单片机的温控制系统设计孙连强.doc

在现代化工业生产中，温度控制系统的设计是至关重要的。当前，随着对产品质量和数量需求的提高，温度控制技术也得到了迅速发展。温度控制系统在冶金、化工、电力、造纸、机械制造和食品加工等多个行业都扮演着重要角色，尤其在对加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制方面显得尤为关键。温度控制系统不仅可以提供方便快捷的控制方式、简单的组态需求和高度的灵活性，还可以显著提升温度控制技术指标，进而提高产品的质量和生产效率。 在温度控制系统的设计上，基于单片机的温度控制系统具有显著的优势。单片机以其体积小、成本低、可靠性高、应用范围广及指令系统完善等特点，在各个行业得到广泛应用。尤其在小型化和智能化电子产品日益受到人们青睐的今天，单片机技术的成熟和进步更是推动了这一领域的发展。 单片机温度控制系统的设计主要包括系统结构设计、元器件的选取、控制算法的选择、程序的调试和系统参数的整定几个方面。系统结构设计需要考虑中央处理器（CPU）的选择、温度采集电路的设计、温度控制电路的设计，以及系统的总体设计框图和硬件电路设计。此外，还需要考虑软件设计，包括程序框架结构、程序流程、主要模块功能的实现，以及系统安装调试与测试。 在本设计中，以MCS-51系列的AT89C51单片机作为CPU，温度信号由PT1000温度传感器提供，经过电压放大电路使用超低温漂移高精度运算放大器OP07进行放大。该系统可以实现对温度的实时显示、自动控制和加热曲线预设等功能，采用分段查表法来获取各点温度。控制周期设置为100个三相交流市电周期，即2秒一次。系统具有人机交互界面，能够对温度进行实时监测和调整。 以单片机为核心的温度控制系统相较于传统的温度控制方式，其优势体现在多方面。例如，单片机控制的盐浴炉温度控制系统可以通过“点位”控制及常规的PID控制器来适应一般温度系统控制，而对滞后复杂时变温度系统控制则采用更高级的智能化、自适应控制仪表。此外，大型粮库采用PC上位机与单片机下位机相结合的方式，下位机可以连接多个数字式温度传感器DS1820，大大提高了系统的精确性和稳定性。 目前，我国的温度控制技术总体水平大约处于20世纪80年代中后期的水平。我国虽然拥有一些成熟的以“点位”控制和常规PID控制器为主的产品，但在面对复杂系统或要求较高控制场合时，国内技术尚不成熟，智能化、自适应控制仪表的商品化应用相对较少。因此，研发更先进、更可靠、更智能化的温度控制系统是当前的一个重要研究方向。 为了实现更精确和高效的温度控制，单片机技术的不断发展和应用将起到至关重要的作用。在不久的将来，我们可以期待温度控制系统能够在性能和智能化方面得到进一步的提升，更好地服务于各类工业生产和日常生活中。