基于单片机的电热炉温度控制系统

1、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。1.1硬件系统框图以下是硬件系统框图温度显示AD转换51单片机控制输出按键输入1.2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。

2、out8为最低位out1为最高位。而ADC0809则不同。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。ADDA ADDB ADDC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0-99之间，该电路由显示、片

3、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，P3.4,P3.5是设定值的位选，P3.6,P3.7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P3.0口高电平时，继电器闭合，电热炉进行加热，当P3.0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1.3系统软件设计开始1.3.1系统程序总流程图初始化采样AD转换显示设定值 Y加热 NoAD转换程序设计int AD()/AD转换 unsigned char Val_AD=0;/用于储存AD值 START=0;_nop_();_nop_();_nop_

4、(); START=1;_nop_();_nop_();_nop_(); START=0;/给START一个脉冲，启动AD转换 while(EOC=0);/等待AD转换结束 OE=1;/准备读取AD数据 Val_AD=P0;/读取P0口的值，即为AD值 Val_AD=Val_AD*0.3906; return (Val_AD); (1) 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。(3)Val_AD=Val_AD*

5、0.3906,其中0.3906这个参数是5/256*20得到的。即把数字量重新转化成对应的温度值1.3.3 显示程序 void Display(Val_AD,sheding)/显示 unsigned char gewei1; unsigned char shiwei1; unsigned char gewei2; unsigned char shiwei2;gewei1=sheding%10; shiwei1=sheding/10; gewei2=Val_AD%10; shiwei2=Val_AD/10; show2_shi=1; show2_ge=1; show1_shi=1; show1_

6、ge=0; /选通个位数码管 P1=tabgewei1;/显示个位 delay(1); show2_shi=1; show2_ge=1; show1_ge=1; show1_shi=0; /选通十位数码管 P1=tabshiwei1;/显示十位 delay(1); show1_ge=1; show1_shi=1; show2_shi=1; show2_ge=0; /选通个位数码管 P1=tabgewei2;/显示个位 delay(1); show1_ge=1; show1_shi=1; show2_ge=1; show2_shi=0; /选通十位数码管 P1=tabshiwei2;/显示十位

7、delay(1);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。1.4 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。1.5.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

8、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#include <reg51.h>#include <intrins.h>#include<stdio.h>/端口定义sbit START= P20;sbit OE = P21;sbit EOC = P32;sbit show1_shi = P34;sbit show1_ge = P35;sbit show2_shi =

9、 P36;sbit show2_ge=P37;sbit P3_0=P30;sbit P2_2=P22;typedef unsigned char BYTE;/共阴极数码管字型码unsigned char code tab= 0x3f, /00x06, /10x5b, /20x4f, /30x66, /40x6d, /50x7d, /60x07, /70x7f, /80x6f ;void delay(BYTE ms)/ 延时子程序BYTE i;while(ms-)for(i = 0; i< 250; i+)_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();int AD()/A

10、D转换 unsigned char Val_AD=0;/用于储存AD值 START=0;_nop_();_nop_();_nop_(); START=1;_nop_();_nop_();_nop_(); START=0;/给START一个脉冲，启动AD转换 while(EOC=0);/等待AD转换结束 OE=1;/准备读取AD数据 Val_AD=P0;/读取P0口的值，即为AD值 Val_AD=Val_AD*0.3906; return (Val_AD); int Set(sheding) /设定值设定 if(P2_2=0) delay(10); if(P2_2=1) sheding+=1;

11、void Control(Val_AD,sheding) / 控制 if(Val_AD>sheding) P3_0=0; if(Val_AD<sheding) P3_0=1;void Display(Val_AD,sheding)/显示 unsigned char gewei1; unsigned char shiwei1; unsigned char gewei2; unsigned char shiwei2; gewei1=sheding%10; shiwei1=sheding/10; gewei2=Val_AD%10; shiwei2=Val_AD/10; show2_shi

12、=1; show2_ge=1; show1_shi=1; show1_ge=0; /选通个位数码管 P1=tabgewei1;/显示个位 delay(1); show2_shi=1; show2_ge=1; show1_ge=1; show1_shi=0; /选通十位数码管 P1=tabshiwei1;/显示十位 delay(1); show1_ge=1; show1_shi=1; show2_shi=1; show2_ge=0; /选通个位数码管 P1=tabgewei2;/显示个位 delay(1); show1_ge=1; show1_shi=1; show2_ge=1; show2_shi=0; /选