基于MCS-51单片机温度控制系统设计方案.doc

数理与信息工程学院《单片机原理及应用》期末课程设计——MCS-51单片机温度控制系统 PAGE PAGE 17 《单片机原理及应用》期末课程设计——MCS-51单片机温度控制系统 《单片机原理及应用》期末课程设计 题 目： MCS-51单片机温度控制系统 专 业： 计算机科学与技术 目 录 第1节 引 言 ……………………………………………………………………… 3 第2节 系统主要硬件电路设计 ………………………………………………… 4 2.1 温度检测和变速器 ……………………………………………………… 4 2.2 接口电路 ………………………………………………………………… 4 2.3 温度控制电路 …………………………………………………………… 6 第3节 温度控制的算法和程序框图 …………………………………………… 7 3.1 温度控制算法 …………………………………………………………… 7 3.1.1 PID算法 …………………………………………………………… 7 3.1.2 PID计算程序流程图 ……………………………………………… 7 3.2 温度控制程序框图 ……………………………………………………… 8 3.2.1主程序框图 ………………………………………………………… 8 3.2.2中断服务程序框图 …………………………………………………… 9 3.2.3主要子服务程序框图 …………………………………………………11 3.3 其他控制算法 ………………………………………………………………11 3.4部分程序 ………………………………………………………………………11 3.4.1 LED数码管显示程序 …………………………………………………11 3.4.2 8031的主程序 …………………………………………………………12 3.4.3 复位设置 ………………………………………………………………13 3.4.4 8155的主程序 …………………………………………………………13 第4节 系统调试与测试结果分析…………………………………………………… 14 4.1 软件调试 …………………………………………………………………… 14 4.2 硬件调试 …………………………………………………………………… 14 4.3 硬软件联调试 ……………………………………………………………… 14 结束语……………………………………………………………………………………16 参考文献 ……………………………………………………………………………… 17 MCS-51单片机温度控制系统 第一节 引言 在现代化的工业生产中，自动控制系统有着极其广泛的应用，温度控制就是控制系统中最为常见的类型之一。 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。我们利用温度控制的设计来更好的为我们的生活工作所服务，提高我们的生活质量。而且，随着单片机行业的迅速法杖，将有越来越完美的温度控制仪出现，此次我研究的课题也存在一些不足之处，通过这次研究以达到学习应用MCS-51单片机的目的。 第二节 系统主要硬件电路设计 以热电偶为检测元件的单片机温度控制系统电路原理图如图1-1所示。 图1-1 温控系统电路原理图 2.1 温度检测和变送器 温度检测元件和变送器的类型选择与被控温度的范围和精度等级有关。镍铬/镍铝热电偶适用于0℃-1000℃的温度检测范围，相应输出电压为0mV-41.32mV。??? 变送器由毫伏变送器和电流/电压变送器组成：毫伏变送器用于把热电偶输出的0mV-41.32mV变换成4mA-20mA的电流；电流/电压变送器用于把毫伏变送器输出的4mA-20mA电流变换成0-5V的电压。??? 为了提高测量精度，变送器可以进行零点迁移。例如：若温度测量范围为500℃-1000℃，则热电偶输出为20.6mV-41.32mV，毫伏变送器零点迁移后输出4mA-20mA范围电流。这样，采用8位A/D转换器就可使量化温度达到1.96℃以内。 2.2