（论文 字数：22286 页数：36）文 摘 ：本文主要介绍了利用单片机实现温度控制系统的设计过程，在系统构建时选取了凌阳科技公司提供的一新款产品SPCE061A芯片作为该控制系统的核心。由PT1000和电压放大电路提供温度信号,通过PID算法实现对电炉功率和水温控制，使用SSR固态继电器作执行部件，使系统静态误差降低到最小。本次设计还充分利用了SPCE061A单片成熟的语音处理技术(具有较高的处理速度,能够快速地处理较复杂的数字信号)和PC机的图形处理功能，来实现了语音播报温度和打印温度变化曲线的要求。全文的内容主要包括：水温控制系统的方案设计与论证，系统整体电路、部分电路的设计，以及SPCE061A单片机的特点、性能、结构、开发、应用、语音处理技术，继电器的介绍及串行通信简介等。
关键词 SPCE061A单片机,Pt1000,SSR
目录
摘要……………………………………………………………………………………………………..1
引言……………………………………………………………………………………………………..1
1 方案设计与论证…………………………………………………………………………………...2
1.1 总体方案设计…………………………………………………………………………………..4
1.2 关键部分设计…………………………………………………………………………………..4
1.2.1 驱动控制部分…………………………………………………………………………..4
1.2.2 测量部分………………………………………………………………………………..4
1.2.3 控制算法确定…………………………………………………………………………..5
2 系统硬件设计……………………….………………………………………………………….…..6
2.1 水温控制系统硬件设计总体设计框图及说明…………………………………………….….7
2.2 单片机系统……………..………………………………………………………………….…...8
2.2.1 SPCE061A单片机概述…….………………………………………………………….…8
2.2.2 SPCE061A单片机的结构…………………………………………………………..…..10
2.2.3 SPCE061A单片机的特点极其主要性能…………………………………………..…..10
2.2.4 SPCE061A芯片的引脚排列和说明……………………………………………………12
2.2.5 SPCE061A 的开发与应用……………………………………………………………...14
2.3 部分外围电路设计及分析…………………………………………………………………..15
2.3.1 键盘设置电路………………………………………………………………..………..15
2.2.2 测温部分电路………………………………………………………………..………..16
2.3.3 热电炉控制电路…………………………………………………..…………………..16
2.3.7 电源电路……………………………………………………...…………………….....20
2.3.2 数码显示电路…………………………………..……………………………………..20
2.3.3 音频输出电路…………………………………………………..……………………..23
2.3.6 串行通讯部分电路…………………………………………..………………………..27
3 系统软件设计……………………….………………………………………………………….…31
3.1 PID算法的实现………….………………………………………..………………………....31
3.2 软件设计框图………………….…………………………………………………………….31
4 系统调试与参数整定……………………………………………………………………………..31
4.1 继电器重要指标参数确定…………………………………………………………………..31
4.2 继电器测试……..…………………….…………..……………………………………….....32
4.2 PID参数整定……………………………………..……………………………………….....32
5 结果分析……………………………………………………………………………………….….33
5.1 测试环境…………………………………………………………………………………..…33
5.2 测试方法及结果分析……………………………………………………………………..…33
5.2.1测试方法……………………………………………………………………………..…33
5.2.2测试结果及分析……………………………………………………………………..…34
6 结束语………………………………………………………….………………………….………34
参考资料………………………………………………………….………………………….………..34
英文部分………………………………………………………….………………………….………..35
致谢………………………………………………………….………………………….……………..35
本课题为第三届全国大学生电子竞赛题。该课题要求设计一个水温控制系统，对象为1升净水，加热器为1千瓦电热炉。要求能在40摄氏度至90摄氏度范围内设定控制水温，静态控制精度为0.2摄氏度。并具有较好的快速性与较小的超调，以及十进制数码管显示、温度曲线打印、语音播报温度等功能。
自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在微电子技术和计算机技术的迅猛发展，以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国外温度控制系统发展迅速，并在智能化自适应参数自整定等方面取得成果。在这方面以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，并且都生产出了一批商品化的性能优异的温度控制器及仪器仪表，目前，国外温度控制系统及仪表正朝着高精度智能化、小型化等方面快速发展。
| 