单片机温度控制系统毕业设计

前言

微机控制技术、传感器在工业控制、机电一体化、智能仪表、通信、家用电器等方面得到了广泛使用，显著提高了各种设备的技术水平和自动化程度。因此对这些原理和结构我们就需要很好的了解并掌握。

本设计是关于温度控制系统的设计，在整个设计过程中即用到单片机、传感器、微控技术，也用到了控制系统中的知识，可以说是我们所学知识的大综合。

本设计重点介绍了系统的硬件部分，即有关常用芯片的介绍，如MCS—98、8155、DAC0832等等。软件介绍了数字调节器的设计、PID参数的整定、PID算法程序清单、以及相关的程序；最后介绍了系统特性的测量和识别。

本设计在指导老师和同学的指导帮助以及本人的努力下完成了。但由于本人水平有限，设计中尚有不妥之处，恳请批评指正。

编者

2010年5月

目录

一、任务

二、工艺要求

三、本系统的性能指标

四、系统组成和基本工作原理

五、硬件设计

六、调试步骤和方法

七、调试结果及分析

八、对象特性的测量和识别

九、设计总结

镀锌薄板锌槽温度自动调节

系统设计

一、任务：

用单片机自动控制为镀锌薄板锌槽设计一个温度自动调节系统。

二、工艺要求：

1．系统应具有良好的操作性能，为了满足用户使用方便和操作人员维修，系统控制的开关要少。

2．通用性好，便于扩充。

3．系统可靠性要高。

三、本系统的性能指标：

控制容量：20KW

温度设定：键盘

温度显示：4位LED数码管

显示误差：±5°C

控制温度：400°C

控制过程：设定(1min)对炉内测温、控温

四、系统组成和基本工作原理：

1.确定系统总体控制方案。

A.初步选定系统用闭环控制，且采用单闭环控制。因为所带负载是阻性元件，其线性度比较好，温度变化不太高，但对控制精度有一定的要求。

B.执行机构采用三相电热丝，其发热量随电流的变化而变化，我们采用控制电流的变化来控制温度的变化。

C.计算机部分起巡回检测、闭环调节和计算推理的作用。

2．系统的结构框图：

五、硬件设计：

1、MCS-98

8098是MCS-96系列单片机的一个子系列，它的外部数据总线为8位，内部CPU保持16位结构。这类单片机通常称为准16位单片机，类似于8088微处理器。8098具有16位单片机的基本功能，而价格接近8位机。

8098单片机引脚功能：

V cc主电源（+5V）

V ss数字地（0V）

V PD 片内RAM备用电源（大于3.6）

V REF 片内A/D转换器参考电压（+5V）

ANGND A/D转换器的模拟地

V PP片内EPROM编程电压

XTAL1 片内振荡器反相输入端

XTAL2 片内振荡器反相输出端

复位信号输入端

存储器选择输入端，=1，CPU寻址是2000H～

3FFFH时，访问片内EPROM；=0，访问片

外存储器。此引脚内部有下拉作用，若无外部驱

动，则它总是保持低电平。

地址锁存允许（ALE）或地址有效输出（）信

号，它们由SCR寄存器选择。两者都提供了一个锁

存信号，以便把地址从地址/数据总线上分离出来。

当选择功能，在总线周期结束时，此引脚变高。

可作为外部存储器的片选信号。仅在外部存储器访问期间才有效。

对外部存储器读信号

对外部存储器写信号

READY 准备就绪信号（输出）。用来延长对外部存储器的访问周期，以便芯片能够和慢速存储器或动态存储器接

口；它也可用于总线共享，总线周期最多能延长1ｕ

s。

HSI HSI.0，HSI.1，HSI.2，HSI.3共四个输入引脚都是高速输入部件的输入端，其中HIS.2，HIS.3和HSO部

件共用。

HSO HSO.0，HSO.1，HSO.2，HSO.3，HSO.4，HSO.5共六个引脚都是高速输出部件的输出端，其中HSO.4，

HSO.5于HIS部件共用。

P0口ACH4，ACH5，ACH6，ACH7是四位高阻抗输入口，这些引脚既可以用作A/D转换器的输入口，也可以

用作数字信号输入口。

P2口RXD/P2.1，TXD/P2.0既可作串行接口，也可作I/O 接口。PWM/P2.3既可用作脉宽调制控制器的输出口，

亦可用作电平信号输出口，以及EXTINT/P2.2等4

位端口是多功能口。

P3口和P4口具有漏极开路输出8位双向口，这些引脚是复

用信号线，既用作地址总线，又用作数据总线，

它们的内部具有很强的上拉作用。

2、铂热电阻:

铂热电阻是电阻体采用铂金属的一种电阻，广泛用作稳定温度系数的电阻以及温度传感器，它和一般的金属一样，具有正的温度系数。

铂热电阻的端子有不同的联结方式，如图（1）既2线式，3线式和4线式。铂热电阻虽是一种阻值随温度改变的温度传感器，但实际上使用时要把引线电阻记算在内，既和铂热电阻本身阻值相加。因此2线式适用于传感器在印制板上，既测量回路和传感器不太远情况下的接线方式。测量铂热电阻的阻值大致有二种方法即恒压法和恒流法。恒压法就是加在铂热电阻两端电压保持恒定，测量电流变化的方法；恒流法就是流经铂热电阻的电流保持恒定，测量其两端电压的方法。

(a) (b) (c)

铂热电阻的不同接线方式

（a）2接线（b）3接线（c）4接线若有恒压源（标准电池），恒压法的电路就非常简单，另外，组成桥就可进行温漂补偿，因此，这种方法被广泛使用。但电流和铂热电阻的阻值变化成反比，用于很宽的温测范围，进行线性时要特别注意。