（电阻炉温度控制系统的设计与实现）（最终版）

外部特性引脚功能芯片有条引脚，采用双列直插式封装，如图所示。

下面说明各引脚功能。

路模拟量输入端。

位数字量输出端。

位地址输入线，用于选通路模拟输入中的路地址锁存允许信号，输入，高电平有效。

转换启动信号，输入，高电平有效。

转换结束信号，输出，当转换结束时，此端输出个高电平转换期间直为低电平。

数据输出允许信号，输入，高电平有效。

当转换结束时，此端输入个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。

时钟脉冲输入端。

要求时钟频率不高于。

基准电压。

电源，单。

地。

图引脚图的工作过程是首先输入位地址，并使，将地址存入地址锁存器中。

此地址经译码选通路模拟输入之到比较器。

上升沿将逐次逼近寄存器复位。

下降沿启动转换，之后输出信号变低，指示转换正在进行。

直到转换完成，变为高电平，指示转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。

当输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。

有条引脚，如图所示。

下面说明各引脚功能三态地址数据线。

是低位地址与数据复用线。

地址可以是片内单元地址或端口地址。

上的地址由的下降沿素存到片内地址锁存器。

也就是由信号来区别上出现的地址信息还是数据信息。

地址锁存允许信号。

在信号的下降沿把上的位地址信息，片选信号及信号都锁存到内部存储器中。

端口和选择信号。

当时，的地址位端口地址，选择端口。

当时，的地址位片内单元地址，选择存储单元。

片选信号。

低电平有效。

由信号的下降沿锁存到内部存储器。

读选通信号。

低电平有效。

当，时开启的缓冲器，被选中的片内单元或口的内容送到上。

图引脚图写选通信号。

低电平有效，当，都有效时，输出到上的信息想偶尔到片内单元或端口。

口的线。

口的线。

口的线。

定时器输入。

定时器输出。

接口电路对温度的控制是通过可控硅调功器电路实现的，如硬件电路图图所示。

双向可式中，为采样时间，项为积分项的开关系数积分分离控制算法程序流程图如图所示。

开始参数初始化采入及参数更新返回，控制器输出控制控制图积分分离控制算法程序流程图基于仿真被控对象采用仿真，通过模块实现积分分离控制算法。

仿真图如图所示。

图仿真选择合适的使系统的仿真效果趋于理想状态。

编写程序如下采样时间，将离散化求多项式模型参数仿真波形如图所示。

图仿真波形图结果分析当，定，即当时，改变的值观察波形可以知道其对系统超调量的影响。

当增大时，设，此时的波形如图。

图时的波形图当减小时，设，此时的波形如图。

图时的波形图由图，图，图我们可以观察到当增大时系统超调量增大，当减小时系统超调量减小。

设计小结通过两周的课程设计对温度控制系统有了初步的了解，在本次课程设计中，通过查阅资料基本完成了硬件的设计，然后根据硬件电路进行软件设计，基本实现了电炉的温度控制。

传统的以普通双向晶闸管控制的高温电加热炉采用移相触发电路改变晶闸管导通角的大小来调节输出功率，达到自动控制电加热炉温度的目的。

这种移相方式输出种非正弦波，实践表明这种控制方式产生相当大的中频干扰，并通过电网传输，给电力系统造成公害。

采用固态继电器控温电路，通过单片机控制固态继电器，其波形为完整的正弦波，是种稳定可靠较先进的控制方法。

为了降低成本和保证较高的控温精度，采用普通的芯片和具有零点迁移冷端补偿功能的温度变送器桥路，使实际测温范围缩小。

在老师的指导和同学们的帮助下，我顺利完成了这次课程设计，通过这次课程设计，使我对单片机的应用微控控制技术传感器技术等等好多专业知识有了更深的了解，解决了许多在学习过程中不能理解的知识，并且提高了自己理论联系实际的能力，为今后在工作中专业知识的应用积累了宝贵的经验。

通过这次毕业设计，使我对单片机原理有了更新的认识，掌握了常用芯片如等器件的功能，懂得了这些器件在实际生产中的最基础的应用，掌握计算机的些画图排版等软件的应用，真的是受益非浅。

参考文献张艳兵，王忠庆硅管和加热丝串接在交流，交流电回路中。

在给定周期内，只要改变可控硅的接通时间便可改变加热丝的功率，以达到调节温度的目的。

如下图所示，可控硅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时的功率最大。

可控硅接通时间可以通过可控硅控制极上的触发脉冲控制。

该触发脉冲由用软件在引脚上产生，经过零同步脉冲同步后经光耦管和驱动器输出送到可控硅的控制极上。

可控硅调功器输出功率与通断时间的关系如图所示。

软件设计温度控制程序的设计应考虑如下问题键盘扫描键码识别和温度显示炉温采样，数字滤波数据处理时把所有数按定点纯小数补码形式转换，然后把位温度采样值和都变成位参加运算，运算结果取位有效值越限报警和处理计算，温度标度转换。

通常，符合上述功能的温度控制程序由主程序和中断服务程序组成。

主程序主程序应包括本身的初始化初始化等。

流程图如所示。

图可控硅调功器输出功率与通断时间的关系中断服务程序中断服务程序时温度控制系统的主体程序，用于启动转换读入采样数据数字滤波越限温度报警和越限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值转换成显示值并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恢复现场并返回主程序，以等待下次中断。

流程图如图所示。

设定堆栈指针清标志和暂存单元清显示缓冲器区初始化开中断扫描键盘温度显示停止输出清标志中断程序图主程序流程图返回图中断服务流程图子程序采样子程序采样子程序流程图如图所示。

数字滤波子程序数字滤波子程序用于滤去来自控制现场对采样值的干扰。

流程图如图所示。

采样起始地址送，采样次数送选通，启动延时完成所有采样结束图采样子程序流程图返回积分分离控制算法的程序设计算法的表达式为式中调节器的输出信号图数字滤波子程序流程图偏差信号调节器的比例系数调节器的积分时间调节器的微分时间。

在计算机控制中，为实现数字控制，必须对上式进行离散化处理。

用数字形式的差分方程代替连续系统的微分方程。

设系统的采样周期为，在时刻进行采样，式中根据本次采样值所得到的偏差由上次采样所得到的偏差。

将上面的三个式子代入，则有主程序中断服务程序子程序采样子程序数字滤波子程序积分分离控制算法的程序设计