基于单片机的恒温控制系统的研究与开发

发布时间：2017-05-07 11:02

  本文关键词：基于单片机的恒温控制系统的研究与开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 在工业生产中,电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。其中,温度控制也越来越重要。在工业生产的很多领域中,人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、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,从而大大的提高产品的质量和数量。因此,单片机对温度的控制问题是工业生产中经常会遇到的控制问题。 本论文结合工厂中如何实现恒温控制,讨论大多数工业生产情况下对温度进行有效控制的一种方法。单片机系统包括89S52处理器、扩展存储器27512及6264,并行接口芯片8255、8253、ADC0809、8279、掉电保护和复位以及看门狗电路等。具体方法是使用铂铑—铂热电偶进行温度数据采集,经过放大和滤波电路进行A/D转换,转换后的值根据标准分度表再转换成温度值,同时显示出来。 本文在热电偶补偿上采用PN结温度传感器进行冷端补偿。标准分度表是通过铂铑—铂热电偶的温度分度表乘以电路的放大倍数再除以A/D转换分辨率得出的数字量与温度之间的关系。在0—100℃,详细阐述了具体的处理方法,而在100℃以上提出了量程转换的方法,但是由于系统尚没有实际应用到生产中,所以没有对100℃以上的温度处理详细阐述。
【关键词】：单片机 恒温控制 PID 热电偶
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH811
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 致谢7-13
• 第一章 绪论13-18
• 1.1 温度测控系统发展现状13-16
• 1.1.1 温度控制方法发展现状13-14
• 1.1.2 温度测量方法发展现状14-16
• 1.2 本文课题的提出和研究的内容及意义16-17
• 1.2.1 课题的提出16
• 1.2.2 本文研究的内容16
• 1.2.3 本文研究的意义16-17
• 1.3 系统概述17-18
• 1.3.1 系统硬件整体结构17
• 1.3.2 系统软件设计方法17-18
• 第二章 系统的硬件设计18-25
• 2.1 硬件选择18-23
• 2.1.1 处理器AT89S5218
• 2.1.2 存储器18-19
• 2.1.3 A/D转换器ADC080919
• 2.1.4 定时计数器825319
• 2.1.5 可编程并行I/O接口芯片82C55A19
• 2.1.6 热电偶19-20
• 2.1.7 LED显示结构20
• 2.1.8 键盘接口原理20-21
• 2.1.9 可编程键盘8279/显示器接口元件21-22
• 2.1.10 掉电保护电路22
• 2.1.11 复位电路22
• 2.1.12 看门狗电路22
• 2.1.13 固态继电器22-23
• 2.2 硬件连接23-25
• 第三章 热电偶传感器原理25-31
• 3.1 热电偶传感器理论基础25-27
• 3.1.1 汤姆逊效应(温差电势)25-26
• 3.1.2 泊尔帖效应(接触电势)26
• 3.1.3 热电势26-27
• 3.2 热电偶测量温度的基本原理27-28
• 3.3 冷端温度补偿28-31
• 3.3.1 冷端补偿的概念28-29
• 3.3.2 冷端补偿方法29-31
• 第四章 测温数据采集31-44
• 4.1 概述31-32
• 4.2 电路基本原理32-44
• 4.2.1 信号放大及滤波电路32-35
• 4.2.2 热电偶冷端补偿电路35-39
• 4.2.3 电路放大倍数的测量39-42
• 4.2.4 电路放大倍数的拟合42-44
• 第五章 数据处理44-54
• 5.1 数字量分度表的求出44-45
• 5.2 热电偶的热电势随温度的变化规律45-46
• 5.3 数字处理软件设计思路46-51
• 5.3.1 查表法46-50
• 5.3.2 线性拟合法50-51
• 5.4 100℃以上温度处理方法介绍51-54
• 第六章 系统的PID控制54-61
• 6.1 PID控制技术的理论分析54-57
• 6.1.1 PID控制技术原理54-55
• 6.1.2 PID控制算法的数字实现55-56
• 6.1.3 PID参数的整定56-57
• 6.2 温控系统PID控制的调节过程57-58
• 6.3 可以采用的几种改进措施58-59
• 6.3.1 积分分离PID控制58
• 6.3.2 变增益PID控制58
• 6.3.3 动态补偿PID控制58-59
• 6.4 调试结果59-61
• 第七章 系统软件设计61-70
• 7.1 系统整体程序设计61
• 7.2 数字滤波子程序61-63
• 7.2.1 算术平均滤波程序61-62
• 7.2.2 滑动平均值滤波程序62
• 7.2.3 程序判断滤波62-63
• 7.2.4 中值滤波63
• 7.3 A/D转换子程序63
• 7.4 延时子程序DELAY63
• 7.5 二进制转十进制子程序BCDCH63-64
• 7.6 越限报替子程序64-66
• 7.7 显示子程序66
• 7.8 8255并行口子程序66
• 7.9 PID子程序66-70
• 第八章 总结与展望70-72
• 参考文献72-74
• 攻读硕士期间发表的学术论文74

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 童汉维;半导体制冷器温度控制系统的设计与实现[D];华中科技大学;2010年

2 冯华勇;嵌入式电加热蒸汽锅炉控制系统的研究[D];西南交通大学;2011年

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本文编号：349708