PDF《MCS - 51 单片机炉温控制设计方法》

MCS -

51 单片机炉温控制设计方法 许丽佳(北京工业大学 , 北京 100022) 摘要:介绍了用单片机进行炉温控制系统的基本组成、工作原理、程序设计和系统的抗干扰 措施.

该系统可对电炉温度控制 , 工作稳定可靠 , 实现控制精度的要求. 关键词 : 温度控制 ;

单片机 ;

PID 调节 中图分类号 :TP368 文献标识码 :B 文章编号 :1009 ― 2552(2002)

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51 Single Chip Microcomputer Controlled Design to Electric Cooker'

s Temperature XuLijia ( Beijing Polytechnic University , Beijing

100022 , China) Abstract: The article introduce a new electric cooker'

s temperature controlled system. It has also told the system'

s basic construct , working - principles and procedure'

s design , including it'

s measures to eliminate disturbs. This system has been testified , it works steady and reliable , it'

s precision has also been reached. Keywords : Temperature control ;

Single chip microcomputer ;

PID control

0 引言 温度是工业对象中主要的被控参数之一 ,在工 业中广泛使用的各种加热炉的温度 ,对工件的质量 有着非常大的影响 ,因而对电炉的温度有严格的控 制.笔者针对电阻炉的温度控制提出一种较为实用 的控制方案.

1 系统的组成及基本原理 系统的原理图如图

1 所示. 图1炉温控制系统结构原理图 其工作原理是这样的 :单片机定时对炉温进行 收稿日期 :2002 ―

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28 作者简介 :许丽佳 ,女,1973 年出生 ,现就读于北京工业大学 ,硕士 , 研究方向为模式识别与智能系统. 检测 ,经AΠ D 转换后得到相应的数字量 ,送到计算 机 ,计算机依据给定的控制规则算法进行判断和运 算 ,得到应有的控制量去控制加热系统 ,从而实现对 温度的控制.选用 MCS -

51 单片机实现.技术指 标:(1) 控制温度可设定 ;

(2) 精度为 ± 5° ;

(3) 实时显 示被测温度 ;

(4) 故障报警 ;

(5) 保留和 PC 机的接 口.在设计时还应注意控制精度、 超调量等指标以 决定控制规律的选取.

2 硬件电路的设计 本系统既要显示、 报警、 键盘输入 ,又要进行控 制 ,故选用

8155 来扩展接口 ,通过

8155 的输出端口 经一定的驱动电路连接 LED 数码管静态显示系统 的实际温度值. 温度控制电路采用双向可控硅调功方式.双向 可控硅串在交流电源和加热电路中 ,在给定周期里 改变可控硅开关的接通时间 ,就能通过改变加热功 率而实现温度调节 ,而该给定周期由 PID 运算子程 序根据炉温偏差值计算出 ,故单片机只要能输出能 控制可控硅通电时间的脉冲即可 ,可用一条 IΠ O 线,通过程序输出控制脉冲. 本系统主要由

8031、 74LS

373、 EPROM2764(8K* ・

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2002 年第

11 期信息技术?1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 8) 组成最小系统 ,外接

8155 (256 * 8) 可编程 IΠ O 口. 其256B 再加

8031 内部 128B 的RAM ,即可满足对 AΠ D 转换器的数据处理的需要 ,无须扩展专门的 RAM 芯片.通过 8155B 口,8031 接受来自 AΠ D 转换器的 BCD 输出信号 ,经8031 处理后的数据经 8155IΠ O 口 驱动共阴极的八段数码显示管 LED.8155IΠ O 口的 选通信号及地址由

8031 提供.在设计中

8031 的P2.

7 经反相后接

8155 的片选端 CE ,P2.

6 接8155 的IΠ O 与RAM 选择端 IΠ M ,P0 口作为数据总线与