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基于80C51的温度控制设计班级：自动化3班姓名：胡晓露学号：12006210338基于80C51的温度控制系统设计摘要：随着国民经济的发展，人们越来越需要对温度进行监测和控制。用单片机来对他们控制不仅具有控制方便，简单和灵活性大等优点。本文基于80c51方法来实现控制。文中还介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测电路、温度控制电路、PC与单片机串口通讯电路和一些接口电路。关键字：温度控制；80c51；硬件正文：一：设计原理单片机主要应用于工业控制领域，用来实现对信号的检测、数据的采集以及对应用对象的控制。它具有体积小、重量轻、价格低、可靠性高、耗电少和灵活机动等许多优点，单片微型计算机(简称单片机)是微型计算机的一个重要分支，也是一种非常活跃和颇具生命力的机种，特别适合用于智能控制系统。单片机温度控制系统是数控系统的一个简单应用。在冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各类工业中，广泛使用着加热炉、热处理炉、反应炉等，因此，温度是工业对象中一个主要的被控参数。由于炉子的种类不同，因而所使用的燃料和加热方法也不同，例如煤气、天然气、油、电等;由于工艺不同，所需要的温度高低不同，因而所采用的测温元件和测温方法也不同;产品工艺不同，控制温度的精度也不同，因而对数据采集的精度和所采用的控制算法也不同。单片微型计算机的功能不断的增强，为先进的控制算法提供的载体，许多高性能的新型机种应运而生。本系统所使用的加热炉为电加热炉，炉丝功率为2kw，系统要求炉膛恒温，误差为士VC,超调量可能小，温度上升较快且有良好的稳定性.单片机温度控制系统是以80c51单片机为控制核心，辅以温度采集电路、温度设定键、2位LED温度显示电路、主电路及其驱动电路等部分组成,采用bang-bang控制策略进行温度控制。其系统结构框图可表示为:系统采用单闭环形式，其基本控制原理为:将温度设定值(即输入控制量)和温度反馈值同时送入控制电路部分，然后经过调节器运算得到输出控制量，输出控制量控制驱动电路得到控制电压施加到被控对象上，电炉因此达到一定的温度。在系统中，利用温度采集电路测得电炉实际温度并转换成电阻值，然后经过温度采集电路转化为电压信号。该电压信号经过ADC0809转换成与炉温相对应的数字信号进入单片机，单片机进行数据处理后，通过液晶显示器显示温度，同时将温度与设定温度比较，根据设定计算出控制量，根据控制量通过控制继电器的导通和关闭从而控制电阻丝的导通时间，以实现对炉温的控制。二:系统硬件电路设计(1)80C51单片机80C51单片机具有高密度、高速度、低功耗的特点，电平既与TTL电平兼容又与CMOS电平兼容。基本组成：8位CPU，含布尔处理器;时钟电路、总线控制;4k字节的程序存储器;128字节的数据存储器;特殊功能寄存器SFR;4个并行;I/O口;2个16位定时/计数器;1个双全工异步串行口;中断系统（5个中断源、2个优先级）(2)主电路及其驱动电路MOC3061为光电双向可控硅驱动器，由美国摩托罗拉公司推出，该器件大大加强了静态能力保证了电感负载的稳定的开关性能，由于输入输出采用光电隔离，绝缘电压高达7500v参数数值单位红外发光二极管反向电压6V正向连续电流60mA总功耗120mW输出驱动截止状态端电压600V峰值重复浪涌电流1A总功耗150mW整个器件绝缘电压7500V总功耗250mW结温范围-40—+100工作环境温度范围-40—+85贮存温度-40—+150焊接温度260表一moc3061极限参数MOC3061的端口1与单片机P2.0口连接，以实现电炉的加热或保温主电路(3)温度采集电路：恒流源LM317，热敏电阻PT100，运算放大器ADC0809,ADC0809数模转换器。ADC0809具有三态锁存器，数据总线直接与单片机数据总线连接。单片机的第8位地址子信号在ALE作用下锁存在74LS373中，其低3位分别加到ADC0809的通道选择端A、B、C，作为选通编码。选择IN0作为模拟输入转换，地址为7FF8H，通过P2.6引脚查询转换状态。恒定电流流经热敏电阻后产生与电阻值对应变化的电压，经过电压跟随器后经运算放大器放大后输出0—+5V电压。运算放大后的电压经过模数转换后进入单片机进行处理，实现对实际温度的检测从而根据检测结果进行温度调节。(4)2位LED温度显示使用两位LED显示器显示电炉当前温度值，实现直观的对温度掌握。(5)按键设定设计两个按键以实现对温度的设定，按键一加1，按键二减1，分别接入~INT0口与INT1口，通过中断方式实现温度设定三：系统软件编程（流程图）1.主流程图图主流程图2按键显示流程图键盘输入及目标温度设置开始系统初始化设置温度测量与显示温度等于下限温度?温度等于上限温度?bang-bang控制温度加热全速加热等于目标温度YN停止加热YN温度测定并显示结束YN四：总结电阻炉在我们的日常生活，工业生产当中有着相当广泛的应用该方案具有节约接口资源，CPU利用率高，执行速度快，简单易行等特点，具有推广价值。但基于系统本身及器件转换中存在误差的缺点，该设计还需进一步提高控制精度，减小误差，从而提高系统的整体性能。通过有关电阻炉的温度控制电路的设计，使我明白课程设计对培养自己思维能力、动手能力有很大帮助。整个课设的过程经历的时间虽然不是很长，但是当我真正去投入创作的时候，感觉到很充实，很满足。重要的是，通过这次课设所学到的知识，不仅是对理论的一次充实，还是对自己整个知识面的一次审视。这短短一个星期时间的经验，将会潜移默化的对以后的学习生活，甚至在工作中有深远的指导意义。另外，个人的能力毕竟是有限的，非常感谢同学及老师对我的建议和帮助。网络也是一个相当有用的平台，有效合理地利用网络资源将是对自己的又一个极大的帮助。五：程序ORG0000HAJMPMAINORG0013HLJMPIN1ORG0030HMAIN：MOVSP，#60HMOVP1，#0FHSETBP1.4SETBEASETBEX1MOV5AH，#0MOV5BH，#2MOV5CH，#5MOV5DH，#0MOV28H，#0MOVTCON，#05HMOV29H，#01HMOV35H，#10MOV37H，#10LOOP：MOVA，35HCJNEA#1，NEXTLJMPN1NEXTLCALL，ADMOVR2，#0MOVR3，40HLCALLQ1MOV3AH，R2MOV3BH，R3LCALLBJLCALLDIRLCALLTIMLJMPLOOPNILCALLSDN4MOVA，35HCJNEA#2，N2MOVA，R4ADDA，#1MOV52H，ACLRCMOVA，R4SUBBA，#1MOV53H，AMOVA，31HMOV5AH，AMOVA，32HMOV5BH，AMOVA，33HMOV5CH，AMOVA，34HMOV5DH，ARETIN1PUSHPSWPUSHACCCLREX1MOVA，P1RRCAJCM1MOV35H，#1LJMPTTM1RRCAJCM2MOV35H，#2MOVA，28HSETBACC.0MOV28H，ALJMPTTM2RRC，AJCM3MOV35H，#3MOVA，28HSETBACC.0MOV28H，ALJMPTTM3RRCAJCTTMOV35H，#4TTNOPPOPACCPOPPSWSETBEX1RETIAD1:MOVA，37HANLA，#0FHORLA，#30HMOVR1,AMOVA，@R1INCAMOVB，#10DIVABMOVA，BMOV@R1，ARETIDB:MOV30H，#0MOVR0,#30HMOVR2,#3MOVR3,#0MOVA,@R0MOVR4,ALP:MOVA,R4MOVB,#10MULABMOVR4,AMOVA,#10XCHA,BXCHA,R3MULABADDA,R3XCHA,R4INCR0ADDA,@R0XCHA,R4ADDCA,#0MOVR3,ADJNZR2,LPRETBJ:MOV30H,#0MOVA,40HCLRCSUBBA,52HJCXXSETBP1.4RETXX:MOVA,40HCLRCSUBBA,53HJNCWWCLRP1.4WW:RETQ1:MOVDPTR,#TABLEMOVA,R3CLRCRLCAMOVR3,AXCHA,R2RLCAXCHA,R2ADDA,DPLMOVDPL,AMOVA,DPHADDCA,R2MOVDPH,ACLRAMOVCA,@A+DPTRMOVR2,ACLRAINCDPTRMOVCA,@A+DPTRMOVR3,ARETTABLE:DW000045051056062066DW070,074,081,086,092DW098,100,105,110,116DW121,124,130,135,138DW142,146,151,154,160DW165,168,170,175,178DW180,184,190,193,195DW208,214,220,224,229DW232,238,242,250,255DW260,264,271,275,280DW284,292,294,295,300DW306,311,316,321,325DW330,334,338,343,347DW350,355,360,362,364DW366,368,370,375,376DW378,379,380,382,384DW385,387,388,389,390DW392,395,396,399,400DW402,403,405,406,408DW410,412,414,416,418DW419,420,422,423,425DW427,428,430,432,436DW438,439,440,442,444DW445,446,449,450,452DW438,440,442,446,448DW450,452,453,455,456DW458,461,463,465,468DW468,470,472,475,478DW480,480,482,485,485DW488,490,491,493,495DW498,500,500,501,504DW505,508,510,512,515DW518,518,522,524,528DW532,536,540,540,545DW548,549,551,554,556DW559,560,562,565,568DW570,572,573,575,578DW580,583,585,588,590DW595,596,598,600,602DW608,610,610,612,615DW620,623,625,628,630DW632,635,640,642,645DW648,650,652,655,658DW660,664,665,668,672DW675,677,680,685,688DW690,695,700,705,710DW712,715,718,720,725DW769,773,775,780,782DW810,815,818,820NDIV1MOVA,R3CLRCSUBBA,R7MOVA,R2SUBBA,R6JNCNDVE1MOVB,#16NDVL1:CLRCMOVA,R5RLCAMOVR5,AMOVA,R4RLCAMOVR4,AMOVA,R3RLCAMOVR3,AXCHA,R2RLCAXCHA,R2MOVF0,CCLRCSUBBA,R7MOVR1,AMOVA,R2SUBBA,R6JBF0,NDVM1JCNDVD1NDVM1:MOVR2,AMOVA,R1MOVR3,AINCR5NDVD1:DJNZB,NDVL1CLRF0RETNDVE1:SETBF0RET