电热锅炉温度控器ADMCS单片机.doc

PAGE PAGE 0 摘???? 要： 本文介绍了以MCS-51单片机为核心的温度控制器的设计,在该设计中采用高精度的温度传感器AD590对电热锅炉的温度进行实时精确测量,用超低温漂移高精度运算放大器OP07将温度-电压信号进行放大,再送入12位的AD574A进行A\D转换,从而实现自动检测,实时显示及越限报警。控制部分采用PID算法,实时更新PWM控制输出参数,控制可控硅的通断时间,最终实现对炉温的高精度控制。 关键词：MCS-51单片机；温度；软硬件；硬件原理图；程序框图；设计 目 录 任务 （2） 二、工艺要求 （2） 三、本系统的性能指标 （2） 四、系统组成和总体控制方案 （2） 五、硬件设计 （3） 六、软件设计 （8） 七、程序说明 （16） 八、调试方法及结果分析 （18） 九、对象特性的测量和识别 （21） 十、设计总结 （22） 电热锅炉温度控制器的设计 任务： 用单片机自动控制电热锅炉温度调节系统。 二、工艺要求： 1．系统应有良好的操作性能，为了使用方便和维修，系统控制开关要少。 2．通用性好，便于扩充。 3．系统可靠性要高。 三、本系统的性能指标： 输出功率：20KW 温度设定：键盘 温度显示：4位LED数码管 显示误差：±5°C 控制温度：500℃-1000℃ 四、系统组成和总体控制方案。 系统设计总体框图如下： A.初步选定系统采用单闭环控制。因为所带负载是阻性元件，其线性度比较好，温度变化不太高，但对控制精度有一定的要求。 B.执行机构采用三相电热丝，我们用控制电流的变化来控制温度的变化。 C.计算机部分起巡回检测、闭环调节和计算推理的作用。 五、硬件设计： MCS-51 电源引脚Vcc和Vss： Vcc，电源端，接＋5V；Vss，接地端。 时钟电路引脚：XTAL1：接外部晶振和微调电容的一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输入，若使用外部TTL时钟时，该引脚必须接地。 XTAL2：接外部晶振和微调电容的另一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输出，若使用外部TTL时钟时，该引脚为外部时钟的输入端。 地址锁存允许ALE ：系统扩展时，ALE用于控制地址锁存器锁存P0口输出的低8位地址，从而实现数据与低位地址的复用 外部程序存储器读选通信号/PSEN：是读外部程序存储器的选通信号，低电平有效。 程序存储器地址允许输入端/EA ：当为高电平时，CPU执行片内程序存储器指令，但当PC中的值超过0FFFH时，将自动转向执行片外程序存储器指令。当为低电平时，CPU只执行片外程序存储器指令。 复位信号RST ：该信号高电平有效，在输入端保持两个机器周期的高电平后，就可以完成。 输入/输出口引脚P0、P1、P2和P3： P0口（P0.0～P0.7）：该端口为漏极开路的8位双向口，负载能力为8个LSTTL负载，它是8位地址线和8位数据线的复用端口。 P1口（P1.0～P1.7）：它是一个内部带上拉电阻的8位准双向I/O口，P1口的驱动能力为4个LSTTL负载。 P2口（P2.0～P2.7）：同P1口。在访问外部程序存储器时，它作存储器的高8位地址线。 P3口（P3.0～P3.7）：P3口同样是内部带上拉电阻的8位准双向I/O口，P3口除了作为一般的I/O口使用之外，还具有其它特殊功能。 2、铂热电阻： 铂热电阻是电阻体采用铂金属、具有正的温度系数的一种电阻，广泛用作稳定温度系数的电阻以及温度传感器。铂热电阻的端子有不同的联结方式，如图（1）既2线式，3线式和4线式。它虽是一种阻值随温度改变的温度传感器，但实际上使用时要把引线电阻记算在内。因此2线式适用于传感器在印制板上。 图（1） （a）2接线 （b）3接线 （c）4接线 测量铂热电阻的阻值大致有二种方法即恒压法和恒流法。 恒压法就是加在铂热电阻两端电压保持恒定，测量电流变