基于单片机的3KW电炉温度控制系统的设计

摘  要

本设计是基于单片机的3KW电炉温度控制系统的设计,主要以51系列单片机为核心单元对电加热炉进行控制，实现额定功率为3KW，最高温度为800℃,温度误差控制在0.5%,使其温度稳定在某一个值上的温度控制器。并且具有键盘输入温度给定值，LED数码管显示温度值的功能。

计算机以TP89C51单片机作为该控制系统的核心,能自动完成对温度进行采集、处理、缓冲、转换、并进行PID实施控制和键盘终端处理及显示，包括各参数数值的修正。采用脉宽调宽技术,双向可控硅输出,工作稳定、性能可靠,该系统具有软启动、程序升温、键盘输入、显示等功能。

设计中介绍了硬件部分，包括：温度检测、温度控制电路和一些接口电路（SCR触发回路、A/D转换外部接口、V/I转换接口）。软件方面，TO中断服务程序、分段控制程序、给定值计算程序、采样程序、数字滤波程序以及PID计算程序等。

关键词:单片机;电炉;温度控制

目  录

摘  要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第1章 绪  论 1

第2章 温度控制系统结构图及总述 3

第3章 温度控制系统的仿真 4

3.1对系统建立模型 4

3.2参数整定 5

3.3实验仿真模拟结果 6

第4章 温度控制系统的硬件设计 8

4.1微型计算机的选择 8

4.2 SCR触发回路和主回路 9

4.3热电偶的选择 10

4.4 4～20mA变送器XTR101 10

4.5 I/V转换器RCV420 12

4.6 A/D转换器AD574 13

4.6.1 A/D574的特点和引脚功能 13

4.6.2 偏置和满量程调整 15

4.7键盘与显示 16

4.7.1 8279的组成部件 17

4.7.2 8279的功能说明 19

4.7.3 8279的状态格式和状态字 21

4.8 LED数码管的结构与原理 21

4.8.1显示原理 22

4.8.2多位LED显示器的显示方式 23

4.9 行列式键盘（矩阵式键盘） 23

第5章 直流电源的设计 25

5.1 15V直流稳压电源的设计 25

5.2 +24V直流电源的设计 26

5.3 +5V直流电压源的设计 27

第6章 温度控制系统的软件设计 29

6.1温度控制系统软件结构图 29

6.2温度控制系统的总体流程图 29

6.3模块程序流程图 30

结束语 33

致  谢 34

参考文献 35

附  录 36