圖1單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)電路原理圖

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1、www.jx43.com摘?要：本文從硬件和軟件兩方面介紹了MCS-51單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，對(duì)硬件原理圖和程序框圖作了簡(jiǎn)捷的描述。關(guān)鍵詞：MCS-51單片機(jī)；溫度；軟硬件；硬件原理圖；程序框圖；設(shè)計(jì)0引言???在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，電流、電壓、溫度、壓力、流量、流速和開(kāi)關(guān)量都是常用的主要被控參數(shù)。例如：在冶金工業(yè)、化工生產(chǎn)、電力工程、造紙行業(yè)、機(jī)械制造和食品加工等諸多領(lǐng)域中，人們都需要對(duì)各類(lèi)加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測(cè)和控制。采用MCS-51單片機(jī)來(lái)對(duì)溫度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡(jiǎn)單和

2、靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。因此，單片機(jī)對(duì)溫度的控制問(wèn)題是一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到的問(wèn)題。本文以它為例進(jìn)行介紹，希望能收到舉一反三和觸類(lèi)旁通的效果。1硬件電路設(shè)計(jì)???以熱電偶為檢測(cè)元件的單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)電路原理圖如圖1所示。???1.1溫度檢測(cè)和變送器???溫度檢測(cè)元件和變送器的類(lèi)型選擇與被控溫度的范圍和精度等級(jí)有關(guān)。鎳鉻/鎳鋁熱電偶適用于0℃-1000℃的溫度檢測(cè)范圍，相應(yīng)輸出電壓為0mV-41.32mV。???變送器由毫伏變送器和電流/電壓變送器組成：毫

3、伏變送器用于把熱電偶輸出的0mV-41.32mV變換成4mA-20mA的電流；電流/電壓變送器用于把毫伏變送器輸出的4mA-20mA電流變換成0-5V的電壓。???為了提高測(cè)量精度，變送器可以進(jìn)行零點(diǎn)遷移。例如：若溫度測(cè)量范圍為500℃-1000℃，則熱電偶輸出為20.6mV-41.32mV，毫伏變送器零點(diǎn)遷移后輸出4mA-20mA范圍電流。這樣，采用8位A/D轉(zhuǎn)換器就可使量化溫度達(dá)到1.96℃以?xún)?nèi)。?1.2接口電路???接口電路采用MCS-51系列單片機(jī)8031，外圍擴(kuò)展并行接口8155，程序存儲(chǔ)器EPROM2764，

4、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809等芯片。???由圖1可見(jiàn)，在P2.0=0和P2.1=0時(shí)，8155選中它內(nèi)部的RAM工作；在P2.0=1和P2.1=0時(shí)，8155選中它內(nèi)部的三個(gè)I/O端口工作。相應(yīng)的地址分配為：0000H-00FFH????8155內(nèi)部RAM0100H???????????命令/狀態(tài)口0101H????A口0102H????B口0103H????C口0104H???????????定時(shí)器低8位口0105H???定時(shí)器高8位口???8155用作鍵盤(pán)/LED顯示器接口電路。圖2中鍵盤(pán)有30個(gè)按鍵，分成六行（L0-L

5、5）五列（R0-R4），只要某鍵被按下，相應(yīng)的行線和列線才會(huì)接通。圖中30個(gè)按鍵分三類(lèi)：一是數(shù)字鍵0-9，共10個(gè)；二是功能鍵18個(gè)；三是剩余兩個(gè)鍵，可定義或設(shè)置成復(fù)位鍵等。為了減少硬件開(kāi)銷(xiāo)，提高系統(tǒng)可靠性和降低成本，采用動(dòng)態(tài)掃描顯示。A口和所有LED的八段引線相連，各LED的控制端G和8155C口相連，故A口為字形口，C口為字位口，8031可以通過(guò)C口控制LED是否點(diǎn)亮，通過(guò)A口顯示字符。www.jx43.com?圖1?單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)電路原理圖圖2?8155用作鍵盤(pán)/LED顯示器接口電路???2764是8K?EPR

6、OM型器件。8031的PSEN和2764的OE相連，P2.5和CE相連，所以2764的地址空間為：0000H---1FFFH，ADC0809的0通道（IN0?其他輸入端可作備用）和變送器的輸出端相連，所以從通道0（IN0）上輸入的0V--+5V范圍的模擬電壓經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后可由8031通過(guò)程序從P0口輸入到它的內(nèi)部RAM單元，在P2.2=0和WR=0時(shí)，8031可使ALE和START變?yōu)楦唠娖蕉鴨?dòng)ADC0809工作；在P2.2=0和RD=0時(shí)，8031可以從ADC0809接收A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。也就是說(shuō)ADC0809可

7、以視為8031的一個(gè)外部RAM單元，地址為03F8H（地址重復(fù)范圍很大），因此，8031執(zhí)行如下程序可以啟動(dòng)ADC0809工作。MOV?DPTR，#03F8HMOVX?@DPTR,A若8031執(zhí)行下列程序：MOV?DPTR，#03F8HMOVX?www.jx43.comA，@DPTR則可以從ADC0809輸入A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。1.3溫度控制電路???8031對(duì)溫度的控制是通過(guò)雙向可控硅實(shí)現(xiàn)的。如圖一所示，雙向可控硅管和加熱絲串接在交流220V、50Hz市電回路。在給定周期T內(nèi)，8031只要改變可控硅管的接通時(shí)間即可改

8、變加熱絲的功率，以達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。???可控硅接通時(shí)間可以通過(guò)可控硅控制極上觸發(fā)脈沖控制。該觸發(fā)脈沖由8031用軟件在P1.3引腳上產(chǎn)生，在過(guò)零同步脈沖同步后經(jīng)光電耦合管和驅(qū)動(dòng)器輸出送到可控硅的控制極上。3.溫度控制的算法和程序框圖圖3主程序框圖?3.1溫度控制算法???通常，電阻爐爐溫控制都采用偏差控制法。偏差