基于单片机的温度控制系统
摘 要
本文列举了单片机在锅炉中的一个实际应用，并对设计的温度控制系统的组成及主要电路的作用进行了详细的介绍。
文章介绍了用单片机控制的、基于数字温度传感器DS1820的温度测量和控制系统：重点阐述了DS1820的工作原理、指令系统、单片机与DS1820之间的接口、数据传递、通信协议。该系统采用单片机与数字温度传感器DS1820相结合，能够测量出-55℃-125℃之间的温度，同时还具有通过控制加热系统调节被测环境温度和对超限温度进行报警等功能。
关键词 温度传感器DS1820；单片机；硬件设计；软件设计
Abstract
Practical application of one-chip computer in heat-treatment furnace is listed,and detailed introduction is given to the compositionsand the main functions of temperature control system.
The paper introduces the temperature measurement and control system based on the DS1820. The author emphasizes on the working principle of the DS1820, instructionset, data transfer, the interface and the communication protocol between the DS1820 and single chip microcomputer. The system adopt single chi＇p microcomputer combined with the DS1820,it can measure temperature between -55℃-125℃. The system not only can measure the temperature of the environment , but also can alarm when the temperature is beyond the rang of the safe temperature which is set.[
Key words DS1820; Single Chip Microcomputer; tlardware Design; Software Design
目 录
第1章 绪 论
第2章 系统简介
2.1 系统的组成
2.1.1系统组成图
2.1.2 系统各部分工作原理
2.1.3 系统各部分功能
2.2 系统的工作过程
第3章 系统的硬件电路设计
3.1 微处理器的89C51的简介
3.1.1 引脚性能
3.2 DS1820的简介
3.2.1 DS1820功能块的详细说明
3.2.2 DS1820测温原理
3.2.3 DS1820使用中注意事项
3.3 控制电路设计
3.3.1主回路设计
3.3.2 键盘显示电路
3.3.3 接口电路
3.3.4温度控制电路
第4章 控制的算法
4.1 温度控制的PID算法
第5章 温度控制程序
5.1 总 述
5.2 主程序
5.3 T0中断服务程序CT0
5.4 子程序
致 谢
参考文献
附录1
附录2
第1章 绪 论
单片微型计算机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的，由于它具有体积小、功能强、性价比高等特点，所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、军事装置、机器人、工业控制等诸多领域，使产品小型化、智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。本文主要介绍单片机在温度控制中的应用。
在现代化的工业生产中，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。
MCS-51单片机，体积小，重量轻，抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，即使是非电子计算机专业人员，通过学习一些专业基础知识以后也能依靠自己的技术力量，来开发所希望的单片机应用系统。本文的温度控制系统，只是单片机广泛应用于各行各业中的一例
传统控制方法(包括经典控制和现代控制)在处理具有非线形或不精确特性的被控对象时十分困难。而温度系统为大滞后系统，较大的纯滞后可引起系统不稳定。大量的应用实践表明，在在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID控制,又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便。实际应用中取得了很好的效果。
测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了三个发展阶段：①传统的分立式温度传感器，②模拟集成温度传感器，③智能集成温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。本文将介绍智能集成温度传感器DS18B20的结构特征及控制方法，并对以此传感器、89C2051单片机为控制器构成的温度测量装置的工作原理及程序设计作了详细的介绍。该装置适用于人民的日常生活和工、农业生产用于温度测量。
参考文献
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