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            基于數字PID和51單片機的溫度控制系統(tǒng)

            作者: 時間:2011-11-24 來源:網絡 收藏
            在工業(yè)生產過程中,溫度是工業(yè)生產過程中常見的工藝參數之一,對溫度控制的好壞直接影響產品的質量。及時準確地得到溫度信息并對其進行適當的控制,在許多工業(yè)場合中都是重要的環(huán)節(jié)。對于不同生產情況和工藝要求下的溫度控制,所采用的加熱方式和控制方式均不同。本文介紹了一種基于89C52單片機的,本系統(tǒng)的任務是對溫度進行實時監(jiān)控與控制。它以溫度傳感器DSl820對溫度進行測量、采樣與轉換,并將測量結果送給單片機;單片機將輸人的溫度值與內部指定單元的給定溫度值進行比較,根據比較結果,通過一個執(zhí)行機構(可控硅)對加熱源(加熱爐的溫度)的開關狀態(tài)進行控制。在控制環(huán)節(jié)中,本系統(tǒng)采用的是控制算法來實現上述功能。傳統(tǒng)的PID控制電路結構復雜,需配合相應的可控硅控制電路完成對溫度的控制。具有器件多、生產成本高、電路調試復雜的缺點。所以,在該的設計中,運用單片機89C52進行運算能充分發(fā)揮軟件系統(tǒng)的靈活性,具有控制方便、簡單和靈活性大等優(yōu)點。

            1 系統(tǒng)結構及主要硬件電路設計
            1.1 系統(tǒng)結構

            該系統(tǒng)的控制對象是水溫,水溫經測溫傳感器DSl820轉換成電壓信號,經A/D轉換成計算機可以接收的數字信號,保存在89C52單片機采樣值單元中;再利用鍵盤輸入設定溫度,經溫度標度轉換成二進制數,保存在單片機內設定值單元;然后,調用顯示子程序,顯示設定溫度和采樣溫度,然后把采樣值與設定值輸入單片機內進行控制算法的運算,運算結果由單片機輸出,通過可控硅交流調壓裝置來控制時間的導通和關斷,在達到設定溫度后利用PWM方法來保持此溫度,以此來調節(jié)溫度。該系統(tǒng)原理圖如圖1所示。


            l.2 硬件電路設計
            根據任務要求,確定了器件和系統(tǒng)電路。系統(tǒng)電路簡圖如圖2所示。該系統(tǒng)以高性能/價格比的89C252單片機為控制系統(tǒng)的核心,采用新型單片機數字測溫傳感器DSl820來測量溫度,由雙向可控硅驅動電路MOC3854和雙向可控硅TLC253A組成輸出控制通道。除此之外,還有鍵盤電路、顯示電路、報警電路等。

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