基于单片机at89c51的温度控制系统的设计

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1、基于单片机AT89C51的温度控制系统的设计课题论文背景介绍电子技术的发展，特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么单片机技术的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。　　目前，单片机在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。特别是其中的C51系列的单片机的出现，具有更好的稳定性，更快和更准确的运算精度，推动了工业生产，影响着人们的工作和学习。　　自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类

2、型之一。随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向，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。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，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MCS-51单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态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，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题

3、。　　单片机具有集成度高，处理能力强，可靠性高，系统结构简单，价格低廉的优点，因此被广泛应用。　　温度控制系统则是单片机在工业生产中的一个典型的应用。温度控制系统就是通过单片机的控制，使温度再设定的范围内。　　在现代社会中，温度控制不仅应用在工厂生产方面，其作用也体现到了各个方面，随着人们生活质量的提高，酒店厂房及家庭生活中都会见到温度控制的影子，温度控制将更好的服务于社会。空调等家用电器随着生产技术的发展和生活水平的提高越来越普及，一个简单，稳定的温度控制系统能更好的适应市场。摘要本文以单片机AT89C51为控制核心，温度信号经输

4、入模数转换器ADC0809，转换后的数字量输入到单片机。单片机中采用PID控制法对测量数据和设定数据进行处理，处理后的数据经数模转换DAC0832转换为模拟量，以此来控制全隔离单相交流调压模块，从而控制锅炉水温稳定于设定值。关键词单片机；温度控制系统；PID控制1．引言随着现代化科技的进步，在很多工业控制场合需要非常精确的控制温度的变化，而在日常生活中，水温的智能控制应用也非常广泛，在这种环境下，便提出了智能水温控制系统。本设计以单片机AT89C51为控制核心，用K型热电偶作温度传感器，信号经放大后输入模数转换器ADC0809，转换

5、后的数字量输入到单片机AT89C51中。单片机中采用PID控制算法对测量数据和设定数据进行处理，处理后的数据经数模转换器DAC0832转换为模拟量，以此来控制全隔离单相交流调压模块，从而控制锅炉水温稳定于设定值。2.温度控制系统方案设计采用K型热电偶测量温度，将温度信号放大后通过A/D转换进入单片机，单片机进行数字滤波和PID运算处理后，结果经DAC0832转换为模拟量对全隔离单相交流调压模块进行控制，达到控制电炉水温的目的。系统方案如图1所示。图1系统结构框图3.温度控制系统硬件设计温度控制系统硬件包括：AT89C51单片机最小系

6、统模块、A／D转换模块、D／A转换模块、信号放大电路、温控电路以及其它外围电路。3.1单片机的选择AT89C5l是ATMEL公司采用CM0S工艺生产的低功耗、高性能8位单片机，与MCS-51单片机兼容，其功能特点为：(1)4K字节闪烁存储器(FLASH)，可进行1000次写。(2)静态操作，外接OHZ-24MHZ晶振。(3)三层程序存储器琐。(4)128字节内部数据存储器(RAM)。(5)32跟可编程输入，输出线。(6)两个6位定时／计数器。(7)六个中断源。(8)一个可编程串口。(9)支持低功耗模式和掉电模式。非常适合用作控制系统

7、设计。3.2传感器电路和信号放大电路采用K型热电偶作为温度传感器，它是一种能测量较高温度的廉价热电偶。它的价格便宜，重复性好，产生的热电势大，约为0.041mV/度，因而灵敏度很高，而且它的线性很好。虽然其测量精度略低，但完全能满足工业测温要求，所以它是工业上最常用的热电偶。由于热电偶输出的电压信号频率较低、电压弱，所以选用了一阶有源低通滤波电路。放大电路用同相放大、负反馈方式。3.3模数转换器ADC0809与单片机的接口模数转换器ADC0809是8位逐次比较式A/D转换芯片，具有地址锁存控制的分时采集8路模拟开关，其模拟量输入电压

8、为0～5V，对应的数字量输出为00H-FFH，以及相应的通道抵制锁存用译码电路，其转换时间为100μs左右。温度传感器将温度信号转换为电信号经放大后输入模数转换器ADC0809，转换后的数字量输入到单片机AT89C51中，单片机AT8