炉温度控制系统图可控硅功输出与通断时间关系对温度的控制是通过可控硅调控器实现的。可控硅功输出与通断时间关系草图如图所示。双向可控硅管和加热丝串联接在交流，交流试点回路。在给定的周期内，只要改变可控硅管的接通时间便可改变加热丝功率，以达到调节温度的目的。图示出了可控硅管在给定周期内具有不同接通时间的情况。显然，可控硅在给定周期的时间内接通的功率最大。可控硅接通时间可以通过可控硅控制板上控制脉冲控制。该触发脉冲由用软件在引脚上产生，受过零同步脉冲后经光偶管和驱动器输送到可控硅的控制极上。偏差控制的原理是先求出史册炉温对所需炉温的偏差值，然后对偏差值处理而获得控制信号去调节电阻炉的功率，以实现对电阻炉的炉温控制。在工业上，偏差控制又称为控制，这是工业控制中常用的控制形式，般能收到令人满意的效果。控制论告诉人们，控制的理想方程是式中测量值与给定值之间的偏差微分时间积分时间调节器的放大系数将上式离散化得到数字位置式算法式中在位置式算法的基础之上得到数字增量式算法基于单片机对加热炉温度控制系统第四章软件系统设计这次程序的软件设计主要运用软件，这个软件是德国公司推出的系列兼容单片机软件开发系统。是集成的可视化操作界面，其提供了丰富的库函数和各种编译工具，能够对系列单片机以及和系列兼容的绝大部分类型的单片机进行设计。系列可以支持单片机程序设计语言，也可以直接进行汇编语言的设计与编译。系列的集成开发环境最高版本是，版本号为。系列是个非常优秀的编译器，受到广大单片机设计者的广泛使用。其主要特点如下支持汇编语言语言等多种单片机设计语言可视化的文件管理，界面友好支持丰富的产品线，除了及其兼容内核的单片机外，还新增加了对内核产品的支持④具有完善的编译连接工具具备丰富的仿真调试功能，可以仿真串口并口定时器计数器以及中断等资源，同时也可以和外部仿真器联合进行在线调试内嵌实时多任务操作系统支持在个工作空间中进行多项目的程序设计。支持多级代码优化。主程序主程序主要完成加热控制系统各部件的初始化和实现各功能子程序的调用，以及实际测量中各个功能模块的协调在无外部中断申请时，单片机通过循环对外部温度进行实时显示。应当注意由于被设定为计数器方式，初值为，故它的溢出中断时间为个过零同步脉冲。为了系统正常工作，中断服务程序的执行时间必须满足的制时间要求，因为的中断是嵌套在中断之中的。基于单片机对加热炉温度控制系统主程序框图如图图主程序流程图中断服务程序中断服务程序是温度控制系统的主程序，用于启动转换器，读如数据采样，数字滤波，越权温度报警和处理，计算和输出可控硅的同步触发脉冲等。引脚上输出的该同步脉冲宽度由计数器的溢出中断控制，利用等待溢出中断空隙时间完成把本次采样数值转换成显示值而放入显示缓冲区和调用温度显示程序，从中断服务程序返回后便可以恢复现场和返回主程序，以等待下次中断。基于单片机对加热炉温度控制系统中断服务程序框图如图所示图中断服务程序流程图采样子程序流程图如图采样值始址送采样次数送选同启动延时完成所有采样结束返回基于单片机对加热炉温度控制系统采样子程序框图数字滤波程序数字滤波程序用于滤去来自控制现场对采样值的干扰。本设计采用中值滤波数字滤波程序框图如图基于单片机对加热炉温度控炉温度控制系统制系统图数字滤波程序框图送≠←≠≠送返回送送送送基于单片机对加热炉温度控制系统总结本设计使用无的作为主控芯片进行控制，单片机具有集成度高，通用性好，功能强，特别是体积小，重量轻，耗能低，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特优点，在数字智能化方面有广泛的用途。其中的温控系统采用镍铬镍铝热电偶，此电偶用于的温度测量范围，相应的输出电压为温度是工业对象中的个重要的被控参数，在本系统中，若采用模糊控制或者神经网络及遗传算法控制，这些控制技术会大大提高控制精度，不但使控制简捷，降低了产品的成本，提高了生产效率基于单片机对加热炉温度控制系统参考文献蔡振江单片机原理与应用北京电子工业出版社，赖寿宏微型计算机控制技术北京机械工业出版社王毓银主编数字电路逻辑设计北京高等教育出版社，清源计算机工作室编著原理图与及仿真北京机械工业出版社，索雪松等传感器与信号处理电路北京中国水利水电出版社，李华等单片机实用接口技术北京北京航空航天大学出版社，陆子明单片机设计与应用基础教程北京北京国防工业出版社,孙炳达自动控制原理北京机械工业出版社，沙占友王晓君数字化测量北京机械工业出版社，李广弟单片机基础北京北京航空航天大学出版社，基于单片机对加热炉温度控制系统附录程序清单主程序送清本次越限标志清上次越限标志清累加器清暂存单元,清显示缓冲区,基于单片机对加热炉温度控制系统调用显示程序调用扫描程序等待中断中断服务程序保护现场置标志中断返回清上次越限标志若温度不越限，则绿灯亮，对值求补，作为值启动允许中断显示温度等待中断基于单片机对加热炉温度控制系统否则，下限声光报警越限计数器加,越限次吗采样子程序采样值始址送启动工作,延时存放采样值,数字滤波程序基于单片机对加热经网络及遗传算法控制等。这些控制技术大大的提高了控制精度，不但使控制变得简便，而且使产品的质量更好，降低了产品的成本，提高了生产效率。本系统所使用的加热器件是电炉丝，功率为三千瓦，要求温度在。静态控制精度为。本设计使用单片机作为核心进行控制。单片机具有集成度高，通用性好，功能强，特别是体积小，重量轻，耗能低，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特优点，在数字智能化方面有广泛的用途。本系统使用单片机，使温度控制大为简便。基于单片机对加热炉温度控制系统第章单片机对加热炉温度控制的简介加热炉是将物料或工件加热的设备。按热源划分有燃料加热炉电阻加热炉感应加热炉微波加热炉等。应用遍及石油化工冶金机械热处理表面处理建材电子材料轻工日化制药等诸多行业领域。加热炉按炉温分布，炉膛沿长度方向可分为预热段加热段和均热段。单片机的温度控制是数字控制系统的个应用。本系统所使用的加热炉为电加热炉，炉丝功率为，系统要求炉膛恒温，误差为士,超调量可能小，温度上升较快且有良好的稳定性。单片机温度控制系统是以单片机为控制核心，辅以采样反馈电路，驱动电路，晶闸管主电路对电炉炉温进行控制的微机控制系统。系统的原理框图如图所示，其基本控制原理为用键盘将温度的设定值送入单片机，启动运行后，通过信号采集电路将温度信号采集到后，送到转换电路将信号转换成数字量送入单片机系统进行控制运算，将控制量输出，控制电阻炉的加热。图原理框图给定值控制电路驱动电路晶闸管主电路被控对象输出温度采样电路基于单片机对加热炉温度控制系统第章单片机内部结构及引脚作用简介单片微型计算机简称单片机，是指在块芯片上集成了中央处理器随机存储器程序存储器或定时器计数器中断控制器及串型和并行接口等部件。单片机主要应用于工业控制领域，用来实现对信号的检测数据的采集以及对应用对象的控制。它具有体积小重量轻价格低可靠性高耗电少和灵活机动等许多优点。单片机是微型计算机的个重要分支，特别适合用于智能控制系统。基于经济上的的考虑，以及本次设计的加热炉的精度要求，选用单片机作为中央处理器。是系列单片机的种型号，在系列单片机中还有等。单片机内部模块单片机内部结构系列单片机组成结构中包含运算器控制器片内存储器个口串行图单片机的内部结构框图驱动器锁存器驱动器锁存器驱动器锁存器驱动器锁存器或程序地址存储器缓冲器增量器寄存器暂存器地址寄存器特殊功能寄存器中断串行口及定时器计数器定时及控制指令寄存器暂存器振荡器基于单片机对加热炉温度控制系统口定时器计数器中断系统振荡器等功能部件。图中是堆栈指针寄存器，是程序计数器，是程序状态字寄存器，是数据指针寄存器。主电源引脚脚接电源正端。脚接电源地端。外接晶体引脚脚和脚接外部晶振的两个引脚。输入输出引脚单片机有个端口，共根线，个端口都是准双向口。每个口都包含个锁存器，即专用寄存器，个输出驱动器和输入缓冲器。为方便起见，我们把个端口和其中的锁存器都统称。在访问片外扩展存储器时，低位地址和数据由口分时传送，高位地址由口传送。在无片外扩展存储器的系统中，这个口的每位均可作为双向的口使用。口可作为般的口用，但应用系统采用外部总线结构时，它分时作低位地址和位双向数据总线用。口每位均可独立作为口。口可作为般口用，但应用系统采用外部系统采用总线结构时，它分时作为高位地址线。口双功能口。作为第功能使用时同口，每位均可独立作为口。另外，每位均具有第二功能，每位的两个功能不能同时使用。控制线脚即为，为备用电源。该引脚为单片机的上电复位或掉电保护端。当单片机震荡工作时，该引脚上将出现所以当温度传感器为最小值时，的脚与脚之间的电压差基本为。与相连的构成带有积分校正的放大电路，积分校正会增加系统的惯性，对变化较快的信号起阻尼作用。通过适当调整电阻就可以获得理想的比例增益，再将经过处理的温度传感器感测到的电信号放大后，送入下级的差值放大电路的负相端。系统的炉温工艺曲线经分段换算后转换为对应的电压数据，再经过进制转换后存入中。当系统投入运行后，为了实现误差测量，单片机依据时钟定时器，按定的时间间隔将数据通过总线传至的数据寄存器，经转换后的模拟电压，从运放送入由和构成的差值检测放大电路的正相端，与经过转换的采样电压值作差，得到的差值放大后送入转换器。另外，变送器由毫伏变送器和电流电压变送器组成毫伏变送器用于把热电