基于单片机的炉温控制系统设计

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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。

基于单片机的电阻炉炉温控制系统

目录第1章引言 (3)1.1 课题背景及研究意义 (3)1.2 计算机在热处理炉炉温控制中的应用 (3)第2章系统硬件设计 (8)2.1温度检测及变送器 (8)2.2控制机构 (9)2.3 A/D转换电路 (10)2.4 温度控制电路 (14)2.5 部分接口电路 (16)第3章温度控制的算法和程序 (18)3.1 温度控制的算法 (18)3.2 温度控制的程序 (20)第4章对于抗干扰的探究 (34)4.1 抗干扰的措施 (34)结束语 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录1 电路图 (38)附录2 英文专业文摘及翻译 (39)基于单片机的电阻炉温度控制系统设计摘要：主要以51系列单片机为核心对电阻炉炉温进行控制，使其温度稳定在某一个值上。

最高温度为1000℃,并且有键盘输入给定温度值,由LED数码管显示温度值的功能.关键词:单片机;电阻炉;温度控制The design of temperature control system of the resistance furnace based on single chip microcomputerAbstract: Mainly with 51 series single chip microcomputer for the unit of nucleus heats to the control of The resistance furnace, the tallest temperature is 1000℃. And the temperature of keyboard input is constant, LED digitron displays the function of temperature point.Key words: single chip microcomputer;the resistance furnace; temperature control system第一章引言1.1课题背景及研究意义近几年来，在我国以信息化带动的工业化正在蓬勃发展，温度已成为工业对象控制中一种重要的参数，特别是在冶金、化工、机械等各类工业中，广泛使用各种加热炉、热处理炉、反应炉等。

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。

基于C51单片机的电加热炉温度控制系统设计

• 184•基于C51单片机的电加热炉温度控制系统设计陈强0 引言电加热炉在冶金、化工、机械等领域具备广泛的用途，但是其控制具有非线性、大滞后、大惯性和时变性等特点，常规控制方法难以实现较高的控制精度和响应速度。

相比之下，经典的增量PID 控制算法，无需针对控制对象建立数学模型，便可实现较发复杂系统的精确控制。

因此，基于简单的C51单片机控制器设计了电加热炉温度控制系统，采用经典PID 算法进行温度控制，实验结果表明，该PID 控制达到了较高的温度控制效果。

1 系统整体设计整个系统由C51单片机、温度控制驱动电路、电加热炉、传感器阵列、放大和滤波电路、多通道转换开关、ADC 模块和LCD 显示模块组成。

C51单片机为普通80C51单片机，用于整个系统的控制、传感器信号的采集以及电加热控制算法的实现。

温度控制驱动电路是电加热炉和控制器之间的桥梁，实施电加热炉的电源开断的实现。

传感器阵列采用多个温度传感器，分布在加热炉的不同地方，以实现整个加热炉的温度精准采集。

放大和滤波电路用于进行传感器信号的放大和滤除干扰信号。

ADC 模块用于采集各个传感器的实时温度数据。

温度传感器阵列用于感知加热炉内各点温度，由于炉内温度不均匀，则由各点值平均值作为控制依据。

温度传感器均为模拟温度传感器，其信号输出需要经过放大器和滤波器进行放大和滤波，之后送至AD 转换器，进行多路信号切换采样。

最终该信号送至单片机控制器中，由单片机控制对采集值进行换算，并将换算值显示在LCD 屏上，同时，将该温度值与设定值进行比较，计算误差值，并将该误差代入增量PID 控制算法，进而计算出控制增量，进而产生PWM 信号控制加热丝进行加热。

依次进行，直至实测温度值与设定值之差满足设定误差，即达到温度平衡。

2 系统硬件设计2.1 传感器采样电路传感器采样电路如图1所示，整个采样电路由惠更斯桥和比例放大电路构成。

传感器采用Pt 电阻丝，其0到500℃的测量区间，其电阻变化为100-280.9Ω，该电阻变化可被由R4、R5、R7构成的桥式电路采样得到，进而送入由R6、R8、R3、R9和LM324构成的比例放大电路进行信号放大，放大倍数为20倍，进而输入至下一级处理电路中。

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）
设计题目
基于单片机的电炉炉温控制器设计
学生姓名
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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。

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一、概述电加热炉温度控制系统是一种常见的自动化控制系统。

它通过控制加热元件的加热功率来维持加热炉内的温度，从而实现对加热过程的精确控制。

本文将介绍一种基于单片机的电加热炉温度控制系统的设计。

二、系统设计1. 硬件设计本系统采用单片机作为控制核心，传感器检测加热炉内的温度，并将数据反馈给单片机进行处理。

通过触摸屏交互界面，用户可以设定希望维持的温度值，单片机将控制加热元件的加热功率，以实现温度的稳定控制。

2. 软件设计单片机程序主要分为三个部分：（1）传感器数据采集和处理，通过定时器进行数据的采样，然后通过计算分析实现温度值的读取。

（2）温度控制，设定一个目标温度值后，单片机通过PID算法来控制加热元件的加热功率，保持温度的稳定。

（3）交互界面的设计，实现用户与系统的交互，包括设定目标温度值和实时温度显示等。

三、系统优势相对于传统的手动控制方式，本系统具有以下优势：（1）精度高，通过PID算法，可以实现对温度的精确控制，大大提高了生产效率。

（2）舒适度高，传统的手动控制方式需要人员长时间待在生产车间，而本系统的自动化控制方式，可以让人员远离高温环境。

（3）可靠性高，系统精度高，响应迅速，可以有效减少因为控制失误带来的损失。

四、结论本系统的设计基于单片机实现电加热炉温度的精确控制。

相对于传统的手动控制方式，具有精度高、舒适度高和可靠性高等优势。

在未来的生产过程中，随着物联网的发展，本系统也可以进行联网控制，实现对设备的远程控制和监控，提高设备的效率和安全性。

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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基于单片机的电阻炉温度控制系统的设计

基于单片机的电阻炉温度控制系统的设计一、本文概述Overview of this article本文主要探讨基于单片机的电阻炉温度控制系统的设计。

随着工业自动化的不断发展，电阻炉作为常见的加热设备，其温度控制精度和稳定性对生产效率和产品质量具有至关重要的影响。

传统的电阻炉温度控制方法往往存在精度低、稳定性差等问题，难以满足现代工业生产的需求。

因此，设计一种基于单片机的电阻炉温度控制系统，具有重要的实用价值和应用前景。

This article mainly explores the design of a temperature control system for a resistance furnace based on a microcontroller. With the continuous development of industrial automation, resistance furnaces, as common heating equipment, have a crucial impact on production efficiency and product quality due to their temperature control accuracy and stability. Traditional temperature control methods for resistance furnaces often have problems such as low accuracy and poor stability, making it difficult to meet the needs of modernindustrial production. Therefore, designing a temperature control system for a resistance furnace based on a microcontroller has important practical value and application prospects.本文将首先介绍电阻炉温度控制系统的基本原理和要求，包括温度控制的重要性、温度控制方法的分类和特点等。

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。

基于单片机的电阻炉温度控制系统的设计

分类号:TP182.+2 学号 20079023
硕士学位论文
基于单片机的电阻炉温度控制系统的设计
丁敏
导师姓名职称
巨永锋教授
申请学位级别工学硕士学科专业名称交通信息工程及控制
论文提交日期 2011 年11 月2 日论文答辩日期 2011 年 12 月25 日
学位授予单位
长安大学
答辩委员会主席
最后对系统进行调试及仿真，结果表明该系统运行稳定、控制效果好、性价比高，具有良好的应用前景。
关键词：电阻炉，温度控制，单片机，自适应控制
i
Abstract
Resistance furnace is applied extensively in industry production ． The control result of temperature control system will directly affect quality of products and efficiency of production so the exact precision is demanded．At present conventional PID control method is used usually by most domestic resistance furnace in industries．The temperature control for resistance furnace has many characteristics such as non—linearity, big inertia, great lag．It is difficult to establish its accurate mathematic model so we can't obtain the satisfied result using the conventional PID control method．Therefore，it is very valuable to design the temperature control system which has exact precision and steady operation．

基于单片机的电阻炉温度控制系统设计(新的)

基于单片机的电阻炉温度控制系统设计、概述电阻炉在化工、冶金等行业应用广泛，因此温度控制在工业生产和科学研究中具有重要意义。

其控制系统属于一阶纯滞后环节，具有大惯性、纯滞后、非线性等特点，导致传统控制方式超调大、调节时间长、控制精度低。

采用单片机进行炉温控制，具有电路设计简单、精度高、控制效果好等优点，对提高生产效率、促进科技进步等方面具有重要的现实意义。

此次课程设计温度控制系统的主要技术指标有：温控范围：300℃～1000℃；恒温时间：0～24小时；控制精度：±1℃；超调量<1%。

1整体设计及系统原理本系统由单片机AT89C51、温度检测电路、键盘显示、显示电路、温度控制电路等部分组成。

系统中采用了新型元件，功能强、精度高、硬件电路简单。

其硬件原理图如图1所示。

在系统中，利用热电偶测得电阻炉实际温度并转换成毫伏级电压信号。

该电压信号经过温度检测电路转换成与炉温相对应的数字信号进入单片机，单片机进行数据处理后，通过液晶显示器显示温度，同时将温度与设定温度比较，根据设定计算出控制量，根据控制量通过控制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。

图1 硬件原理图程序流程图在系统软件中，主程序完成系统初始化和电炉丝的导通和关断；炉温测定、键盘输入、时间确定和显示、控制算法等都由子程序来完成；中断服务程序实现定时测温和读取时间。

流程图如图2所示。

图2 总体流程图2硬件设计2.1温度检测电路本系统采用的K型（镍铬－镍硅）热电偶，其可测量1312℃以内的温度，其线性度较好，而且价格便宜。

K型热电偶的输出是毫伏级电压信号，最终要将其转换成数字信号与CPU通信。

传统的温度检测电路采用“传感器－滤波器－放大器－冷端补偿－线性化处理－A/D转换”模式，转换环节多、电路复杂、精度低。

在本系统中，采用的是高精度的集成芯片MAX6675来完成“热电偶电势－温度”的转换，不需外围电路、I/O接线简单、精度高、成本低。

基于单片机的炉温控制系统软硬件设计毕业设计

基于单片机的炉温控制系统软硬件设计毕业设计第一章前言 (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)2.2 单片机的概述 (3)2.2.1 单片机的概念 (3)2.2.2 单片机的发展 (5)2.3.1 炉温控制的发展现状与方向 (7)2.3.2 炉温控制技术发展趋势 (7)第三章炉温控制系统软硬件总体方案 (9)3.1 单片机控制系统设计步骤 (9)3.1.1 系统总体设计 (9)3.1.2 硬件设计 (10)3.1.3 软件设计 (11)3.1.4 软件与硬件的调试 (11)3.2 单片机炉温控制系统总体设计 (11)3.2.1 确定控制任务 (11)3.3 软件程序总体流程图 (13)第四章微处理器的选用及原理 (14)4.1 单片机的介绍 (14)4.1.1 单片机控制系统的概念 (14)4.1.2 MCS-51单片机 (14)4.1.3 MCS-51单片机引脚 (18)4.2 复位及其复位电路 (20)4.2.1 复位操作 (20)4.2.2 复位电路 (21)4.3 单片机炉温控制系统主机系统的设计 (22)第五章人机接口电路设计 (23)5.1 LED显示电路设计 (23)5.1.1 LED数码显示管 (23)5.1.2 LED数码显示方式 (25)5.1.3显示管与单片机的接口设计 (26)5.2 温度设定电路设计 (28)5.2.1拨码盘 (28)5.3 打印机及接口设计 (30)5.4 故障报警接口设计 (31)5.4.1 蜂鸣器 (31)第六章模拟量输入通道AI及接口设计 (34)6.1 模拟量输入通道简介 (34)6.1.1 模拟量输入通道的构成特点 (34)6.1.2 模拟量输入通道的组成 (35)6.2 模拟量输入通道的设计 (35)6.2.1 模拟量输入通道设计中应考虑的问题 (35)6.3 器件的选择 (37)6.3.1 传感器的选择 (37)6.3.2 放大器的选择 (37)6.3.3 多路模拟开关的选择 (39)第七章开关量输出通道及接口设计 (45)7.1 开关量输出通道简介 (45)7.1.1 开关量输出通道的传递特点 (45)7.1.2 开关量输出通道的结构 (45)7.2 开关量输出通道的设计 (46)7.2.1 开关量输出通道设计中应考虑的问题 (46)7.2.2开关量输出通道硬件设计 (47)7.3 器件的选择 (48)7.3.1 光电隔离器的选择 (48)7.3.2 双向可控硅 (49)第八章单片机炉温PID控制系统软件程序设计 (51)8.1 软件控制决策与总体方案设计 (51)8.2 主程序和中断服务子程序设计 (52)8.2.1 主程序设计 (52)8.2.2 定时器T0中断服务子程序 (52)8.3 子程序设计 (53)8.3.1 温度检测子程序SAMP设计 (53)8.3.3 标度变换子程序设计 (56)8.3.4 温度控制子程序设计 (57)8.3.5 PID子程序设计 (58)第九章技术经济分析 (65)第十章结论 (66)参考文献 (67)致辞 (68)附录一中文译文附录二外文资料原文附录三系统功能框图附录四系统硬件电路图基于单片机的炉温控制系统软硬件设计第一章前言温度是工业对象中一个主要的被控参数，它是一种常见的过程变量，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。

基于单片机的对加热炉温度控制系统设计

2.1.4 MCS-51输入/输出引脚
MCS-51单片机有4个I/O端口，共32根I/O线，4个端口都是准双向口。每个口都包含一个锁存器，即专用寄存器P0-P3，一个输出驱动器和输入缓冲器。为方便起见，我们把4个端口和其中的锁存器都统称P0-P3。
在访问片外扩展存储器时，低8位地址和数据由P0口分时传送，高8位地址由P2口传送。在无片外扩展存储器的系统中，这4个口的每一位均可作为双向的I/O口使用。
This design uses non-ROM 8031 totakethe master control chip. 8031 connection electric circuits have 8155、2764.8155 uses in the keyboard /LEDmonitorconnection, 2764 may take 8031 exterior ROMmemories,onetemperature-control circuit is adjusts the merit realizationthrough the silicon-controlled rectifier. The bidirectional silicon-controlled rectifier tube and the heater series connection in exchange 220V,50HZ exchange city electricity return route, in assigns in the cycle, 8031 so long as the change silicon-controlled rectifier tube puts through the time then to be possible to change the heater power, achieves the attemperation the goal.

基于单片机的电阻炉温度控制系统设计ppt课件

在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么
基于单片机的电阻炉温度控制系统设计
一、目的、意义及现状分析二、任务及要求三、设计思路四、参考文献五、进程安排
在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么
一、本课题的目的及意义
1.1 目的自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。由于电阻炉在国民经济中有着广泛的应用，而大多数电阻炉存在着各种干扰因素，将会给工业生产带来极大的不便。所以本设计的目的是用单片机设计一个能在多种领域得到广泛应用的电阻炉温度控制系统。
Regulatiors in a Digital Process IEEE Trans industrial Electronics,1984,IE31,4(11):74~78 • [8]. 李小莹.传感器与测试技术.北京：高等教育出版社.2004
在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么
在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么
控制系统的结构框图
时钟电路键盘
液晶显示报警电路
温度检测电路
传感器

单片机
电阻
MCS-51
炉
温度控制