基于PID的恒温箱温度控制系统设计
摘 要
本设计是恒温箱温度控制系统设计。可供各类实验室、医疗机构、食品加工、生产部门等使用。在周围温度不断变化条件下，使用恒温箱，可以使一定范围的温度恒定在特定温度下，从而适应生活和工作。控制的温度范围为50—120。恒温箱可以在线设定温度，并对温度进行实时数码显示。
本文介绍了以AT89S52单片机为核心的温度和压力控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集，以数字信号的形式传送给单片机；温度和压力信号由压力传感器进行实时采集，通过A/D转换器将模拟信号转换成数字信号传送给单片机，单片机经过计算与处理后将温度、压力信息显示在LED显示器上，文中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、压力检测电路、稳压电源电路和其他一些单片机接口电路。文中还介绍了软件设计部分，在这里采用模块化结构编程。软件部分主要包括：主程序、温度和压力控制子程序、显示子程序等。
软件部分 ，采用PID控制和时间最优控制相结合的控制方案，实现了控制速度快、超调小、线性控制精度高和实现成本低等的优点。硬件部分采用单片机来实现温度控制，不仅具有控制方便、简单、灵活等优点，而且可以大幅度的提高被控温度的技术指标，从而大大提高产品的质量。
关键词：恒温控制，单片机，数字PID算法
Abstract
This design is the design of temperature control system of constant temperature box. For all kinds of laboratories, medical institutions, food processing, production departments, etc.. Under the condition of constant temperature and constant temperature, the temperature of a certain range can be constant at a certain temperature, so as to adapt to the life and work. The temperature range of the control is 120 - 50. Constant temperature box can be set online temperature, and the temperature of real-time digital display.
This paper introduces the working principle and design method of temperature and pressure control system based on AT89S52 single chip microcomputer. Temperature signal by the temperature chip DS18B20 gathering, to transfer in the form of a digital signal to the microcontroller, temperature and pressure signals by the pressure sensor for real-time acquisition, through the A / D converter analog signal is converted into digital signal is transmitted to MCU, MCU after calculation and processing will display information of temperature and pressure on the LED display, this paper introduced the hardware of the control system, including: temperature examination electric circuit, temperature control circuit, a pressure detection circuit, a stabilized power supply circuit and some other microcontroller interface circuit. The paper also introduces the software design part, which uses the modular structure programming. The software part mainly includes: the main program, temperature and pressure control subroutine, display subroutine, etc..
In the software part, the control scheme combined with PID control and time optimal control is adopted to realize the advantages of fast control speed, small overshoot, high accuracy and low cost. Hardware part uses the monolithic integrated circuit to realize the temperature control, not only has control convenient, simple, flexible, and other advantages, and can greatly improve the controlled technique index sign of the temperature, so as to greatly improve the product quality.
Keywords: constant temperature control, single chip microcomputer, digital PID algorithm
目 录
摘 要 1
1 绪论 4
1.1研究背景及现状 4
1.2 发展前景 4
1.3 系统的总体设计思想 5
第2章 恒温控制系统硬件设计 7
2.1 AT89S52单片机简介 7
2.1.1 AT89S52单片机资源简介 10
2.1.3 AT89S52单片机时钟和复位电路 11
2.4 A/D转换器 20
第3章 恒温控制系统模块分析设计 22
3.1 温度的采集 22
3.2键盘和显示电路的设计 22
3.3 报警电路设计 24
3.4稳压电源电路设计 25
第4章 恒温控制系统各功能和软件设计 27
5 结论 43
致 谢 44
参考文献 45
附录：代码编写 46
参考文献
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