基于单片机的智能温度控制系统设计

1、内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究

2、做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字

3、迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它基于单片机的智能温度控制系统设计摘要电加热炉是典型的工业过程控制对象，在我国应用广泛。电加热炉的温度控制具有升温单向性、大惯性、大滞后、时变性等特点。其升温保温是依靠电阻丝加热，降温则是依靠环境自然冷却。温度超调时，通过工人反复操作调节阀很难达到理想的控制效果。本文就是在不用现场工人操作的前提下，建立以电加热炉为研究对象，针对电加热炉的特点，设计了用计算机来控制电加热炉温度的智能控制系统。本文以STC898C52单片机为核心设计了硬件原理图及软件程序。并详细论述了各个硬件组成部分的工作原理，和各部分所使用的元器件，以及各软件部分流程图。理论上将其应

4、用于电加热炉的温度控制系统，可以满足温度控制稳定性的要求，可以减少操作人员的劳动量和带来的人为误差，可以提高产品的热处理质量。关键词：电加热炉；温度控制；单片机控制Design Of Intelligent Temperature Control System Based on MCSAbstractThe electric heating stove is the typical member of Industrial process control, applies widely in our country. The electric heating stoves temperature control has the elevation of temperature unidirectivity, big inertia, big lag, when characteristics and so on denaturation. Its elevation of temperature and the heat preservation are depend upon the

5、 resistance wire heating but the temperature decrease depend upon the environment natural cooling. Once its temperature over modulation by workers repeated operation control valves to achieves the ideal control effect with difficulty. The paper is under the premise which without the field operations workers operation control valves, establishes take the electric heating stove as the object of study, in view of the electric heating stoves characteristic, designed has controlled heating furnaces f

6、urnace temperature with the computer control system. This article has designed the hardware schematic diagram and the software procedure take the STC898C52 monolithic integrated circuit as the core.And in detail elaborated each hardware constituent principle of work, uses the primary device with various part, as well as various softwares partial flow charts.Theory general it applies in the electric heating stove temperature control system, may satisfy the temperature control stable request, may

7、reduce the personal error which operators labor and brings, may enhance the product the heat treatment quality. Keywords: electric heating stove;temperature control;MCS conller目 录摘要IIAbstractIII第一章 绪论11.1前言11.2电加热炉简介11.3智能温度控制系统3第二章 电加热炉智能温度控制系统52.1电加热炉智能温度控制系统的构成52.2电加热炉智能温度控制系统的原理62.3电加热炉智能温度控制系统设计6第三章 电加热炉智能温度控制系统的硬件设计73.1检测变换部分73.1.1热电偶测温基本原理73.1.2热电偶的种类及结构73.1.3热电偶冷端温度补偿83.1.4温度测量仪表的分类83.2输入信号转换部分83.2.1A/D转换类型83.2.2 ADC0832芯片介绍103.3单片机微处理部分113.3.1 STC89C51特点113.3.2管脚说明123.3.3振荡器特性143.4显示部分1

8、43.5键盘部分152.5.1键盘结构分类152.5.2系统键盘电路设计163.6输出信号转换部分16第四章 智能温度控制系统的软件设计184.1主程序的设计184.2A/D转换子程序184.3控制算法子程序194.3.1PID控制规律介绍204.3.2积分饱和问题的处理234.4人机接口部分的设计254.4.1键盘部分的设计254.4.2显示部分的设计274.4.3D/A转换子程序的设计285.1系统整定的方法305.2PID参数整定315.2.1比例（P）调节器315.2.2比例积分调节器(PI)325.2.3比例积分微分作用调节器(PID)33附录A35附录B36参考文献46致谢4849第一章 绪论1.1前言工业控制的形成和发展在理论上经历了三个阶段：50年代末起到70年代为第一阶段，即经典控制理论阶段，这期间既是经典控制理论应用发展的鼎盛时期，又是现代控制理论应用和发展时期。70年代至90年代为第二阶段，即现代控制理论阶段：90年代至今为第三阶段，即智能控制理论阶段。无论是经典控制理论还是现代控制理论，都是建立在系统的精确数学模型基础之上的。但在实际系统中被控对象一般都具有大惯

9、性、大滞后、时变性、关联性、不确定性和非线性的特点。这里的关联性不仅包含过程对象中各物理参数之间的藕合交错，而且包含被控量、操作量和干扰量之间的联系；不确定性不单指结构上的不确定性，而且还指参数的不确定性；非线性既有非本质的非线性，又有本质非线性。基于被控对象的这种复杂性，决定了控制的艰难性。传统控制方法绝大多数是基于被控对象的数学模型，即按照建模控制优化进行，建模的精确程度决定着控制质量的高低，尽管目前的建模理论和方法己有长足的长进，但仍有许多过程和对象的机理不清楚，动态特性难以掌握，使我们不得不对被控对象进行简化或近似，将一个理论上极为先进的控制策略应用在这样的模型上，控制效果自然会大打折扣，因此，用传统的控制手段进一步提高控制对象的质量遇到了极大的困难，传统控制方法面临着严峻的挑战。10工业控制中存在着工业过程复杂、数学模型难以确定的系统，智能控制理论的产生正是针对被控对象、环境、控制目标或任务的复杂性提出的。1987年智能控制正式成为一门独立的学科，它是人工智能、运筹学和自动控制理论等多门学科相结合的交叉学科。它与传统控制的主要区别在于可以解决非线性模型化系统的控制问题。就目前而言，智能控制是解决传统过程控制局限性问题和提高控制质量的一个重要途径。在各种仪表高速发展的今天，控制装置己经不是主要

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