1.单片机温度控制系统的论文
51单片机温度控制系统设计摘要:目前,一个学习与应用单片机的高潮在全社会大规模地兴起。
学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重,用80C51单片机自制了一个温度控制系统,重点介绍了该系统的硬件结构及编程方法。关键词:单片机;温度传感器;模/数转换器 单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点,可以说,智能控制与自动控制的核心就是单片机。
目前,一个学习与应用单片机的高潮在全社会大规模地兴起。学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重,用80C51单片机自制了一个温度控制系统,重点介绍了该系统的硬件结构及编程方法。
1单片机温度控制系统的组成及工作原理在工业生产和日常生活中,对温度控制系统的要求,主要是保证温度在一定温度范围内变化,稳定性好,不振荡,对系统的快速性要求不高。以下简单分析了单片机温度控制系统设计过程及实现方法。
现场温度经温度传感器采样后变换为模拟电压信号,经低通滤波滤掉干扰信号后送放大器,信号放大后送模/数转换器转换为数字信号送单片机,单片机根据输入的温度控制范围通过继电器控制加热设备完成温度的控制。本系统的测温范围为0℃~99℃,启动单片机温度控制系统后首先按下第一个按键开始最低温度的设置,这时数码管显示温度数值,每隔一秒温度数值增加一度,当满足用户温度设置最低值时再按一下第一个按键完成最低温度的设置,依次类推通过第二个按键完成最高温度的设置。
然后温度检测系统根据用户设定的温度范围完成一定范围的温度控制。2温度检测的设计系统测温采用AD590温度传感器,AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。
它的主要特性如下:2.1流过器件的电流(mA)等于器件所处环境的热力学温度(开尔文)度数;即式中:Ir-流过器件(AD590)的电流,单位为mA;T-热力学温度,单位为K。2.2 AD590的测温范围为-55℃~+150℃;2.3 AD590的电源电压范围为4V~30V;2.4输出电阻为710MW;2.5精度高。
AD590温度传感器输出信号经放大电路放大10倍,再送入模/数转换器ADC0804,转换后送单片机。根据AD590温度传感器特性以及放大10倍后的电压值与现场温度的比较发现,实际温度转换后送入单片机的值与按键输入数值之间有一定的差值,模/数转换器送入单片机的数值是按键输入值得2.5倍。
由于单片机不能进行小数乘法运算,所以先对按键输入进行乘5,然后根据运算结果及程序状态字的状态再进行循环右移一位,如果溢出标志位为低电平时直接对累加器进行一次带进位循环右移,如果溢出标志位为高电平时,先对进位标准位CY位置为高电平,然后再进行一次带进位循环右移,通过上述操作使按键输入的温度值与模/数转换器送入单片机的温度值相统一。3结论给出了用单片机在0℃~99℃之间,通过用户设置温度上限、下限值来实现一定范围内温度的控制;给出了温度控制系统的硬件连接电路以及软件程序,此系统温度控制只是单片机广泛应用于各行各业中的一例,相信通过大家的聪明才智和努力,一定会使单片机的应用更加广泛化。
参考文献[1]李广弟,朱月秀,王秀山.单片机基础[M].北京:北京航空航天大学出版社,2001,7.[2]万光毅,严义,邢春香.单片机实验与实践教程[M]. 北京:北京航空航天大学出版社,2006,4. 你好,我有相关论文资料(博士硕士论文、期刊论文等)可以对你提供相关帮助,需要的话请加我,7 6 1 3 9 9 4 5 7(扣扣),谢谢。
2.我要写一篇关于单片机测温的论文谁给点资料,重谢
基于51单片机的温度测量系统 摘 要: 单片机在检测和控制系统中得到广泛的应用, 温度则是系统常需要测量、控制和保持的一个量。
本文从硬件和软件两方面介绍了AT89C2051单片机温度控制系统的设计,对硬件原理图和程序框图作了简洁的描述。 关键词: 单片机AT89C2051;温度传感器DS18B20;温度;测量 引言 单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛,并且在很多电子产品中也将其用到温度检测和温度控制。
为此在本文中作者设计了基于atmel公司的AT89C2051的温度测量系统。这是一种低成本的利用单片机多余I/O口实现的温度检测电路, 该电路非常简单, 易于实现, 并且适用于几乎所有类型的单片机。
一.系统硬件设计 系统的硬件结构如图1所示。 1.1数据采集 数据采集电路如图2所示, 由温度传感器DS18B20采集被控对象的实时温度, 提供给AT89C2051的P3.2口作为数据输入。
在本次设计中我们所控的对象为所处室温。当然作为改进我们可以把传感器与电路板分离,由数据线相连进行通讯,便于测量多种对象。
DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器,具有3引脚TO-92小体积封装形式;温度测量范围为-55℃~+125℃,可编程为9位~12位A/D转换精度,测温分辨率可达0.0625℃,被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出,支持3V~5.5V的电压范围,使系统设计更灵活、方便;其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生;多个DS18B20可以并联到3根或2根线上,CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。
分辨率设定,及用户设定的报警温度存储在EEPROM中,掉电后依然保存。DS18B20使电压、特性有更多的选择,让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。
如图2所示DS18B20的2脚DQ为数字信号输入/输出端;1脚GND为电源地;3脚VDD为外接供电电源输入端。 AT89C2051(以下简称2051)是一枚8051兼容的单片机微控器,与Intel的MCS-51完全兼容,内藏2K的可程序化Flash存储体,内部有128B字节的数据存储器空间,可直接推动LED,与8051完全相同,有15个可程序化的I/O点,分别是P1端口与P3端口(少了P3.6)。
1.2接口电路 图2 单片机2051与温度传感器DS18B20的连接图 接口电路由ATMEL公司的2051单片机、ULN2003达林顿芯片、4511BCD译码器、串行EEPROM24C16(保存系统参数)、MAX232、数码管及外围电路构成, 单片机以并行通信方式从P1.0~P1.7口输出控制信号,通过4511BCD译码器译码,用2个共阴极LED静态显示温度的十位、个位。 串行EEPROM24C16是标准I2C规格且只要两根引脚就能读写。
由于单片机2051的P1是一个双向的I/O端口,所以在我们在设计中将P1端口当成输出端口用。由图2可知,P1.7作为串性的时钟输出信号与24C16的第6脚相接,P1.6则作为串行数据输出接到24C16的第5脚。
P1. 4和P1.5则作为两个数码管的位选信号控制,在P1.4=1时,选中第一个数码管(个位);P1.5=1时,选中第二个数码管(十位)。P1.0~P1.3的输出信号接到译码器4511上作为数码管的显示。
此外,由于单片机2051的P3端口有特殊的功能,P3.0(RXD)串行输入端口,P3.1(TXD)串行输出端口,P3.2(INTO)外部中断0,P3.3(INT1)外部中断1P3.4,(T0)外部定时/计数输入点,P3.5(T1)外部定时/计数输入点。由图2可知,P3.0和P3.1作为与MAX232串行通信的接口;P3.2和P3.3作为中断信号接口;P3.4和P3.5作为外部定时/记数输入点。
P3.7作为一个脉冲输出,控制发光二极管的亮灭。 由于在电路中采用的共阴极的LED数码管,所以在设计电路时加了一个达林顿电路ULN2003对信号进行放大,产生足够大的电流驱动数码管显示。
由于4511只能进行BCD十进制译码,只能译到0至9,所以在这里我们利用4511译码输出我们所需要的温度。 1.3报警电路简介 图3 温度在七段数码管上显示连接图 本文中所设计的报警电路较为简单,由一个自我震荡型的蜂鸣器(只要在蜂鸣器两端加上超过3V的电压,蜂鸣器就会叫个不停)和一个发光二极管组成(如图3所示)。
在这次设计中蜂鸣器是通过ULN2003电流放大IC来控制。在我们所要求的温度达到一定的上界或者下界时(在文中我们设置的上界温度是45℃,下界温度是5℃),报警电路开始工作,主要程序设计如下: main()//主函数 {unsigned char i=0; unsigned int m,n; while(1) {i=ReadTemperature();//读温度} if(i>0 && i=4&&m>=5)%%(m。
3.单片机温度控制系统论文 谁告诉我前言和摘要要怎么写,要中英版的
基于51单片机的温度测量系统 摘 要: 单片机在检测和控制系统中得到广泛的应用, 温度则是系统常需要测量、控制和保持的一个量。
本文从硬件和软件两方面介绍了AT89C2051单片机温度控制系统的设计,对硬件原理图和程序框图作了简洁的描述。 关键词: 单片机AT89C2051;温度传感器DS18B20;温度;测量 引言 单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛,并且在很多电子产品中也将其用到温度检测和温度控制。
为此在本文中作者设计了基于atmel公司的AT89C2051的温度测量系统。这是一种低成本的利用单片机多余I/O口实现的温度检测电路, 该电路非常简单, 易于实现, 并且适用于几乎所有类型的单片机。
一.系统硬件设计 系统的硬件结构如图1所示。 1.1数据采集 数据采集电路如图2所示, 由温度传感器DS18B20采集被控对象的实时温度, 提供给AT89C2051的P3.2口作为数据输入。
在本次设计中我们所控的对象为所处室温。当然作为改进我们可以把传感器与电路板分离,由数据线相连进行通讯,便于测量多种对象。
DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器,具有3引脚TO-92小体积封装形式;温度测量范围为-55℃~+125℃,可编程为9位~12位A/D转换精度,测温分辨率可达0.0625℃,被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出,支持3V~5.5V的电压范围,使系统设计更灵活、方便;其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生;多个DS18B20可以并联到3根或2根线上,CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。
分辨率设定,及用户设定的报警温度存储在EEPROM中,掉电后依然保存。DS18B20使电压、特性有更多的选择,让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。
如图2所示DS18B20的2脚DQ为数字信号输入/输出端;1脚GND为电源地;3脚VDD为外接供电电源输入端。 AT89C2051(以下简称2051)是一枚8051兼容的单片机微控器,与Intel的MCS-51完全兼容,内藏2K的可程序化Flash存储体,内部有128B字节的数据存储器空间,可直接推动LED,与8051完全相同,有15个可程序化的I/O点,分别是P1端口与P3端口(少了P3.6)。
1.2接口电路 图2 单片机2051与温度传感器DS18B20的连接图 接口电路由ATMEL公司的2051单片机、ULN2003达林顿芯片、4511BCD译码器、串行EEPROM24C16(保存系统参数)、MAX232、数码管及外围电路构成, 单片机以并行通信方式从P1.0~P1.7口输出控制信号,通过4511BCD译码器译码,用2个共阴极LED静态显示温度的十位、个位。 串行EEPROM24C16是标准I2C规格且只要两根引脚就能读写。
由于单片机2051的P1是一个双向的I/O端口,所以在我们在设计中将P1端口当成输出端口用。由图2可知,P1.7作为串性的时钟输出信号与24C16的第6脚相接,P1.6则作为串行数据输出接到24C16的第5脚。
P1. 4和P1.5则作为两个数码管的位选信号控制,在P1.4=1时,选中第一个数码管(个位);P1.5=1时,选中第二个数码管(十位)。P1.0~P1.3的输出信号接到译码器4511上作为数码管的显示。
此外,由于单片机2051的P3端口有特殊的功能,P3.0(RXD)串行输入端口,P3.1(TXD)串行输出端口,P3.2(INTO)外部中断0,P3.3(INT1)外部中断1P3.4,(T0) 外部定时/计数输入点,P3.5(T1)外部定时/计数输入点。由图2可知,P3.0和P3.1作为与MAX232串行通信的接口;P3.2和P3.3作为中断信号接口;P3.4和P3.5作为外部定时/记数输入点。
P3.7作为一个脉冲输出,控制发光二极管的亮灭。 由于在电路中采用的共阴极的LED数码管,所以在设计电路时加了一个达林顿电路ULN2003对信号进行放大,产生足够大的电流驱动数码管显示。
由于4511只能进行BCD十进制译码,只能译到0至9,所以在这里我们利用4511译码输出我们所需要的温度。 1.3报警电路简介 图3 温度在七段数码管上显示连接图 本文中所设计的报警电路较为简单,由一个自我震荡型的蜂鸣器(只要在蜂鸣器两端加上超过3V的电压,蜂鸣器就会叫个不停)和一个发光二极管组成(如图3所示)。
在这次设计中蜂鸣器是通过ULN2003电流放大IC来控制。在我们所要求的温度达到一定的上界或者下界时(在文中我们设置的上界温度是45℃,下界温度是5℃),报警电路开始工作,主要程序设计如下: main()//主函数 {unsigned char i=0; unsigned int m,n; while(1) {i=ReadTemperature();//读温度} if(i>0 && i<=10) //如果温度在0到10度之间直接给七段数码管赋值 {P1=designP1[i];} else//如果温度大于10度 {m=i%10;//先给第一个七段数码管赋值 D1=1; D2=0; P1=designP1[m]; n=i/10;//再给第二个七段数码管赋值 D1=0; D2=1; P1=designP1[n]; if(n>=4&&m>=5)%%(m<=5)//判断温度的取值范围,如果大于45或小于5度,则蜂鸣器叫,发光二极管闪烁 { int a,b; Q1=1;//蜂鸣器叫 for(a=0;a<1000;a++)//发光二极管闪烁 for(b=0;b<1000;b++) Q2=1; for(a=0;a<1000;a++) for(b=0;b<1000;b++) Q2=0;}}}。
4.求单片机温度控制系统的论文 谢谢了
基于MCS51单片机温度控制毕业设计论文 论文编号:JD050 字数:9379.页数:30 摘要随着电子技术的迅速发展,特别是随大规模集成电路的出现,给人类生活带来很大的改变。
尤其是有关单片机技术应用的产品走进了千家万户,其中温度更是工业生产中常见的被控参数,因此对温度控制系统进行研究是具有很广泛的意义。本文从硬件和软件两方面介绍MCS-51单片机温度控制系统的设计思路。
而我通过本次设计了解到如何设计单片机温度控制及设计的方法和步骤,同时也进一步加深了对单片机温度控制的了解,为以后的学习和工作积累了许多宝贵的经验。关键词:MCS-51单片机;温度;软硬件;硬件原理图;程序框图;设计Abstract:Along with the rapid development of electronic technology, especially with a large-scale integrated circuits, to human life has been a fundamental change. Especially SCM technology applications has entered the tens of thousands of households. Industrial production in the temperature is charged with common parameters, the typical temperature control system to study with a very broad meaning. In this paper from both hardware and software introduced the MCS-51 microcontroller temperature control system design, hardware schematic diagram and the process was simple description. Through this design makes me understand how to design SCM temperature control and design of methods and steps to achieve, but also enabled me to further deepen the understanding of SCM temperature control for future study and work accumulated many valuable experience.Key word: MCS-51 monolithic integrated circuit; Temperature; Softwareand hardware; Hardware schematic diagram; Flow chart; Design目录中英文摘要……………………………………………………………………………5前言……………………………………………………………………………………7第1章 绪论…………………………………………………………………………81.1引言……………………………………………………………………………81.2论文的研究内容和结构安排…………………………………………………8第2章 设计内容及设计方案………………………………………………………92.1 设计内容要求…………………………………………………………………9 2.2 设计方案框图…………………………………………………………………9第3章 系统硬件的设计……………………………………………………………103.1单片机简介……………………………………………………………………103.2 硬件电路设计………………………………………………………………11 3.2.1 温度检测和变送器………………………………………………………11 3.2.2接口电路…………………………………………………………………11 3.2.3温度控制电路……………………………………………………………143.3 LED数码…………………………………………………………………143.4 振荡电路的设计……………………………………………………………173.5 复位电路的设计……………………………………………………………18第4章 系统软件设计………………………………………………………………194.1伟福仿真器……………………………………………………………………194.2 温度控制的算法和程序框图………………………………………………224.2.1温度控制算法……………………………………………………………22 4.2.2温度控制程序框图………………………………………………………22附录1 单片机程序………………………………………………………………26参 考 文 献…………………………………………………………………………30结 束 语 及 致 谢…………………………………………………………………32 以上回答来自: /42/752.htm。
5.求关于温度控制系统的单片机毕业设计
第一章 确定系统功能与性能 本系统的功能主要有数据采集、数据处理、输出控制。
能对0~1000 ºc范围内的各种电加热炉的温度进行精密测量,同时,四位LED显示器直接跟踪显示被控对象的温度值,准确度高,显示清晰,稳定可靠,使用方便(在具体设计编程、调试过程中,为了调试方便,编程把温度范围设在0~100 ºc)。 本系统的原理框图如下图所示。
数据采集部分能完成对被测信号的采样,显示分辨率0.1ºc,测量精度0.1ºc,控制精度0.1ºc,可以实现采集信号的放大及A/D转换,并自动进行零漂校正,同时按设定值、所测温度值、温度变化速率,自动进行FID参数自整定和运算,并输出0~10mA控制电流,配以主回路实现温度的控制。数据处理分为预处理、功能性处理、抗干扰等子功能。
输出控制部分主要是数码管显示控制。 第二章 确定系统基本结构及硬件设计 本单片机应用系统结构是以单片机为核心外部扩展相关电路的形式。
确定了系统中的单片机、存储器分配及输入/输出方式就可大体确定出单片机应用系统的基本组成。 1)单片机选用MCS-51系统的8031 8031是INTEL公司MCS-51系列单片机中最基本的产品,它采用INTEL公司可靠的CHMOS工艺技术制造的高性能8位单片机,属于标准的MCS-51的HCMOS产品。
它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征,标准MCS-51单片机的体系结构和指令系统。 8031内置中央处理单元、128字节内部数据存储器RAM、32个双向输入/输出(I/O)口、2个16位定时/计数器和5个两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内时钟振荡电路。
但80C31片内并无程序存储器,需外接ROM。 此外,8031还可工作于低功耗模式,可通过两种软件选择空闲和掉电模式。
在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下,保存RAM数据,时钟振荡停止,同时停止芯片内其它功能。
8031有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。 主要功能特性: · 标准MCS-51内核和指令系统 · 外部程序存储器ROM地址空间64kB · 32个可编程双向I/O口 · 128x8bit内部RAM(可扩充64kB外部存储器) · 2个16位可编程定时/计数器 · 时钟频率3.5-16MHz · 5个中断源 · 5.0V工作电压 · 全双工串行通信口 · 布尔处理器 · 2层优先级中断结构 · 兼容TTL和CMOS逻辑电平 · PDIP(40)和PLCC(44)封装形式。
6.基于单片机的自动温控系统的设计.毕业论文开题报告
热电致冷器件特别适合于小热量和受空间限制的温控领域。改变加在器件上的直流电的极性即可变致冷为加热,而吸热或放热率则正比于所加直流电流的大小。Pe1tier 温控器的设定温度可以在一个较宽的范围内任意选择,可选择低于或高于环境温度。
在本系统中我们选用了天津蓝天高科电源有限公司生产的半导体致冷器件 TES1-12739,其最大温差电压 14.7V,最大温差电流3.9A最大致冷功率33.7W。
1.5 其它部分
系统采用Samsung(三星)公司生产的真空荧光数码显示屏 VFD用来实时显示当前温度,以观察控制效果。键盘和串行通信接口用来设定控制温度和调整PID参数。系统电路原理图如图3所示。
2 系统软件设计
系统开始工作时,首先由单片机控制软件发出温度读取指令,通过数字温度传感器 DS18B20 采样被控对象的当前温度值T1并送显示屏实时显示。然后,将该温度测量值与设定值T比较,其差值送 PID控制器。PID 控制器处理后输出一定数值的控制量,经DA 转换为模拟电压量,该电压信号再经大电流驱动电路,提高电流驱动能力后加载到半导体致冷器件上,对温控对象进行加热或制冷。加热或制冷取决于致冷器上所加电压的正负,若温控对象当前温度测量值与设定值差值为正,则输出负电压信号,致冷器上加载负电压温控对象温度降低;反之,致冷器上加载正向电压,温控对象温度升高。上述过程:温度采样-计算温差-PID调节-信号放大输出周而复始,最后将温控对象的温度控制在设定值附近上下波动,随着循环次数的增加,波动幅度会逐渐减小到某一很小的量,直至达到控制要求。为了加快控制,在进入PID控制前加入了一段温差判断程序。当温度差值大于设定阈值Δt时,系统进行全功率加热或制冷,直到温差小于Δt才进入PID控制环节。图4为系统工作主程序的软件流程图.
3 结论
本文设计的基于单片机数字PID控制的精密温度控制系统,在实际应用中取得了良好的控制效果,温度控制精度达到±0.1℃。经48小时连续运行考验,系统工作稳定,有效地降低了辐亮度标准探测器的温度系数,使辐亮度标准探测器在温度变化较大的环境中也能保持其高精度,为实现基于探测器的高精度辐射定标的广泛应用奠定了基础。
本文作者创新点:在原来基于PC的PID温控系统的基础上,设计了由单片机、数字式温传感器DS18B20和半导体致冷器组成的精密温度控制系统。该温控系统的应用为高精度光辐射测量仪器-辐亮度标准探测器的小型化、智能化提供了有利条件。
7.跪求51单片机温度控制系统开题报告以及论文
摘要 本文主要介绍了基于PID控制理论的单片机温度的控制。
控制器件使用单片机,单片机的应用有利于增加控制的灵活性,提高控制精度,减小控制部分的体积,是现代控制的主要硬件部分。 温度是工业控制对象的主要被控参数之一,如冶金,机械,食品,化工各类工业中广泛使用的各种加热炉,热处理炉,反应炉等。
在过去多是采用常规的模拟调节器对温度进行控制,本文采用了单片微型机对温度实现自动控制。对不同的升温速率升温,再对某种仪器在不同升温状况下的特性进行检测,达到了较高的精度。
应用继电器自整定方法,可以快速整定PID参数,减少工人的工作量,计算出错的几率降低很多。所使用的时间也减少了很多,工作效率大大提高。
并应用经验公式快速计算出相应的数值。 关键词: PID 单片机 继电器整定 温度控制 ABSTRACT This text mainly introduced the controller of PID in industry produce the control of the temperature.The controller piece uses a machine, the application of a machine is advantageous to the vivid of the increment control, exaltation control accuracy, let up the control the physical volume of the part, is main hardware part of the modern control. The temperature is a mainly industry controled object, such as metallurgy, machine, food, each kind of industry of chemical engineering in various heating stove of the extensive usage, the hot processing stove, reactor etc..At pass by mostly the emulation modulator adopt of the normal regulations carries on the control to the temperature, this literary grace uses a miniature machine to carry out the automatic control to the temperature.Carry on the examination towards heating the velocity to heat differently, again to a certain instrument under the condition that dissimilarity heat of characteristic, come to a the higher accuracy. Using relay setting method, It can settle the parameter of PID quickly and reduce the worker's workload, several rates that compute to come amiss lower many. The time also reduced a lot of, Work efficiency raises consumedly.Apply the empirical formula also to compute a number for correspond quickly Keyword: PID Single-chip microcomputer Relay setting temperature control 绪论 温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理 参数。
在工业生产过程中为了高效地进行生产,必须对生产工艺过程中的主要参数,如温度,压力,流量,速度等进行有效的控制。其中温度的控制在生产过程中占有相当大的比例。
准确测量和有效控制温度是优质,高产,低耗和安全生产的重要条件。在工业的研制和生产中,为了保证生产过程的稳定运行并提高控制精度,采用微电子技术是重要的途径。
它的作用主要是改善劳动条件,节约能源,防止生产和设备事故,以获得好的技术指标和经济效益。本课题是结合生产实际和科研工作,运用PID算法对温度进行控制,以求达到较好的控制效果。
目前先进国家各种炉窑自动化水平较高,装备有完善的检测仪表和计算机控制系统。其计算机控制系统已采用集散系统和分布式系统的形式,大部分配有先进的控制算法,能够获得较好的工艺性能指标。
单片微型计算机是随着超大规模集成电路的技术的发展而诞生的。由于它具有体积小,功能强,性价比高等优点,所以广泛应用于电子仪表,家用电器,节能装置,军事装置,机器人,工业控制等诸多领域,使产品小型化,智能化,既提高了产品的功能和质量又降低了成本,简化了设计。
本文主要涉及MCS-51单片机在温度控制中的应用。应用单片机实现PID控制算法和PID参数的整定。
PID 控制是最早发展起来的控制策略之一, 由于其算法简单、鲁棒性好、可靠性高等优点, 被广泛应用于工业过程控制。当用计算机实现后, 数字 PID 控制器更显示出参数调整灵活、算法变化多样、简单方便的优点。
随着生产的发展, 对控制的要求也越来越高, 随之发展出许多以计算机为基础的新型控制算法, 如自适应 PID 控制、模糊 PID 控制、智能 PID 控制等等。 1.PID 控制原理 模拟 PID 控制系统原理框图如图 1- 1所示, 系统由模拟 PID 控制器和受控对象组成。
PID 控制器根据给定值 r(t) 与实际输出值c(t) 构成的控制偏差: (1-1 ) 将偏差的比例(P)、积分( I) 和微分 (D ) 通过线性组合构成控制量, 对受控对象进行控制。其控制规律为: (1- 2) 或写成传递函数形式: (1- 3) 式中, 为比例系数, 为积分时间常数, 为微分时间常数。
简单说来, PID 控制器各校正环节的作用是这样的: ●比例环节: 即时成比例地反应控制系统的偏差信号 , 偏差一旦产生, 控制器立即产生控制作用以减小误差。 ●积分环节: 主要用于消除静差, 提高系统的无差度, 积分作用的强弱取决于积分时间常 数 , 越大积分作用越弱, 反之则越强。
● 微分环节: 能反应偏差信号的变化趋势(变化速率) , 并能在偏差信号值变得太大之前,在系统中引入一个有效的早期修正信号, 从而加快系统的动作速度, 减小调节时间。 2. PID控制规律及对系统稳定性的影。
8.基于单片机温度测量与控制 毕业论文
摘要
本设计的温度测量计加热控制系统以AT89S52单片机为核心部件,外加温度采集电路、键盘显示电路、加热控制电路和越限报警等电路。采用单总线型数字式的温度传感器DSI8B20,及行列式键盘和动态显示的方式,以容易控制的固态继电器作加热控制的开关器件。本作品既可以对当前温度进行实时显示又可以对温度进行控制,以使达到用户需要的温度,并使其恒定再这一温度。人性化的行列式键盘设计使设置温度简单快速,两位整数一位小数的显示方式具有更高的显示精度。建立在模糊控制理论控制上的控制算法,是控制精度完全能满足一般社会生产的要求。通过对系统软件和硬件设计的合理规划,发挥单片机自身集成众多系统及功能单元的优势,再不减少功能的前提下有效的降低了硬件的成本,系统操控更简便。
实验证明该温控系统能达到0.2℃的静态误差,0.45℃的控制精度,以及只有0.83%的超调量,因本设计具有很高的可靠性和稳定性。
关键词:单片机 恒温控制 模糊控制
引言
温度是工业控制中主要的被控参数之一,特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中,具有举足重轻的作用。随着电子技术和微型计算机的迅速发展,微机测量和控制技术得到了迅速的发展和广泛的应用。 采用单片机来对温度进行控制,不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大提高产品的质量和数量。MSP430系列单片机具有处理能强、运行速度快、功耗低等优点,应用在温度测量与控制方面,控制简单方便,测量范围广,精度较高。
温度传感器将温度信息变换为模拟电压信号后,将电压信号放大到单片机可以处理的范围内,经过低通滤波,滤掉干扰信号送入单片机。在单片机中对信号进行采样,为进一步提高测量精度,采样后对信号再进行数字滤波。单片机将检测到的温度信息与设定值进行比较,如果不相符,数字调节程序根据给定值与测得值的差值按PID控制算法设计控制量,触发程序根据控制量控制执行单元。如果检测值高于设定值,则启动制冷系统,降低环境温度;如果检测值低于设定值,则启动加热系统,提高环境温度,达到控制温度的目的。
图形点阵式液晶可显示用户自定义的任意符号和图形,并可卷动显示,它作为便携式单片机系统人机交互界面的重要组成部分被广泛应用于实时检测和显示的仪器仪表中。支持汉字显示的图形点阵液晶在现代单片机应用系统中是一种十分常用的显示设备,汉字BP机、手机上的显示屏就是图形点阵液晶。它与行列式小键盘组成了现代单片机应用系统中最常用的人机交互界面。
本文设计了一种基于MSP430单片机的温度测量和控制装置,能对环境温度进行测量,并能根据温度给定值给出调节量,控制执行机构,实现调节环境温度的目的。
━、硬件设计
1:MSP430系列单片机简介及选型
单片机即微控制器,自其开发以来,取得了飞速的发展。单片机控制系统在工业、交通、医疗等领域的应用越来越广泛,在单片机未开发之前,电子产品只能由复杂的模拟电路来实现,不仅体积大,成本高,长期使用后元件老化,控制精度大大降低,单片机开发以后,控制系统变为智能化了,只需要在单片机外围接一点简单的接口电路,核心部分只是由人为的写入程序来完成。这样产品体积变小了,成本也降低了,长期使用也不会担心精度达不到了。特别是嵌入式技术的发展,必将为单片机的发展提供更广阔的发展空间,近年来,由于超低功耗技术的开发,又出现了低功耗单片机,如MSP430系列、ZK系列等,其中的MSP430系列单片机是美国德州仪器(TI)的一种16位超低功耗单片机,该单片机
9.温度控制系统的硬件毕业论文设计
基于MCS-51单片机温控系统设计的电阻炉论文字数:17255.页数:42 论文编号:JD471
摘 要
近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用。 单片机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的。由于它具有体积小、功能强、性价比高等特点。把单片机应用于温度控制中,采用单片机做主控单元,无触点控制,可完成对温度的采集和控制的要求。所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、机器人、工业控制等诸多领域,使产品小型化、智能化,既提高了产品的功能和质量,又降低了成本,简化了设计。
周期作业式的电阻炉,可供实验室、工矿企业、科研单位作元素分析测定和一般小型钢件淬火、退火、回火等热处理时加热用。原电阻炉需与温度控制器配套使用,由检测端的热电偶信号输送给温度指示调节仪,继而控制接触器对电阻炉供电,实现电阻炉温的测量、指示及自动控制。电阻炉温波动较大,控制精度低。
本文主要介绍单片机在电阻炉温控中的应用,对温度控制模块的组成及主要所选器件进行了详细的介绍。并根据具体的要求本文编写了适合本设计的软件程序。关键词:单片机;电阻炉;炉温;控制系统 目 录
摘要………………………………………………………………………………… Ⅰ
Abstract…………………………………………………………………………Ⅱ
第1章 绪论…………………………………………………………………………1
1.1 课题背景……………………………………………………………………1
1.2 MCS-51系列单片机………………………………………………………2
第2章 总体设计电路图及工作原理…………………………………………… 5
2.1 总体方案设计………………………………………………………………5
2.2 电阻炉的单片机温控原理…………………………………………………7
第3章 系统硬件设计…………………………………………………………… 11
3.1 系统硬件电路设计……………………………………………………… 11
3.2 硬件设计电路原理图…………………………………………………… 13
3.3 各元件说明……………………………………………………………… 19
第4章 系统软件设计…………………………………………………………… 22
4.1 编程思路………………………………………………………………… 22
4.2 编程流程图……………………………………………………………… 23
第5章 MCS-51单片机温控电阻炉技术特性…………………………………… 25
总结………………………………………………………………………………… 26
致谢………………………………………………………………………………… 27
参考文献…………………………………………………………………………… 28
附录…………………………………………………………………………………29
附录1 硬件设计的电路…………………………………………………… 29
附录2 程序………………………………………………………………… 30
附录3 外文翻译…………………………………………………………… 38以上回答来自: /42-2/2774.htm
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