TOP21【毕业设计】单片机闭环温度控制系统毕业设计.doc文档免费在线阅读

超低温漂移高精度运算放大器将温度电压信号进行放大，便于进行转换，输入计算机作进步的处理，以提高温度采集电路的可靠性。

模拟电路硬件部分见图。

电控制执行电路的设计该部分电路是利用单片机对温度器作实时控制，由输出来控制电炉或风扇，电炉可以近过译码器扩展键盘位显示器。

由译码器对译出键扫描线，由另译码器译出显示器的位扫描线，并采用了编码扫描方式。

图为键盘及显示设计电路图键盘采用软件查询和外部中断相结合的方法来设计，低电平有效。

图中按键，的功能定义如表所示。

按键与相连，采用外部中断方式，并且优先级定为最高按键和平共处分别与开的时间。

如果采样温度小于设定温度，则单片机的脚输出高电平，内部导通，双向可控硅控制端端出现同步触发脉冲，控制可控硅导通，接通加热器使温度升高温度升高到设定值时，单片机的脚自动输出低电平，样温度通过串行通讯送给计算机。

将采样温度与设定温度进行比较，如果≠，则按照设计好的算法对偏差采样温度设定温度进行运算处理，得到个调节量。

这里的调节量实际上对应着加热源打开或断本系统的任务是对水的温度进行实时检测和控制，单片机定时对温度进行检测，通过温度传感器把温度值转换成微弱的电压信号，该电压经放大器放大后通过转换得到相应的数字量，再经数字滤波和查表程序得到当前的采出模块单片机系统计算机数据采集电路键盘显示电路温度检测电路光电隔离电路转换接口电路控制执行电路以及掉电保护电路。

硬件结构框图如图所示。

型单片单板机图温度控制系统原理硬件结构框图向可控硅驱动电路。

它内部集成了发光二极管双向可控和过零触发电路等器件。

它们的逻辑关系图如图所示。

水温控制硬件原理图系统组成图从功能模块上来分有主机电路本系统以单片机为检测控制中心输入模块输模块计算机显示与控制模块和输出控制模块。

输入模块主要完成对温度信号的采集和转换工作，由温度传感器及其与单片机的接口部分组成。

输出模块由可控硅和可控硅驱动器组成。

芯片是种集成的带有光耦合的双许多缺点，用单片机进行温度控制使构成的系统灵活，可靠性高，并可用软件对传感器信号进行抗干拢滤波和非线性补偿处理，可大大提高控制质量和自动化水平总的来说本系统由四大模块组成，它们是输入模块单片机系统值按键控制设置复位键功能转换键加键减键越限报警。

第章硬件电路设计在温度控制中，经常采用是硬件电路主要有两大部分组成模拟部分和数字部分，对这两部分调节仪表进行调节，但都存在着制算法新颖，控制精度高，有较强的通用性。

所设计的控制系统有以下功能温度控制设定范围为，最小区分度为，标定温差，静态误差实现控制可以升温也可以降温实时显示当前温度系统是非常有价值的。

根据温度变化慢，并且控制精度不易掌握的特点，本文设计了以单片机为检测控制中心的水温自动控制系统。

温度控制采用改进的数字控制算法，显示采用位静态显示。

该设计结构简单，控领域成为可能，单片机在温度控制中的应用更具有其他控制手段无法比拟的优越性。

温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量，因而设计种较为理想的温度控制复杂及多样性，在有些情况下未能获得满意的控制精度。

微型计算机，特别是单片微助计算机的应用，使各种工业控制都发生了巨大的变化，由于单片机成本低功能强抗干扰性能好，从而使计算机控制应用于工业生产及各种结构简单，易于实现。

但是在控制精度要求较高时，单纯地采用开环控制往往达不到满意的控制效果，所以此时必须采用闭环控制方式，常规采用模拟量的调节方式。

尽管这种方法已经被人们广泛采用，但是由于控制对象的度查表程序运算控制模块标度转换子程序算法子程序总结和结束语附件参考文献前言在现代工农业生产反科学实验中常常需要对温度进行控制和调节。

在控制精度要求不高的情况下，人们往往采用开环控制，这种控制方式键盘及显示的设计温度检测电路设计转换接口电路设计光电隔离电路设计掉电保护电路的设计时钟电路第二章系统软件设计主程序模块功能实现模块中断子程序键盘中断子程序中断子程序采样子程序数字滤波子程序温目录摘要前言第章硬件电路设计主机电路的设计通道的硬件电路的设计数据采集电路的设计电控制执行电路的设计目录摘要前言第章硬件电路设计主机电路的设计通道的硬件电路的设计数据采集电路的设计电控制执行电路的设计键盘及显示的设计温度检测电路设计转换接口电路设计光电隔离电路设计掉电保护电路的设计时钟电路第二章系统软件设计主程序模块功能实现模块中断子程序键盘中断子程序中断子程序采样子程序数字滤波子程序温度查表程序运算控制模块标度转换子程序算法子程序总结和结束语附件参考文献前言在现代工农业生产反科学实验中常常需要对温度进行控制和调节。

在控制精度要求不高的情况下，人们往往采用开环控制，这种控制方式结构简单，易于实现。

但是在控制精度要求较高时，单纯地采用开环控制往往达不到满意的控制效果，所以此时必须采用闭环控制方式，常规采用模拟量的调节方式。

尽管这种方法已经被人们广泛采用，但是由于控制对象的复杂及多样性，在有些情况下未能获得满意的控制精度。

微型计算机，特别是单片微助计算机的应用，使各种工业控制都发生了巨大的变化，由于单片机成本低功能强抗干扰性能好，从而使计算机控制应用于工业生产及各种领域成为可能，单片机在温度控制中的应用更具有其他控制手段无法比拟的优越性。

温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量，因而设计种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。

根据温度变化慢，并且控制精度不易掌握的特点，本文设计了以单片机为检测控制中心的水温自动控制系统。

温度控制采用改进的数字控制算法，显示采用位静态显示。

该设计结构简单，控制算法新颖，控制精度高，有较强的通用性。

所设计的控制系统有以下功能温度控制设定范围为，最小区分度为，标定温差，静态误差实现控制可以升温也可以降温实时显示当前温度值按键控制设置复位键功能转换键加键减键越限报警。

第章硬件电路设计在温度控制中，经常采用是硬件电路主要有两大部分组成模拟部分和数字部分，对这两部分调节仪表进行调节，但都存在着许多缺点，用单片机进行温度控制使构成的系统灵活，可靠性高，并可用软件对传感器信号进行抗干拢滤波和非线性补偿处理，可大大提高控制质量和自动化水平总的来说本系统由四大模块组成，它们是输入模块单片机系统模块计算机显示与控制模块和输出控制模块。

输入模块主要完成对温度信号的采集和转换工作，由温度传感器及其与单片机的接口部分组成。

输出模块由可控硅和可控硅驱动器组成。

芯片是种集成的带有光耦合的双向可控硅驱动电路。

它内部集成了发光二极管双向可控和过零触发电路等器件。

它们的逻辑关系图如图所示。

水温控制硬件原理图系统组成图从功能模块上来分有主机电路本系统以单片机为检测控制中心输入模块输出模块单片机系统计算机数据采集电路键盘显示电路温度检测电路光电隔离电路转换接口电路控制执行电路以及掉电保护电路。

硬件结构框图如图所示。

型单片单板机图温度控制系统原理硬件结构框图本系统的任务是对水的温度进行实时检测和控制，单片机定时对温度进行检测，通过温度传感器把温度值转换成微弱的电压信号，该电压经放大器放大后通过转换得到相应的数字量，再经数字滤波和查表程序得到当前的采样温度通过串行通讯送给计算机。

将采样温度与设定温度进行比较，如果≠，则按照设计好的算法对偏差采样温度设定温度进行运算处理，得到个调节量。

这里的调节量实际上对应着加热源打开或断开的时间。

如果采样温度小于设定温度，则单片机的脚输出高电平，内部导通，双向可控硅控制端端出现同步触发脉冲，控制可控硅导通，接通加热器使温度升高温度升高到设定值时，单片机的脚自动输出低电平，内部截止，双向可控硅断开，关闭加热器，如果采样温度大于设定温度，则单片机的脚输出高电平，接通冷却器或风扇使温度降低，直到两者的温度相同后，再让单片机的脚输出低电平，关闭冷却器或风扇，从而使系统的温度保持在所要求的温度值上，达到温度控制的目的。

温度控制范围，控制精度主机电路的设计主机选用公司的系列单片机来实现，利用单片机软件编程灵活自由度大的特点，力求用软件完善各种控制算法和逻辑控制。

本系统选用的芯片时钟可达，运算速度快，控制功能完善。

其内部具有字节，而且内部含有的不需要外扩展存储器，可使系统整体结构更为简单实用。

通道的硬件电路的设计就本系统来说，需要实时采集水温数据，然后经过转换为数字信号，送入单片机中的特定单元，然后部分送去显示另部分与设定值进行比较，通过算法得到控制量并经由单片机输出去控制电炉加热或风扇降温。

数据采集电路的设计数据采集电路主要由，组成。

考虑到温度信号为低电平缓变信号，对转换速度要求不高，为此，选用实效价廉的，而且，还可以根据需要扩展测量路温度信号。

为了达到测量高精度的要求，选用温度传感器，具有较高精度和重复性重复性优于，其良好的非线形可以保证优于的测量精度，利用其重复性较好的特点，通过非线形补偿，可以达到测量精度。

超低温漂移高精度运算放大器将温度电压信号进行放大，便于进行转换，输入计算机作进步的处理，以提高温度采集电路的可靠性。

模拟电路硬件部分见图。

电控制执行电路的设计该部分电路是利用单片机对温度器作实时控制，由输出来控制电炉或风扇，电炉可以近过译码器扩展键盘位显示器。

由译码器对译出键扫描线，由另译码器译出显示器的位扫描线，并采用了编码扫描方式。

图为键盘及显示设计电路图键盘采用软件查询和外部中断相结合的方法来设计，低电平有效。

图中按键，的功能定义如表所示。

按键与相