单片机温度控制系统的设计与实现

论文编号:DZXX289 论文字数:21034,页数:56

摘要：本文主要从硬件和软件两方面介绍了MCS-51单片机温度控制系统的设计思路，简单说明如何实现对温度的控制，并对硬件原理图和程序框图作了简洁的描述。还介绍了在单片机温度控制系统的软硬件设计中的一些主要技术关键环节,该系统主要以8031单片机为核心,由温度检测电路,模/数转换电路, 过零检测电路, 报警与指示电路, 光电隔离与功率放大电路等构成。

但用AT89C51单片机设计的温度检测电路是本次设计的主要内容，是整个单片机温度控制系统设计中不可缺少的一部分，该系统对温度进行了实时采集与检测。本设计介绍的单片机温度自动控制系统的主要内容包括：系统方案、元器件选择、系统理论分析、硬件设计、软件设计、系统调试及主要技术性能参数。

关键词：单片机；温度传感器；温度检测；温度控制；PID算法

Abstract：The design of single-chip’s temperature control system is introduced from hardware and software, and simply explains how to actualize the temperature control. The hardware principle and software case fig are described. Some important techniques in a design scheme of the hardware and the software of the temperature control by single-chip microcomputer are introduced. The system mostly takes 8031 single-chip microcomputer as core, it is structured by temperature testing circuit, A/D switch circuit, zero passage testing circuit, warning and indication circuit, optical-electrical isolation and power amplifier circuit and so on.

The main content of this design is temperature testing circuit that uses AT89C51 single-chip microcomputer .It is a part of the whole design that cannot be lacked. The system is used to collect and control temperature in real time. The temperature automatic control system based on single-chip microcomputer is described in the article including system scheme，parts of an apparatus choice, theoretical analysis，the design of hardware and software, system testing，and the main technical performance parameters．

Key Words：Single—Chip Microcomputer；Temperature sensor；Temperature collecting；Temperature controlling；PID algorithm

目录

摘要：3

Abstract3

第一章 绪论4

1．1 课题的背景与意义4

1．2 课题的应用与展望4

1．3 课题举例简介5

第二章 总体方案6

2．1 系统结构6

2．2 具体设计考虑6

第三章 元器件简介7

3．1 AT89C51单片机7

3．1．1 概述7

3．1．2 主要特性8

3．1．3 引脚功能8

3．2 AD590温度传感器10

3．2．1 概述10

3．2．2 主要特性11

3．2．3 AD590工作原理11

3．3 ADC0809模数转换器13

3．3．1 主要特性13

3．3．2 ADC0809工作原理13

第四章 硬件设计14

4．1 扩展外围接口14

4．2 温度控制电路15

4．3 温度检测电路设计15

4．3．1 设计目标15

4．3．2 设计的出发点16

4．3．3 设计原理16

4．3．4 转换电路16

4．3．5 信号处理电路17

4．3．6 主电路18

4．4 光电隔离电路19

4．5 过零检测电路19

4．6 PID控制算法20

4．6．1 PID控制作用20

4．6．2 PID算法的微机实现20

4．6．3 PID算法的程序设计21

第五章 软件设计22

5．1 设计步骤23

5．1．1 画出系统的程序框图23

5．1．2 内存分配24

第六章 系统调试26

6．1 硬件调试方法26

6．1．1 常见的硬件故障26

6．1．2 联机调试27

6．1．3 脱机调试28

6．2 软件调试方法28

6．3 误差分析29

第七章 结论29

参考文献30

致谢31

附录A32

外文原文32

中文翻译39

附录B45

附录C55