电加热炉温度控制系统设计

经典word整理文档，仅参考，双击此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！电加热炉温度控制系统设计电加热炉温度控制系统设计2.1硬件选择：1.单片机这里选用AT89C52是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器。2.温度传感器温度传感器有很多种型号，这里我选用DS18B20温度传感器。数字温度传感器DS18B20功耗工作方式。测温范围为-55到+125摄氏度，可直接将温度转换值以16位二A/D种温度测控系统的可靠性，降低了成本，缩小了体积。3．开关器件由于单片机与电动机之间需要用开关器件连接，并且前者用弱电控制，后者由强电控制，这就尤其需要注意安全问题。于是我想到了在课本中学过的高性能安全开关器件光电耦合器。光电耦合器是由一个发光器件和和一个光电转换器件组成，这里所用的光电耦合器OPTOCOUPLER-NPN是由一个发光二极管和一个光敏晶体管所组成。当发光二极管发光，就会使得光敏晶体管导通，继电器通电动作，将开关吸合，电动机回路断开。2.2电路设计方法：1．显示部分电路显示电路截图如下图所示：图2显示部分电路图2这里我选用LCD1602液晶显示屏作为系统的显示器件，如图所示，LCD1602采用标准的16脚接口，仿真时隐藏了背光正极和背光负极两个引脚。它通过D0-D78位数据端来与单片机进行数据和指令传输，这里我们将它与单片机的P0口连接。在显示屏上显示的内容包括设定的温度值SET度SA以及时钟，这个时钟是可以调整的，这样方便工作人员在对系统进行操作时有一个时间概念。2．温度检测电路温度传感器与单片机的连接情况如下图所示。图3温度检测电路图温度传感器18B20将检测到的环境实时温度进行A/D转换和放大，然后串行送入单片机P1.7然后先做出相应反应。在仿真时，我们只能通过按调节实时温度，是一个模拟的过程。3．键盘电路18B20上的加减按钮来键盘电路如下图所示。34如图所示，光电耦合器1脚接电源，2脚接单片机P2.7脚。工作过程用以下三个阶段来描述：（1）单片机将温度传感器送入的值与设定值进行比较，若送入值小于设定值，则P2.7脚保持高电平，这样发光二极管不发光，光敏晶体管保持高阻态，继电器也不会工作，电动机和灯泡维持导通，相当于电炉继续加热，指示灯亮；（2）一旦送入值比设定值大，单片机将会控制P2.7脚变为低电平，发光二极管导通发光，光敏晶体管受光照影响导通，继而继电器工作，电磁铁将单刀双掷开关吸向左端，使电动机和灯泡同时停止工作，这就相当于电炉断电，停止加热；（必然导致炉温降低，而温度传感器DS18B20在不间断地检测炉温，当检测值低于设定值后，单片机又控制P2.7脚恢复高电平，光电耦合器恢复高阻态，继电器断电，单刀双掷开关被弹回右端，电动机和灯泡又开始工作，这相当于电炉从新开始加热。2.3绘制流程图K05将12.4程序设计：由于整个程序工程量比较大，我采用模块化设计方法来设计这个程序。首先定义在后面将会用到的变量，不可能一次定义准确，所以边定义边补充。然后编写子函数，包括LCM初始化子函数、显示指定坐标的一个字符子函数、ds18b20初始化函数、ds18b20延迟子函数、读取ds18b20当前温度子函数、液晶显示子函数、键盘扫描子函数、设定工作模式子函数、按键加法子函数、按键减法子函数、24C02读写驱动程序、定时器t0中断子函数等子程序，最后是主函数。(程序略)2.4调试和仿真结果：在Keil软件中编写完程序后，编译生成.Hex.Hex6文件。在Protues软件中，给单片机加载所生成的.Hex文件，按下运行按钮，系统开始仿真由仿真结果可以知道，此次的设计基本成功。当采样温度低于设定值的时候，系统不会对电热炉做出相应动作，电热炉保持加热。一旦采样温度高于设定值，系统就会做出反应，使电加热炉断电停止加热。当温度降下来后，系统又会自动控制电加热炉重新开始加热。系统的反应速度也是十分精确的，会在很短的时间内作出相应动作。另外，由于在电路中加入了EPROM24C64，使得该系统具有掉电保护功能，来电后自动恢复正常工作。除此之外，该系统还有一个比较实用的小功能—电子钟，这样的话工作人员可以利用它准确掌握系统已经工作的时间，也就是说可以把它当做一个定时器来用。在安全保护方面，该系统也有相当不错的表现，由于使用了光电耦合器和就电磁继电器，将强电部分和弱电部分充分隔离，十分安全。综合以上分析，该系统的设计十分成