基于AT89C2051單片機的溫度控制系統(tǒng)的設計說明書.doc

無錫職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書1基于AT89C2051單片機的溫度控制系統(tǒng)的設計摘要：溫度控制在工業(yè)生產(chǎn)中運用的非常廣泛，其控制過程中存在著很大的時滯性和很強的干擾。采用一般的控制方法如PID控制，都不能很好地滿足要求。而基于AT89C2051單片機的溫度控制策略可以很容易的解決這些問題。以AT89C2051單片機為基礎，結(jié)合溫度傳感變送器、A/D轉(zhuǎn)換器、LED顯示器、固態(tài)繼電器等，組成一個基于AT89C2051單片機的溫度控制系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，溫度傳感變送器獲得溫度的感應電壓，轉(zhuǎn)變成15V的標準電壓信號，再由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號進入單片機內(nèi)部。單片機將給定的溫度與測量溫度的相比較，得出偏差量執(zhí)行器由開關(guān)頻率較高的固態(tài)繼電器開關(guān)擔任，采用模擬的PWM控制方法，改變同一個周期中電子開關(guān)的閉合時間，達到控制的目的。關(guān)鍵詞：溫度控制；單片機；測量變送無錫職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書2TheTemperaturecontrolsystemicdesignbasedonAT89C2051MCUAbstract:Temperaturecontrolisusedwidelyinindustryproduction,withlargelagandbigdisturb.TraditioncontrolmethodforexamplePIDcontrolmethodcantmeettherequest.AT89C2051MCUcaneasilymeettheserequests.UsingtheAT89C2051singlechipcomputerastheFuzzycontroller,withtemperaturemeasureandadjust-convectioninstrument,A/Dtransformer,LEDdisplayer,solidswitchandsoon,formaTemperaturecontrolsystemicbasedonAT89C2051MCU.Insuchsystem,temperaturemeasureandadjust-convectioninstrumentmeasuresthetemperatureandchangedintonormative15voltagesignals,theA/Dtransformertransformtheanalogsignalsintodigitalsignals,andintroduceintothesinglechipcomputer.Andthesinglechipcomputereducesthecontrolvaluewhichbasedonthedifferencebetweentheinitializationandthemeasurevalue.SolidswitchwithhighfrequenciesusedasaexecutoranduseaanalogPWMconverter,tochangetheclosetimeinadecidedperiods,whichaimedatcontrolthetemperature.Keywords:Temperaturecontrol,Singlechipmicrocomputer,measureandadjust-convection無錫職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書3目錄第一章緒論11.1設計指標11.2本文的工作1第二章設計思想32.1設計思想32.1論證分析3第三章系統(tǒng)設計53.1硬件設計53.1.1電源電路53.1.2溫度檢測與變送環(huán)節(jié)53.1.3模數(shù)轉(zhuǎn)換接口電路83.1.4單片機最小系統(tǒng)93.1.5片外數(shù)據(jù)輔助存儲器103.1.6人機交互接口113.1.7執(zhí)行機構(gòu)143.2軟件設計153.2.1主程序153.2.2串行A/D轉(zhuǎn)換芯片的驅(qū)動和其輸出值的量化173.2.3片外I2CE2PROM驅(qū)動和空間分布203.2.4溫度及設定職的顯示子程序203.2.5鍵盤管理子程序233.2.6定時中斷應答子程序273.2.7模糊運算子程序303.3抗干擾設計與軟件調(diào)試353.3.1硬件抗干擾353.3.2軟件抗干擾設計363.3.3軟件調(diào)試36無錫職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書4第四章程序清單40第五章總結(jié)68致謝69參考文獻70第一章緒論溫度控制，在工業(yè)自動化控制中占有非常重要的地位。單片機系統(tǒng)的開發(fā)應用給現(xiàn)代工業(yè)測控領域帶來了一次新的技術(shù)革命，自動化、智能化均離不開單片機的應用。將單片機控制方法運用到溫度控制系統(tǒng)中，可以克服溫度控制系統(tǒng)中存在的嚴重滯后現(xiàn)象，同時在提高采樣頻率的基礎上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。現(xiàn)代自動控制越來越朝著智能化發(fā)展，在很多自動控制系統(tǒng)中都用到了工控機，小型機、甚至是巨型機處理機等，當然這些處理機有一個很大的特點，那就是很高的運行速度，很大的內(nèi)存，大量的數(shù)據(jù)存儲器。但隨之而來的是巨額的成本。在很多的小型系統(tǒng)中，處理機的成本占系統(tǒng)成本的比例高達20%，而對于這些小型的系統(tǒng)來說，配置一個如此高速的處理機沒有任何必要，因為這些小系統(tǒng)追求經(jīng)濟效益，而不是最在乎系統(tǒng)的快速性，所以用成本低廉的單片機控制小型的，而又不是很復雜，不需要大量復雜運算的系統(tǒng)中是非常適合的。溫度控制，在工業(yè)自動化控制中占有非常重要的地位，如在鋼鐵冶煉過程中要對出爐的鋼鐵進行熱處理，才能達到性能指標，塑料的定型過程中也要保持一定的溫度。隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，各個領域?qū)ψ詣涌刂葡到y(tǒng)控制精度、響應速度、系統(tǒng)穩(wěn)定性與自適應能力的要求越來越高，被控對象或過程的非線性、時變性、多參數(shù)點的強烈耦合、較大的隨機擾動、各種不確定性以及現(xiàn)場測試手段不完善等，使難以按數(shù)學方法建立被控對象的精確模型的情況。隨著電子技術(shù)以及應用需求的發(fā)展，單片機技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的進展。伴隨著科學技