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1、可实现的基于MCS_51单片机的恒温控制系统的设计《自动化技术与应用》2008年第27卷第10期经验交流..TechnicalCommunications可实现的基于MCS-51单片机的恒温控制系统的设计关平1,刘红2,林强3（1.黑龙江大学信息科学与技术学院,黑龙江哈尔滨,150080;2.黑龙江大学电子工程学院,黑龙江省哈尔滨,1500803.黑龙江大学体育部资料室,黑龙江哈尔滨,150080）摘要:本设计以MCS-51单片机为控制内核,运用典型的偏差控制方法——PID算法,实现设定值与采样值间的PID运算,来控制可控硅的通断时
2、间,完成温度的自动调节。此系统基本上达到恒温的设计要求,具有偏差小,系统稳定的优点。关键词:单片机;温控;A/D转换;PID算法中图分类号:TP464文献标识码:B文章编号:1003-7241(2008)10-0108-03AnEmbeddedFaultArcProtectingandMonitoringSystemGUANPing1,LIUHong2,LINQiang3(1.HeilongjiangUniversity,CollegeofInformationScienceandTechnology,Harbin150080Chi
3、na;2.HeilongjiangUniversity,CollegeofElectronicEngineering,Harbin150080China;3.HeilongjiangUniversity,DepartmentofPhysicalEducation,Harbin150080China)Abstract:ThispaperpresentsthedesignofatemperaturecontrolsystembasedonMCS-51.TheSCRiscontrolledbyaPIDalgorithm.Thehardwa
4、reofthesystemisalsopresented.Keywords:SCM;tempraturecontrol;A/Dconverter;PIDalgorithm引言在实际生产过程中,对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度都需监测和控制,从而保证生产过程的顺利进行[4]。选择单片机来控制温度不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控对象的技术指标,从而大大提高产品的品质和数量。以单片机为控制核心的温控系统,具有非常理想的控制效果,在实际生产过程中得到了广泛应用。本系统的整体设计思想是:采用模拟温度传
5、感器对加热杯的温度进行采样,通过放大电路变换为0～5V的电压信号,经过A/D转换,保存在采样值单元;利用键盘输入设定温度,经温度标度转换转化成二进制数,保存在片内设定值单元;然后调显示子程序,多次显示设定温度和采样温度,再把采样值与设定值进行PID运算得出控制量,用其去调节可控硅触发端的通断,实现对电阻丝加热时间的控制,以此来调节水温使其基本保持恒定。主要性能指标如下:（1）温度设定范围:35～..85OC,最小区分度为1OC;（2）控制精度:温度控制的静态误差≤1OC;（3）用键盘对设定值进行修改,并送数码管显示,显示范围0～99
6、OC。（4）数码显示实际水温,显示范围0～99OC。..2硬件开发本设计是一个典型的检测、控制型应用系统,完成从水温检测、信号处理、输入、运算到输出控制电阻丝加热功率以实现水温控制的全过程。单片机的使用为实现水温的智能化控制以及提供完善的人机交互界面提供了可能。所以本设计将采用以单片机为核心的直收稿日期:2008-08-13108
7、TechniquesofAutomation&Applications经验交流..《自动化技术与应用》2008年第27卷第10期TechnicalCommunications接数字控制系统（DDC）..[
8、1]。系统由4个主要的功能模块组成。它们分别是:传感与放大,A/D转换,键盘与显示和功率驱动。这四个模块相互协调工作,完成预设的系统功能。系统的总体框图如图1所示。..图1单片机恒温控制系统总体框图2.1单片机基本系统单片机系统是整个控制系统的核心,它完成整个系统的信息处理及协调控制功能。由于系统对控制速度、精度及功能要求都无特别之处,因此可以选用目前广泛使用的MCS-51系列单片机89C52[5]。..图2单片机基本系统2.2前向通道前向通道是信息采集的通道,主要包括传感器、信号放大、A/D转换等电路。按设计要求,水温控制静态误差
9、应≤1OC,水温给定范围为35～85OC,而水温的检测范围应适当大于此范围,设为30～90OC,则系统的控制总误差应不大于1/（90-30）..′100%=1.67%。分配到前向通道的信号采集总误差应不大于系统总误差的1/2,即精度应
