(毕业论文   页数:48字数:14471)摘 要: 本文介绍了利用单片机进行水温测量和控制的智能化的方法。对MCS-51单片机及其扩展系统的原理及结构进行了详尽论述。测温系统温度传感器AD590，信号放大部分采用两级运放电路及二阶压控LPF。两部分电路制作在一块PCB板上，并封装在一屏蔽金属盒内，经调试性能很好。本系统借助于传感器、A/D, D/A转换器、扩展的并行接口以及执行机构进行的。在闭环过程控制中，过程的实时参数由传感器和A/D转换器实时采集，并由微型计算机自动记录、统计制表，然后再通过D/A转换器或并行接口输出控制信号，控制执行机构动作，进行调节和控制。
另外本系统还扩展了另外一个温度传感器及相关电路，利用它进行室温采集，并通过8255并行口扩展LED显示，这样能更清楚的看到当周围温度发生变化时水温的变化。
还详尽讨论了这部分电路与8051单片机系统的硬件接口问题。本文采用PID控制算法作为温度控制算法，采用固态继电器和单结管弛张振荡电路作为其执行驱动机构，达到了较高控温精度。

关键词: 8051单片机 温度测控 传感器 PID算法 固态继电器

ABSTRACT
The introduction to this text utilizes the single computer to carry on temperature measurement and control intelligent method . And expanded systematic principle and structure and describe to MCS-51 one-chip computer exhaustivly. Examining warm system temperature sensor AD590, the signal amplifies and adopts and transports and puts circuit and two stepses of voltage-controlled LPF three times accurately partly. Two parts of circuit are made on a PCB board, and seal the form in a shielding metal box , it is very good through debugging performance . System this with the aid of sensor, A/D, D/A converter, expand that the interface and executive body go on. In the course of the ring closing type is controlled, real-time parameter of course gather in real time by sensor and A/D converter, and by the automatic record of the microcomputer, count the tabulation, then or the interface runs side by side to export the control signal through D/A converter , control movements of executive body, regulate and control.
This system has also expanded another temperature sensor and relevant circuit in addition, utilize it to carry on the room temperature to gather , and the mouth runs side by side to expand LED and show , can see the change of the temperature when change in environment temperature clearer in this way through 8255.
Have also discussed the hardware interface questions of this part of circuit and 8051 one-chip computer systems exhaustivly. This literary grace controls algorithms as the temperature control algorithm with PID, adopt the solid state relay and form and in charge of the relaxation one to shake circuit and carry out and drive the organization as it only, have reached the higher precision of controlling the temperature.

Keyword: stional Integral Differential arithmetic;Solid electronic peeker;8051 single chip computer;Temperature detecting and controlling;

概 述 1
绪 论 4
1 硬件部分 5
1.1 测温电路的设计 5
1.1.1 温度传感器AD590简介 5
1.1.2 放大滤波电路的设计 7
1.1.3晶闸管主电路及驱动电路的设计 9
1.2单片机控制部分的设计 13
1.2.1 MCS-51单片机的选择 13
1.2.2 键盘及显示电路 14
1.2.3 8255并行接口 17
1.2.4 DA转换DAC0832与AD转换ADC0809 18
1.3 单片机温度控制系统的设计 21
1.3.1 光电隔离 21
1.3.2 固态继电器 23
1.3.3 看门狗及复位电路 23
1.3.4单片机温度控制系统总体布局图 24
2 软件部分 25
2.1 PID 控制算法 25
2.2 A/D转换程序 28
2.3数字滤波子程序FILTER 29
2.4二进制转十进制子程序BCDCH 31
2.5 8255并行口子程序设计 32
2.7数据显示及打印设计 34
2.7 温度控制程序,流程图 34
3结论与讨论 …………………………………………………………… 42
3.1结论…………………………………………………………………….42
3.2本系统存在的不足……………………………………………………42
致谢…………………………………………………………………………..43
参考 44

绪 论
在生产过程中，水浴温度的控制是十分常见的。温度控制的传统方法是人工仪表控制，其重复性差，工艺要求难以保障，工人劳动强度大，存在种种弊端。因此，对传统的温度控制方法进行改造，用微机取代常规控制已成必然，国内已相继出现各种以微机为核心的温度控制系统。这种系统控制精度高、重复性好、自动化程度高，可以大大提高产品质量和减轻工人的劳动负担。
单片机水温控制系统是单片机控制的一项简单应用。近几年来单片机因其独特的，方便，快捷的优势被广泛的应用于各个领域之中，在本设计之中，单片机作为核心部件进行检测控制，增强了设计的通用性，适时性。该设计的主要目的是：将温度控制在设定的温度值，设定范围为：30-45
度。
水温检测采用AD590温度传感器，它不仅具有较高的精度，而且有良好的非线性。考虑到强电的干扰将影响到点片机的正常工作，设计了强电隔离装置。
模数转换装置采用了集成的AD0808芯片，方便了与单片机的连接。同时采用了8255并行接口连接键盘，显示设备等外围扩展芯片。
温度控制分为升温和降温控制，升温控制采用电炉丝，功率为1000瓦，考虑到降温速度采用了风扇来处理，使温度控制在30到45度之间。
软件部分采用流程图来表示，对各个子程序进行说明，包括控制算法，偏差计算等。控制是否加热或降温。
该设计所做的水温控制系统中，通过改变某些设计部分，能增强系统的实用性，例如采用压力传感器进行压力测量等。具体的设计方案及步骤将在后面章节中具体介绍，同时由于本人能力有限有不足之处敬请指证。



1 硬件部分
1.1 测温电路的设计
1.1.1 温度传感器AD590简介
传感器一般由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成，有时还需要加辅助电源。AD590是AD公司利用PN结正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器。实际上，这种器件在被测温度一定时，相当于一个恒流源。该器件具有良好的线性和互换性，测量精度高，并具有消除电源波动的特性。即使电源在5-15V之间变化，其电流只是在1uA以下作微小变化。