基于单片机的电热炉温度控制系统

北京信息科技大学自动化学院基于单片机的电热炉温度控制系统专业自动化班级自控学号姓名摘要在生活中，从小型的空调，冰箱，到大型的工厂设备，人们对温度的控制越来越频繁，也越来越精确。电热炉温度控制系统以C51单片机为基础，利用ADC0808对传感器进行采样，通过与设定值进行比较，对输出加以控制。从而使得系统能够稳定在设定的范围内。11硬件系统框图以下是硬件系统框图12各部分硬件的设计1采样电路设计因为ADC0809无法在PROTUES中仿真，所以我选用的器件是ADC0808，功能和ADC0809一样。但在管脚上有一点区别。OUT8为最低位OUT1为最高位。而ADC0809则不同。51单片机AD转换温度按键输入显示控制输出在这里我用了一个OVEN器件，这个器件两端通电便会自动加热，在T输出端会输出温度相对应的电压，而且其对应的电压值就等于温度值。因为温度的变化范围是0到100，而ADC0808的基准电压是5V，所以我用了两个电阻进行分压。是采样信号在05V的范围内。ADDAADDBADDC三个端口接地，选通IN0口。2按键输入在这个实验中，我只用了一个按键，对设定温度进行设定，因为按键数目不多，所以系统直接采用非编码方式，直接连接单片机I/O口。3显示部分系统采用LED七段数码动态显示电路来显示温度值，显示范围在099之间，该电路由显示、片选、译码三部分组成。显示部分由两个两位的LED七段共阴数码管构成，P1口接两个数码管的ABCDEFG和DP端，P34,P35是设定值的位选，P36,P37是当前温度的位选。4输出控制控制部分采用了一个继电器，当P30口高电平时，继电器闭合，电热炉进行加热，当P30为低电平时，继电器断开，电热炉停止加热。5系统硬件总设计图13系统软件设计131系统程序总流程图YNO开始初始化采样AD转换加热显示设定值132AD转换程序设计INTAD/AD转换UNSIGNEDCHARVAL_AD0/用于储存AD值START0_NOP_NOP_NOP_START1_NOP_NOP_NOP_START0/给START一个脉冲，启动AD转换WHILEEOC0/等待AD转换结束OE1/准备读取AD数据VAL_ADP0/读取P0口的值，即为AD值VAL_ADVAL_AD03906RETURNVAL_AD1进行A/D转换之前，要启动转换的方法ABC000选择第一通道。ST0，ST1，ST0产生启动转换的正脉冲信号2进行A/D转换时，采用查询EOC的标志信号来检测A/D转换是否完毕，若完毕则把数据通过P0端口读入进行处理。3VAL_ADVAL_AD03906,其中03906这个参数是5/25620得到的。即把数字量重新转化成对应的温度值133显示程序VOIDDISPLAYVAL_AD,SHEDING/显示UNSIGNEDCHARGEWEI1UNSIGNEDCHARSHIWEI1UNSIGNEDCHARGEWEI2UNSIGNEDCHARSHIWEI2GEWEI1SHEDING10SHIWEI1SHEDING/10GEWEI2VAL_AD10SHIWEI2VAL_AD/10SHOW2_SHI1SHOW2_GE1SHOW1_SHI1SHOW1_GE0/选通个位数码管P1TABGEWEI1/显示个位DELAY1SHOW2_SHI1SHOW2_GE1SHOW1_GE1SHOW1_SHI0/选通十位数码管P1TABSHIWEI1/显示十位DELAY1SHOW1_GE1SHOW1_SHI1SHOW2_SHI1SHOW2_GE0/选通个位数码管P1TABGEWEI2/显示个位DELAY1SHOW1_GE1SHOW1_SHI1SHOW2_GE1SHOW2_SHI0/选通十位数码管P1TABSHIWEI2/显示十位DELAY1显示程序分为两个部分，一个是设定值的显示，还有一个是当前温度的显示。14仿真结果仿真后发现，系统能很快到达设定值，但是超调挺大，而且到稳定的时间比较长。需要好久分钟，主要因为炉子的降温速度太慢。15学习心得及体会通过本次的大作业，学会了很多。这次作业花了好长的时间，从一开始对PROTUES和KEIL两个软件的熟悉就花了不少时间。然后是重新学习了51单片机和ADC0808芯片。因为ADC0808和ADC0809芯片的OUT端是相反的，费了好长的时间。然后是在对器件的选择上，也花了不少时间。OVEN这个器件它可以在仿真中进行加热，还可以自己降温，这个十分理想。但是唯一不足的是，不知道如何对这个器件进行数学建模，也就无法进行MATLAB仿真。然后在加上编程技术还不够，和对PID的理解还不够，目前还不知道怎么在程序上使用PID控制。虽然如此，但我们也广泛的查阅了资料，对PID控制的在现实的使用更加有感触。附录INCLUDEINCLUDEINCLUDE/端口定义SBITSTARTP20SBITOEP21SBITEOCP32SBITSHOW1_SHIP34SBITSHOW1_GEP35SBITSHOW2_SHIP36SBITSHOW2_GEP37SBITP3_0P30SBITP2_2P22TYPEDEFUNSIGNEDCHARBYTE/共阴极数码管字型码UNSIGNEDCHARCODETAB0X3F,/00X06,/10X5B,/20X4F,/30X66,/40X6D,/50X7D,/60X07,/70X7F,/80X6FVOIDDELAYBYTEMS/延时子程序BYTEIWHILEMSFORI0ISHEDINGP3_00IFVAL_ADSHEDINGP3_01VOIDDISPLAYVAL_AD,SHEDING/显示UNSIGNEDCHARGEWEI1UNSIGNEDCHARSHIWEI1UNSIGNEDCHARGEWEI2UNSIGNEDCHARSHIWEI2GEWEI1SHEDING10SHIWEI1SHEDING/10GEWEI2VAL_AD10SHIWEI2VAL_AD/10SHOW2_SHI1SHOW2_GE1SHOW1_SHI1SHOW1_GE0/选通个位数码管P1TABGEWEI1/显示个位DELAY1SHOW2_SHI1SHOW2_GE1SHOW1_GE1SHOW1_SHI0/选通十位数码管P1TABSHIWEI1/显示十位DELAY1SHOW1_GE1SHOW1_SHI1SHOW2_SHI1SHOW2_GE0/选通个位数码管P1TABGEWEI2/显示个位DELAY1SHOW1_GE1SHOW1_SHI1SHOW2_GE1SHOW2_SHI0/选通十位数码管P1TA