一． 概述
温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等；控制方案有直接数字控制（DDC），推断控制，预测控制，模糊控制（Fuzzy），专家控制(Expert Control)，鲁棒控制（Robust Control），推理控制等。
本设计的控制对象为一电加热炉，输入为加在电阻丝两断的电压，输出为电加热炉内的温度。输入和输出的传递函数为：G(s)=2/(s(s+1))。控温范围为100~500℃，所采用的控制方案为直接数字控制（DDC）中的最少拍控制。
二．温度控制系统的组成框图
采用典型的反馈式温度控制系统，组成部分见下图。其中数字控制器的功能由微型机算机实现。
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图中由4~20mA变送器，I/V，A/D转换器构成输入通道，用于采集炉内的温度信号。其中，变送器选用XTR101，它将热电偶信号（温度信号）变为4~20mA电流输出，再由高精密电流/电压变换器RCV420将4~20mA电流信号变为0~5V标准电压信号，以供A/D转换用。转换后的数字量与与炉温的给定值数字化后进行比较，即可得到实际炉温和给定炉温的偏差。炉温的设定值由键盘输入。由微型计算机构成的数字控制器按最小拍进行运算，计算出所需要的控制量。数字控制器的输出经标度变换后送给8253，由8253定时计数器转变为高低电平的不同持续时间，送至SCR触发电路，触发晶闸管并改变其导通角大小，从而控制电加热炉的加热电压，起到调温的作用。

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摘要………………………………………………………………………………………....1
一．概述………………………………………………………………………………………....1
二．温度控制系统组成框图…………………………………………………………………....1
三．温度控制系统结构图及总述……………………………………………………………....1
四．温度控制系统硬件与其详细功能介绍…………………………………………………….2
1．微型计算机的选择………………………………………………………………………2
2．SCR触发回路和主回路…………………………………………………………………2
3．热电偶的选择………………………………………………………………………3
4．4~20mA变送器XTR101………………………………………………………………….3
5．I/V转换器RCV420………………………………………………………………………3
6．A/D转换器ADC0809…………………………………………………………………….4
7. 定时计数器8253……………………………………………………………………….4
8. LED数码管驱动芯片ICM7218A…………………………………………………………5
9. 可编程并行I/O接口芯片82C55A…………………………………………………….5
10. 硬件地址分配列表……………………………………………………………………6
五．温度控制系统软件设计……………………………………………………………………6
1.温度控制系统软件结构图……………………………………………………………..6
2.总体流程图……………………………………………………………………………….7
3.模块程序流程图…………………………………………………………………………..8
数字滤波…………………………………………………………………………………8
工程量变换程序模块……………………………………………………………………8
温度非线性转换程序模块……………………………………………………………...9
4. 源程序………………………………………………………………………………….10
六．实验室模拟结果………………………………………………………………………….20
1. 数字控制器计算…………………………………………………………………….20
2. 模拟台硬件连接图…………………………………………………………………..20
3. 实验室模拟结果…………………………………………………………………...20
七．芯片资料………………………………………………………………………………….21
1. 8086CPU………………………………………………………………………………21
2. 定时计数器8253…………………………………………………………………….22
3. 可编程并行I/O接口芯片82C55A………………………………………………….23
4. LED数码管驱动芯片ICM7218A…………………………………………………..24

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1. 潘新民，王燕芳编著.微型计算机控制技术.北京：高等教育出版社，2001
2. 谭浩强编著.C语言程序设计.北京：清华大学出版社，1999
3. 段承先编著.微型计算机原理及接口技术.北京：兵器工业出版社，2000
4. 黄国建，虞平良，曾芬芳编著.微型机算机应用技术.上海：上海交通大学出版社，1995
5. 杨振江，孙占彪，王曙梅，步线涛编著.智能仪器与数据采集系统中的新器件及应用.西安：西安电子科技大学出版社，2001
6. 王俊杰编著.检测技术与仪表.武汉：武汉理工大学出版社，2002
7. 孟华编著.工业过程检测与控制.北京：北京航空航天大学出版社，2002
8. 丁书文，黄训诚，胡启宙编著.变电站综合自动化原理及应用.北京：中国电力出版社，2003
9. 滕召胜，罗隆福，童调生编著.智能检测系统与数据融合.北京：机械工业出版社，2000
10. 王兆安，黄俊.电力电子技术.北京：机械工业出版社，2001

摘要：本设计采用直接数字控制（DDC）对加热炉进行控制，使其温度稳定在在某一个值上。并且具有键盘输入温度给定值，LED数码管显示温度值和温度达到极限时提醒操作人员注意的功能。