PDF《基于 MCS- 51 温度控制器的设计》

2006年12 月December

2006 第24 卷第6期Vol.

24 No.6 龙岩学院学报 Journal of Longyan University 基于 MCS-

51 温度控制器的设计 李伙友 (厦门大学信息科学与技术学院 福建厦门 361000;

龙岩学院数学与计算机科学学院 福建龙岩 364000) 摘要: 基于 MCS-

51 单片机, 设计了温度控制器及其管理软件. 关键词: MCS-

51 单片机;

控制;

温度 中图分类号: TP273+5 文献标识码: A 文章编号: 1673- 4629(2006)06- 0016-

03 收稿日期: 2006―06―09 作者简介: 李伙友(1969― ) , 男, 福建光泽人, 龙岩学院讲师, 厦门大学在读硕士研究生, 主要研究方向: 计算机网络应用和 控制工程应用.

1 引言 在自动控制领域中, 常用单片机进行实时控制和数据 处理, 而被控的参量通常是一些连续变化的物理量, 即模拟 量, 如: 温度、 速度等.但单片机只能加工和处理数字量, 因 此在单片机应用中凡真遇到有模拟量时就要进行模拟量向 数字量的转换.把单片机应用于温度控制中, 采用单片机做 主控单元, 无触点控制, 可完成对温度的采集和控制的要 求.可以应用到电子仪表、家用电器和节能装置等诸多领 域, 使产品小型化、 智能化.

2 MCS-

51 单片机用于温度控制的设计 2.1 温度控制系统的功能设计 温度控制系统的功能主要有数据采集、 数据处理、 输出 控制.能对 0~ 100℃范围内的各种电温度进行精密测量, 同时, 四位 LED 显示器直接跟踪显示被控对象的温度值, 准确 度高, 显示清晰, 稳定可靠, 使用方便. 温度控制系统的原理框图如图

1 所示.数据采集部分 能完成对被测信号的采样, 显示分辨率 0.1℃, 测量精度 0.1℃, 控制精度 0.1℃, 可以实现采集信号的放大及 A/D 转换, 并自动进行零漂校正, 同时按设定值、 所测温度值、 温度 变化速率, 自动进行 FID 参数自整定和运算, 并输出 0~ 10mA 控制电流, 配以主回路实现温度的控制.数据处理分 为预处理、 功能性处理、 抗干扰等子功能.输出控制部分主 要是数码管显示控制. 图1温度控制系统的原理框图 2.1.1 温度传感器 温度传感器的类型选择与被控温度的范围和精度等级 有关. 理论和实践都已证明,在0~ +150℃的范围内,二极管的 测温精度可达±

0 1℃.对于普通的硅二极管 IN4148 而言,具 有约- 2.1mV/℃的温度系数,当2个IN4148 串接时,总的正向 压降与温度的关系约为- 4.2mV/℃. 2.1.2 接口电路 接口电路采用 MCS-

51 系列的 8031, 外围扩展并行接 口8155, 程序存储器 EPROM2764, 模数转换器 ADC0809 等 芯片.

8155 用作键盘/LED 显示器接口电路.8155 中键盘有

30 个按键, 分成六行五列, 只要按下某键, 相应的行线和列 线才会接通.为了减少硬件开销, 提高系统可靠性和降低成 本, 采用动态扫描显示.A 口和所有 LED 的八段引线相连, 各LED 的控制端和 C 口相连, 故A口为字形口, C 口为字 位口,

8031 可以通过 C 口控制 LED 是否点亮, 然后通过 A 口显示字符.[1]

2764 是8KEPROM 型器件.8031 的PSEN 和2764 的OE 相连,P2.5 和CE 相连,所以2764 的地址为0000H- 1FFFH.ADC0809 的0通道和温度传感器的输出端相连, 所 以从通道

0 上输入的 0V- ± 5V 范围的模拟电压经 A/D 转换 后可由

8031 通过程序从 P0 口输入到它的内部 RAM 单元, 在P2.2=0 和WR=0 时,

8031 可使 ALE 和START 变为高电 平而启动 ADC0809 工作;