摘要
隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)各行業(yè)發(fā)揮了重要的作用。它因為集成度高、體積小、運行可靠、應(yīng)用靈活、價格低、面向控制等特點得到了廣大工程技術(shù)人員和客戶的好評。在溫度控制方面，單片機能夠代替常規(guī)的模擬調(diào)節(jié)器。本文主要設(shè)計了單片機爐溫控制系統(tǒng)硬件電路和軟件程序。系統(tǒng)具工作可靠、實時性強等特點，滿足控制精度的要求。本著在滿足系統(tǒng)性能要求的前提下，盡可能的減少硬件成本。本文主要涉及到控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計和單片機的控制軟件編程。本系統(tǒng)選用AD590對爐溫進(jìn)行檢測，并且選用 OP07低漂移高精度前置放大器，對信號進(jìn)行放大。在PCF8951完成數(shù)模轉(zhuǎn)換之后，8051單片機對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。采用分段方法控制三臺電阻爐溫度。人機接口電路部分能實現(xiàn)溫度設(shè)定、溫度顯示、超溫報警等功能。本設(shè)計對溫度的調(diào)節(jié)時間不做說明。本文重點介紹硬件的選取與接口電路的設(shè)計、模擬量輸入通道和開關(guān)量輸出通道的設(shè)計以及相應(yīng)算法的軟件程序編程。

關(guān)鍵詞：單片機；爐溫控制；接口電路；

目錄

第一章 前言 1
第二章 單片機在爐溫控制中的應(yīng)用 2
2.1 單片機與爐溫控制系統(tǒng) 2
2.1.1 單片機在溫度控制系統(tǒng)的應(yīng)用 2
2.2 單片機的概述 3
2.2.1 單片機的概念 3
2.2.2  單片機的發(fā)展 5
2.3.1 爐溫控制的發(fā)展現(xiàn)狀與方向 7
2.3.2  爐溫控制技術(shù)發(fā)展趨勢 7
第三章 爐溫控制系統(tǒng)軟硬件總體方案 9
3.1 單片機控制系統(tǒng)設(shè)計步驟 9
3.1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計 9
3.1.2 硬件設(shè)計 10
3.1.3 軟件設(shè)計 11
3.1.4 軟件與硬件的調(diào)試 11
3.2 單片機爐溫控制系統(tǒng)總體設(shè)計 11
3.2.1 確定控制任務(wù) 11
3.3 軟件程序總體流程圖 13
第四章 微處理器的選用及原理 14
4.1 單片機的介紹 14
4.1.1 單片機控制系統(tǒng)的概念 14
4.1.2 MCS-51單片機 14
4.1.3 MCS-51單片機引腳 18
4.2  復(fù)位及其復(fù)位電路 20
4.2.1  復(fù)位操作 20
4.2.2  復(fù)位電路 21
4.3 單片機爐溫控制系統(tǒng)主機系統(tǒng)的設(shè)計 22
第五章 人機接口電路設(shè)計 23
5.1 LED顯示電路設(shè)計 23
5.1.1 LED數(shù)碼顯示管 23
5.1.2 LED數(shù)碼顯示方式 25
5.1.3顯示管與單片機的接口設(shè)計 26
5.2 溫度設(shè)定電路設(shè)計 28
5.2.1撥碼盤 28
5.3 打印機及接口設(shè)計 30
5.4 故障報警接口設(shè)計 31
5.4.1 蜂鳴器 31
第六章 模擬量輸入通道AI及接口設(shè)計 34
6.1 模擬量輸入通道簡介 34
6.1.1 模擬量輸入通道的構(gòu)成特點 34
6.1.2 模擬量輸入通道的組成 35
6.2 模擬量輸入通道的設(shè)計 35
6.2.1 模擬量輸入通道設(shè)計中應(yīng)考慮的問題 35
6.2.2 模擬量輸入通道硬件設(shè)計 36
6.3 器件的選擇 37
6.3.1 傳感器的選擇 37
6.3.2 放大器的選擇 37
6.3.3 多路模擬開關(guān)的選擇 39
第七章 開關(guān)量輸出通道及接口設(shè)計 45
7.1 開關(guān)量輸出通道簡介 45
7.1.1 開關(guān)量輸出通道的傳遞特點 45
7.1.2 開關(guān)量輸出通道的結(jié)構(gòu) 45
7.2 開關(guān)量輸出通道的設(shè)計 46
7.2.1 開關(guān)量輸出通道設(shè)計中應(yīng)考慮的問題 46
7.2.2開關(guān)量輸出通道硬件設(shè)計 47
7.3 器件的選擇 48
7.3.1 光電隔離器的選擇 48
7.3.2 雙向可控硅 49
第八章 單片機爐溫PID控制系統(tǒng)軟件程序設(shè)計 51
8.1 軟件控制決策與總體方案設(shè)計 51
8.2 主程序和中斷服務(wù)子程序設(shè)計 52
8.2.1 主程序設(shè)計 52
8.2.2 定時器T0中斷服務(wù)子程序 52
8.3 子程序設(shè)計 53
8.3.1 溫度檢測子程序SAMP設(shè)計 53
8.3.2 數(shù)字濾波子程序FILTER設(shè)計 55
8.3.3 標(biāo)度變換子程序設(shè)計 56
8.3.4 溫度控制子程序設(shè)計 57
8.3.5 PID子程序設(shè)計 58
第九章  技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 65
第十章  結(jié)論 66
參考文獻(xiàn) 67
致辭 68