论文总字数：16516字

摘 要

随着科学技术的发展和生活水平的提高，温度控制器在各行各业已经变得尤为重要。本文为基于单片机的电加热炉温度控制系统的设计，主要设计了以AT89C51单片机为核心的温度控制系统的硬件设计、软件设计以及相关接口电路的设计。系统能通过温度传感器和A/D转换器检测和转换温度，然后将其送入CPU与预设值相比较，其中LED数码管显示实时温度和设定温度，设定温度为80℃，当实时温度为75℃以下时会出现报警显示，75℃以上时为加热，在此基础上，通过集成开发环境Keil软件与虚拟仿真开发工具Proteus软件共同调试，最终在按键的操作下将温度显示在LED数码管上，实现了温度的控制。系统具有控制方便、可靠性高、性能稳定等优点。

关键词：单片机，温度控制，A/D转换

Abstract：With the development of science and technology and the improvement of living standard, temperature controller has become more and more important in all walks of life. This article for electrical heating furnace temperature control system design based on single chip microcomputer, mainly designed the temperature control system of AT89C51 single-chip microcomputer as the core of hardware design, software design and relevant interface circuit design. System can pass the temperature sensor and A/D converter to detection and transform temperature, and then sent to the CPU compared with preset value, the LED digital tube display real-time temperature and set temperature, set temperature is 80 ℃, alarm occurs when the real-time temperature is below 75 ℃, 75 ℃ above, according to the heating occurs. On this basis, through the integrated development environment Keil software debugging with the virtual simulation Proteus software development tools, in the end under the action of the keys to temperature display on LED digital tube, temperature control is realized. The system has the advantages of convenient control, high reliability and stable performance.

Keywords：single chip microcomputer, temperature control, A/D conversion

目 录

1 绪论 4

1.1 选题背景及意义 4

1.2 温度控制系统 4

1.3 设计安排 4

2 开发环境及仿真软件介绍 5

2.1 开发环境Keil C51 5

2.2 仿真软件Proteus 5

3 硬件设计 6

3.1 硬件总体要求 6

3.2 单片机的选择 6

3.3 单片机最小系统 7

3.3 A/D转换电路 8

3.4 按键选择 9

3.5 LED显示 9

3.6 报警显示 9

3.7 输出设置 10

3.8 电路原理图 10

4 软件设计 10

4.1 主程序设计 11

4.2 采样子程序设计 12

4.3 滤波子程序设计 12

4.4 按键选择子程序设计 13

4.5 LED显示子程序设计 14

4.6 PID算法 15

5 系统调试 16

5.1 系统的硬件调试 16

5.2 系统的软件调试 16

5.3 系统的总体调试 16

5.4 系统调试结果 17

结 论 19

参 考 文 献 20

致 谢 21

附录 22

1 绪论

1.1 选题背景及意义

近年来，温度控制技术已广泛应用于各行各业。在实际生产生活中，人们利用温度控制在工业现场或生活中进行操控，在降低生产成本、提升产品质量中也提供了有效解决方案。在科学研究中，人们利用自动控制技术获取多种多样的数据和动态信息，为科学事业的发展作出了不可替代的贡献。由此可见，控制技术会随着信息技术的发展而得到更广泛的应用。

所以本设计以温度控制的相关原理，详细设计了一个电加热温度控制系统，具有实际意义。

1.2 温度控制系统

温度是生活中非常重要的物理量之一，自然界中许多物理、化学过程也都与温度息息相关。温度控制作为控制领域的控制对象，在生产安全、生产质量、生产效率上的优势一目了然，所以智能化温度控制系统的应用越来越广泛^[20]。

1.3 设计安排

本次设计分为绪论、开发环境介绍、系统硬件设计、系统软件设计和系统调试五个部分。

1）绪论：介绍了本次设计的选题背景及意义以及相关的温度控制系统和具体设计安排；

2）开发环境及仿真软件介绍：详细介绍了开发环境Keil及其具体使用以及仿真软件Proteus；

3）硬件方面：以AT89C51单片机为核心，搭建了电加热炉温度控制系统的仿真线路图并详细叙述了各个模块的主要功能，列出了其仿真线路图以及最终的系统整理电路原理图；

4）软件方面：详细叙述了主程序、各个子程序和PID算法程序，并画出其具体流程图；

5）系统调试：分为软、硬件调试与系统整体调试。

系统原理框图如图1.1所示。其中：温度这个数字量，经温度检测以及测量变送后到达A/D转换器，A/D转换器将其转换为模拟量后送入CPU。而系统硬件部分还分为按键选择、LED显示、报警提醒、输出设置四个模块。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：16516字