 月 7日课程设计任务书课程设计任务书4．主要参考文献：1、李朝青.单片机原理及接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，20052、张艳兵、赵建华、鲜浩.计算机控制技术.北京：国防工业出版社，20083 、袁保生.Protel99SE电路设计实验指导.太原：中北大学，20104、胡锦、蔡谷明、梁先宇. 单片机技术使用教程. 北京：高等教育出版社，2003.5、李勋. 单片机实用教程. 北京：北京航空航天大学出版社，2000.6、李晓莹. 传感器与测试技术. 北京：高等教育出版社,2004.5.设计成果形式及要求：课程设计说明书1份原理图和PCB图各1份程序清单1份6．工作计划及进度：起迄日期工作内容2013年1月7日~ 1月8 日 1月 9日~ 1月11日 1月12日~ 1月14 日1月 15日~ 1月16日1月 17日~ 1月18 日查阅资料，确定设计方案设计硬件电路画出流程图，编写控制程序撰写课程设计说明书课程设计答辩系主任审查意见：签字：年月日基于单片机的电炉温度检测、控制系统摘要：本文主要解决对电炉的温度进行实时检测和控制的问题。
采集电炉的温度，并控制在一定的温度。
一．原理电炉温度控制系统是闭合的反馈系统。
温控系统主要由温度传感器、温度调节仪、执行装置、被控对象四个部分组成，其系统组成框图如图1所示。
被控制对象是大容量、大惯性的电炉温度对象，是典型的滞后环节，在这里近似为包含有纯滞后的一阶滞后；由于被控对象电容量大，通常采用可控硅作调节器的执行器，图1温度控制系统结构图如下：图2二．硬件电路设计1.传感器的选择（1）铂金电阻Pt100具有高精度、高稳定、宽泛的工作温度范围。
plc温度控制系统课程设计
plc温度控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和工作机制，特别是温度控制模块的功能与操作。
2. 学生能够掌握温度控制系统中传感器、执行器与PLC的连接和配置方法。
3. 学生能够解释温度控制算法，如PID控制，并在PLC编程中实现。
技能目标：1. 学生能够独立进行PLC温度控制系统的电路设计与搭建。
2. 学生能够运用PLC编程软件，编写和调试温度控制程序，实现对温度的精确控制。
3. 学生能够运用相关的技术文档和资料，进行故障诊断和系统优化。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对自动化技术的兴趣，认识到其在工业生产和日常生活中的重要性。
2. 学生能够通过团队协作完成项目，增强合作意识，提高沟通与解决问题的能力。
3. 学生能够养成严谨的科学态度，注重实践操作的规范性和安全性。
课程性质分析：本课程为实践性较强的专业课，要求学生通过动手实践，将理论知识与实际应用紧密结合。
学生特点分析：考虑到学生处于高年级，已具备一定的电子电气基础和PLC操作知识，有较强的自主学习能力和问题解决能力。
教学要求：1. 理论与实践相结合，注重学生操作技能的培养。
2. 采用项目导向教学法，提高学生的实际应用能力。
3. 鼓励学生创新思维，培养解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 理论知识：- PLC工作原理与结构特点- 温度传感器类型及特性- 执行器的工作原理与选型- PID控制算法原理及其在温度控制中的应用2. 实践操作：- 温度控制系统的电路设计与搭建- PLC编程软件的使用方法- 温度控制程序的编写与调试- 温度控制系统的故障诊断与优化3. 教学大纲：- 第一周：PLC工作原理与结构特点，温度传感器类型及特性- 第二周：执行器的工作原理与选型，PID控制算法原理- 第三周：温度控制系统的电路设计与搭建，PLC编程软件的使用- 第四周：温度控制程序的编写与调试，系统故障诊断与优化4. 教材章节：- 教材第3章：PLC原理与应用- 教材第4章：传感器与执行器- 教材第5章：自动化控制系统设计- 教材第6章：PID控制算法及其应用教学内容组织：按照由浅入深的原则，先介绍PLC及温度控制相关理论知识，然后进行实践操作，使学生能够在理解理论知识的基础上，掌握实际操作技能。
c51温度控制课程设计
c51温度控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解C51单片机的基本原理和温度控制的概念；2. 掌握温度传感器与C51单片机的连接方式；3. 学会编写C51程序，实现对温度的实时监测与控制；4. 了解温度控制系统的调试与优化方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识设计简单的温度控制系统；2. 熟练使用C51编程语言进行程序设计；3. 学会使用温度传感器采集数据，并能对数据进行处理；4. 提高实际操作能力，培养动手实践与解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术、自动化技术的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的团队协作精神，学会共同解决问题；3. 增强学生的环保意识，认识到温度控制在节能减排中的重要性；4. 培养学生严谨的科学态度和良好的学习习惯。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在让学生掌握C51温度控制的相关知识，具备实际操作能力。
课程目标具体、可衡量，为后续教学设计和评估提供明确方向。
通过本课程的学习，学生将能够独立设计简单的温度控制系统，为实际应用打下坚实基础。
1. C51单片机原理：介绍C51单片机的基本结构、工作原理，引导学生了解其内部资源及编程方法。
教材章节：第1章 单片机概述，第2章 51单片机硬件结构。
2. 温度传感器：讲解温度传感器的原理、种类及与C51单片机的接口技术。
教材章节：第3章 温度传感器，第4章 传感器与单片机的接口技术。
3. C51编程：教授C51编程语言，使学生掌握温度控制程序的设计与编写。
教材章节：第5章 C51编程语言，第6章 单片机程序设计。
4. 温度控制算法：介绍常见的温度控制算法，如PID控制算法，并分析其优缺点。
教材章节：第7章 温度控制算法。
5. 系统设计与调试：讲解温度控制系统的设计方法、步骤及调试技巧。
教材章节：第8章 系统设计与调试。
6. 实践操作：组织学生进行温度控制系统的搭建与调试，巩固所学知识，提高实际操作能力。
计控必做温度控制课程设计
计算机控制技术课程设计温度闭环控制系统1 设计目的1.了解温度调节闭环控制系统软硬件设计。
2.熟练掌握PID控制规律及算法。
2 所用设备PC机一台，TD-PITE实验装臵一套。
3 设计内容温度闭环控制原理如图1所示。
人为数字给定一个温度值，与温度测量电路得到的温度值（反馈量）进行比较，其差值经过PID运算，将得到控制量并产生PWM脉冲，通过驱动电路控制温度单元是否加热，从而构成温度闭环控制系统。
图1 温度控制实验原理图温度控制单元中由7805与一个24Ω的电阻构成回路，回路电流较大使得7805芯片发热。
用热敏电阻测量7805芯片的温度可以进行温度闭环控制实验。
由于7805裸露在外，散热迅速。
实验控制的最佳温度范围为50～70℃。
4 温度传感器温度传感器采用的是 NTC MF58-103 型热敏电阻，具体电路连接如下：R t R 110K 500温度值与对应AD 值的计算方法如下：25℃：Rt ＝10K V AD ＝5×500 / (10000＋500)＝0.238(V) 对应AD 值：0CH 30℃：Rt ＝5.6K V AD ＝5×500 / (5600＋500)＝0.410(V) 对应AD 值：15H 40℃：Rt ＝3.8K V AD ＝5×500 / (3800＋500)＝0.581(V) 对应AD 值：1EH 50℃：Rt ＝2.7K V AD ＝5×500 / (2700＋500)＝0.781(V) 对应AD 值：28H 60℃：Rt ＝2.1K V AD ＝5×500 / (2100＋500)＝0.962(V)对应AD 值：32H100℃：Rt ＝900 V AD ＝5×500 / (900 ＋500)＝1.786 (V) 对应AD 值：5AH ……测出的AD 值是程序中数据表的相对偏移，利用这个值就可以找到相应的温度值。
plc温度控制课程设计
plc温度控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PLC（可编程逻辑控制器）在工业温度控制中的应用原理。
2. 学生能掌握温度传感器的工作机制及其在PLC系统中的作用。
3. 学生能描述温度控制系统中常用的PID控制算法的基本概念。
技能目标：1. 学生能够运用PLC软件设计简单的温度控制程序。
2. 学生能够进行温度控制系统的调试和故障排查。
3. 学生能够通过小组合作，完成一个综合性的温度控制项目，展示其编程和调试能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化技术及PLC在工业控制中应用的兴趣，增强其探究工业技术问题的热情。
2. 培养学生团队合作意识，学会在小组内部分工合作，共同解决问题。
3. 通过对工业自动化控制系统的学习，加强学生对安全生产、节能环保的认识和责任感。
本课程设计旨在结合学生年级特点，通过理论与实际操作相结合的方式，使学生不仅掌握PLC温度控制的相关理论知识，而且能够将其应用于实际问题的解决中，提升学生的实践操作能力和创新思维能力。
同时，通过小组合作与项目实施，培养学生的沟通协作能力和工程素养，强化其对工业自动化领域的认知和情感态度。
二、教学内容1. PLC基础知识回顾：PLC的基本结构、工作原理、编程语言及常用指令。
2. 温度传感器原理：温度传感器类型，如热电偶、热敏电阻；传感器信号采集与转换。
- 教材章节：第三章“传感器与执行器”，第2节“温度传感器”。
3. PID控制算法：PID控制原理，参数整定方法，PID在温度控制中的应用。
- 教材章节：第五章“过程控制”，第3节“PID控制算法”。
4. PLC温度控制程序设计：温度控制程序的结构设计，编程步骤及技巧。
- 教材章节：第四章“PLC控制系统设计”，第2节“控制程序设计”。
5. 温度控制系统的调试与故障排查：系统调试方法，常见故障分析及解决策略。
- 教材章节：第六章“PLC控制系统调试与维护”，第1节“系统调试”。
6. 综合项目实践：分组进行温度控制项目的设计、编程、调试及优化。
计算机温度控制系统课程设计方案
4.2.1ADC0809内部结构
图中多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换，这是一种经济的多路数据采集方法。地址锁存与译码电路完成对A、B、C 3个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择，其转换结果通过三态输出锁存器存放、输出，因此可以直接与系统数据总线相连，表4-1为通道选择表。
4.3控制器89C51
AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM >,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器(CPU>和Flash存储单元，功能强大AT89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。
4.2.3工作时序与使用说明
图4-4 ADC0809工作时序图
用单片机控制ADC时，多数采用查询和中断控制两种方式。查询法是在单片机把启动命令送到ADC之后，执行别的程序，同时对ADC的状态进行查询，以检查ADC变换是否已经完成，如查询到变换已结束，则读入转换完毕的数据。中断控制是在启动信号送到ADC之后，单片机执行别的程序。当ADC转换结束并向单片机发出中断请求信号时，单片机响应此中断请求，进入中断服务程序，读入转换数据，并进行必要的数据处理，然后返回到原程序。这种方法单片机无需进行转换时间管理，CPU效率高，所以特别适合于变换时间较长的ADC。本设计采用查询方式进行数据收集。由于ADC0809片内无时钟，故运用8051提供的地址锁存使能信号ALE经D触发器二分频后获得时钟。因为ALE信号的频率是单片机时钟频率的1/6，如果时钟频率为6MHz,则ALE信号的频率为1MHz，经二分频后为500kHz，与AD0809时钟频率的典型值吻合。由于AD0809具有三态输出锁存器，故其数据输出引角可直接与单片机的总线相连。地址码引脚ADDA～C分别与地址总线的低3位A0、A1、A2相连，以选通IN0～IN7中的一个通道。采用单片机的P2.7<地址总线最高位A15）作为A/D的片选信号。并将A/D的ALE和START脚连在一起，以实现在锁存通道地址的同时启动ADC0809转换。启动信号由单片机的写信号和P2.7经或非门而产生。在读取转换结果时，用单片机的读信号和P2.7经或非门加工得到的正脉冲作为OE信号去打开三态输出锁存器。编写的软件按下列顺序动作：令P2.7=A15=0,并用A0、A1、A2的组合指定模拟通道的地址；执行一条输出指令，启动A/D转换；然后根据所选用的是查询、中断、等待延时三种方式之一的条件去执行一条输入指令，读取A/D转换结果。
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目录纲要 (1)1. 设计目的 (2)2. 设计要乞降设计指标 (2)3. 整体方案设计 (2)4. 硬件选择以及有关电路设计 (3)温度传感器的选择 (3)模数变换器 (4)4.2.1ADC0809 内部构造 (5)信号引脚 (6)工作时序和使用说明 (7)控制器 89C51 (8)数码管显示电路 (10)4.4.1 LED 数码管的构成 (10)数码管显示方式 (10)5.PID 控制算法 . (11)6. 各子程序流程图 (14)6.1 PID 控制程序流程图 (14)6.2 A/D 变换程序流程图 (15)显示程序流程图 (15)温度控制总程序流程图 (16)心得领会 .............................................参照文件 .............................................附录 1：温度控制系统总电路图..........................附录 2：温度控制系统程序清单..........................摘要温度控制是工业生产过程中常常碰到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制成效直接影响着产品的质量，因此设计一种较为理想的温度控制系统是特别有价值的。
本设计介绍了以 AD590集成温度传感器为采集器、 AT89C51为控制器、 ADC0809为 A/D 变换器对温度进行智能控制的温度控制系统。
其主要过程以下：利用传感器对将非电量信号转变成电信号，变换后的电信号再入 A/D 变换成数字量，传达给单片机进行数据办理，并向外头设施发出控制信号。
论文第一介绍了单片机控制系统的整体方案设计及原理，而后详细介绍了控制系统的温度传感器部分、 A/D 变换部分、控制器 89C51部分以及数码管显示和键盘控制部分，接着相信介绍了温度控制系统各个单元电路的设计，最后论述了温度控制系统软件设计的主程序和各个子程序。
重点字：单片机89C51温度传感器A/D 变换器温度控制计算机温度测控系统1.设计目的设计制作和调试一个由工业控制机控制的温度测控系统。
经过这个过程学习温度的采样方法， A/D 变换方法以及数字滤波的方法。
经过实践过程掌握温度的几种控制方法，认识利用计算机进行自动控制的系统构造。
2.设计要乞降设计指标1依据设计室供给的设施及设计要求，设计出实质电路构成一个完好的计算机温度测控系统。
2依据设施状况以及被控对象，选择 1～2 种适合的控制算法，框图和源程序，并进行实质操作和调试经过。
编制程序温度指标： 60～ 80℃之间任选；偏差： 1℃。
3.整体方案设计本系统主要由数据采集、信号放大、模数变换等模块构成。
设计思想是经过温度传感器将温度信号转变成电流（电压）信号，但我们要知道经温度变化惹起电流（电压）信号的改变是特别小的，此时假如被模数变换器采集的话成效是特别不显然的，所以我们将其经过一个信号放大模块进行放大。
再经过模数变换器后送入单片机AT89C51，而单片机经过 PID 算法控制烘箱的电炉加热，并且使数码管显示及时温度，进而实现温度的高精度控制。
4.硬件选择以及有关电路设计4.1 温度传感器的选择传感器的选用目前市场上温度传感器众多就此我们提出了以下三种选用方案：方案一：采纳铂电阻温度传感器，此类温度传感器在各方面特征都比较优异，但其成本较高。
方案二：采纳热敏电阻，采纳此类元器件有价钱廉价的长处，但因为热敏电阻的非线性特征会影响系统的精度。
方案三：采纳美国Analog Devices企业生产的二端集成电流传感器AD590，此器件拥有体积小、质量轻、线形度好、性能稳固等长处。
其丈量范围在-50 ℃ --+150 ℃，满刻度范围偏差为± 0.3 ℃，当电源电压在5—10V 之间，稳固度为1﹪时，偏差只有±0.01 ℃，其各方面特征都知足此系统的设计要求。
比较以上三种方案，方案三拥有显然的长处，所以此次设计采纳方案三。
采纳温度传感器 AD590 ，AD590 拥有较高精度和重复性（重复性优于℃，其优异的非线形能够保证优于℃的丈量精度，利用其重复性较好的特色，经过非线形赔偿，能够达到℃丈量精度）。
超低温漂移高精度运算放大器 OP-07 将“温度 -电压”信号放大。
便于A/D 进行变换，以提升温度采集电路的靠谱性。
集成温度传感器的输出形式分为电压输出和电流输出两种。
电压输出型的敏捷度一般为 10mV/K ，温度 0℃时输出为 0，温度 25℃时输出为。
电流输出型的敏捷度为1μA/K 。
这样便于A/D 变换器采集数据。
温度采集图模数变换器ADC0809 是 M 美国国家半导体企业生产的 CMOS 工艺 8 通道， 8 位逐次迫近式A/D 变换器。
其内部有一个8 通道多路开关，它能够依据地点码锁存译码后的信号，只选通8 路模拟输入信号中的一个进行A/D 变换，其变换时间为100μ s 左右。
是目前国内使用最宽泛的8 位通用 A/D 芯片。
图 4.2 ADC0809 引脚图4.2.1ADC0809 内部构造图中多路开关可许 8 路模拟量分时输选通 8 个模拟通道，允入，共用一个 A/D 变换器进行变换，这是一种经济的多路数据采集方法。
地点锁存和译码电路达成对A、B、C 3 个地点位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择，其变换结果通过三态输出锁存器存放、输出，所以能够直接和系统数据总线相连，表4-1 为通道选择表。
图 4.3 ADC0809 内部构造图表 4-1 通道选择表信号引脚ADC0809的 内引 脚图 4-2分 的理 在已了如指掌，在此就不再赘述，下边仅对各引脚定义分述以下：部构造和外面分别如图 4-3 和所示。
内部各部作用和工作原内部构造图中（1）IN 0 ～IN 7—— 8 路模拟输入，经过3 根地点译码线ADD A 、ADD B 、ADD C来选通一路。
（2）D 7～ D 0—— A/D 变换后的数据输出端，为三态可控输出，故可直接和微办理器数据线连结。
8 位摆列次序是 D 7 为最高位， D 0 为最低位。
（3）ADD A 、ADD B 、ADD C —— 模拟通道选择地点信号， ADD A 为低位， ADD C为高位。
地点信号和选中通道对应关系如表4-1 所示。
（4）V R(+) 、 R (-) —— 正、负参照电压输入端，用于供给片内 DAC 电阻网络 V的基准电压。
在单极性输入时， V R (+)=5V ，V R (-)=0V ；双极性输入时， V R (+)、V R (-)分别接正、负极性的参照电压。
（ 5）ALE ——地点锁存同意信号，高电平有效。
当此信号有效时，A、B 、C 三位地点信号被锁存，译码选通对应模拟通道。
在使用时，该信号常和 START 信号连在一同，以便同时锁存通道地点和启动 A/D 变换。
（6）START—— A/D 变换启动信号，正脉冲有效。
加于该端的脉冲的上涨沿使逐次迫近存放止，从头从头开始变换器清零，降落沿开始 A/D 变换。
如正在进行变换时又接到新的启动脉冲，则本来的变换进度被中。
（7）EOC——变换结束信号，高电平有效。
该信号在A/D 变换过程中为低电平，其他时间为高电平。
该信号可作为被CPU 查问的状态信号，也可作为对CPU 的中止恳求信号。
在需要对某个模拟量不停采样、变换的状况下，EOC 也可作为启动信号反应接到START 端，但在刚加电时需由外电路第一次启动。
（8）OE——输出同意信号，高电平有效。
当微办理器送出该信号时， ADC0808/0809 的输出三态门被翻开，使变换结果经过数据总线被读走。
在中止工作方式下，该信号往往是 CPU 发出的中止恳求响应信号。
4.2.3 工作时序和使用说明图 4-4 ADC0809 工作时序图用单片机控制 ADC 时，多半采纳查问和中止控制两种方式。
查问法是在单片机把启动命令送到 ADC 以后，履行其他程序，同时对 ADC 的状态进行查问，以检查 ADC 变换能否已经达成，如查问到变换已结束，则读入变换完成的数据。
中止控制是在启动信号送到 ADC 以后，单片机履行其他程序。
当 ADC 变换结束并向单片机发出中止恳求信号时，单片机响应其中止恳求，进入中止服务程序，读入变换数据，并进行必需的数据办理，而后返回到原程序。
这类方法单片机无需进行变换时间管理，CPU 效率高，所以特别适合于变换时间较长的ADC 。
本设计采纳查问方式进行数据采集。
因为ADC0809 片内无时钟，故运用8051 供给的地点锁存使能信号ALE 经D 触发器二分频后获取时钟。
因为 ALE 信号的频次是单片机时钟频次的 1/6，假如时钟频次为 6MHz, 则 ALE 信号的频次为1MHz ，经二分频后为 500kHz，和 AD0809 时钟频次的典型值符合。
因为 AD0809 拥有三态输出锁存器，故其数据输出引角可直接和单片机的总线相连。
地点码引脚ADDA ～C 分别和地点总线的低 3 位 A0 、A1 、A2 相连，以选通 IN0 ～IN7 中的一个通道。
采纳单片机的（地点总线最高位 A15）作为 A/D 的片选信号。
并将 A/D 的 ALE 和START 脚连在一同，以实此刻锁存通道地点的同时启动 ADC0809 变换。
启动信号由单片机的写信号和 P2.7 经或非门而产生。
在读取变换结果时，用单片机的读信号和 P2.7 经或非门加工获取的正脉冲作为 OE 信号去翻开三态输出锁存器。
编写的软件按以下次序动作：令P2.7=A15=0,并用 A0、 A1、A2 的组合指定模拟通道的地点；履行一条输出指令，启动 A/D 变换；而后依据所采纳的是查问、中止、等候延时三种方式之一的条件去履行一条输入指令，读取 A/D 变换结果。
ADC0809 是一个 8 路 8 位逐次迫近的 A/D 变换器。
AD0809 的变换时间为 100μs。
在 CPU 启动 A/D 命令后，便履行一个固定的延时程序，延不时间应略大于A/D 时间；延时程序一结束，便履行数据读入指令，读取变换结果。
我们只用了其一路变换，参照电压，即一位数字量对应10mV 即 1℃。
所以用起来很方便。
的变换ADADC0809 是带有 8 路模拟开关的 8 位 A/D 变换芯片，所以它可有 8 个模拟量的输入端，由芯片的 A ，B，C 三个引脚来选择模拟通道中的一个。
A ，B，C 三端分别和 AT89C51的相接。
地点锁存信号 (ALE) 和启动变换信号（ START），由 P2.6 和/WR 或非获取。
输出同意，由 P2.6 和/RD 或非获取。
时钟信号，可有 89C51 的 ALE 输出获取，可是当采纳 12M 晶振时，应当先进行二分频，以知足ADC0809 的时钟信号一定小于640K 的要求。