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浅论单片机在温控系统中的应用

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浅论单片机在温控系统中的应用

[论文关键词]单片机温度控制 [论文摘要]以单片机为基础，分别以轿车温控系统和贮液容器温控系统为 例，阐述单片机在温控系统中的应用原理。

一、单片机在贮液容器温控系统中的应用 该系统中以贮液容器温度为被控参数，蒸汽流量为控制参数，输入贮液容

器冷物料的初温为前馈控制，构成前馈一反馈控制系统。发挥前馈控制和反馈 控制的各自优势，将可测而不可控的干扰由前馈控制克服，其他干扰由反馈控

制克服，从而达到控制贮液容器温度。满足工艺要求的目的。 (一）硬件设计。选单片机AT89C51为主机，配以两路传感变送器、多路

开关、A/D转换器、D/A转换器、V/I转换器、调节阀等实现对贮液容器温 度的自动控制，同时还设有报警电路、键盘和显示电路。系统在稳态时，贮液 容器的温度恒定在工艺要求的数值不变。当冷物料的初始温度与其设定值相比

发生变化时，如果变化很小，将完全由前馈控制来克服这一变化给系统带来的 影响；如果变化大，前馈控制不能完全克服这一变化给系统带来的影响，反馈

控制则开始动作。当冷物料的初始温度不变，而由其他干扰引起贮液容器的温 度发生变化时，只有反馈控制动作，最终使系统重新达到稳态。

1. 前向通道的设计 采用JUMU90系列的温度传感变送器，其输入范围为：0°C〜500°C，输出

为 4raA〜20raA(DC),测量精度为0.5%.选用10位逐次逼近式A / D转换芯片

AD571[2]，接收到有效的CONV ERT命令后，内部的逐次逼近寄存器从最高位开

始顺次经电流输出的DAC在比较器上与模拟量经5k8电阻所产生的电流相比较。

检测完所有位后，SAP中包含转换后的10位二进制码。转换完成后，SAP发出

DR信号(低电平有效），单片机查询到DR=0时，便使其打开三态缓冲器输出

数 据。

2. 后向通道的设计 (1) D/A转换器的设计。为了满足系统的精度要求，选用10位的

D/A转 换器DAC1020。由于其内部不带有锁存器，所以必须通过I/O 口才能与

AT89C51单片机连接，又由于AT89C51的字长是8位的，一次操作只能传输8

位数据.因此AT89C51必须进行两次操作才能把一个完整的10位数据送到 AC1020。为了使10位数据能够同时送人DAC1020，避免输出电压波形出现

毛刺 现象，故必须采用双缓冲器方式。AT89C51先把高2位数据输出到74LS74(1), 接着把低8位数据输出到74LS377，与此同时74LS377的片选信号也作为 74LS74(2)的时钟脉冲，把74IS74(1)的内容打人74LS74(2)中，从而使一个完

整的数据同时到达DAC1020的数据输入端.这样就消除了 DAC输出端的毛刺现

象。 (2) 执

行器及调理电路的设计。系统中选用的是ZMAN

16BG, ZGICrl8Ni9Ti

型号的对数流量特性的调节阀。阀的输入信号为气信号，而D/A转换器的输出 为Ov〜5 V的电压信号.所以在D/A转换器和调节阀之间要加一个V/I转换

器和一个电气阀门定位器，将Ov〜5v的电压信号先转换成4mA〜20raA的电流信

号后，再将4mA〜20mA的电流信号转换成0. 02MPa〜0. IMPa的气信号。使调 节阀接收气信号而工作。

(二）软件设计。经分析，系统软件可采用结构化模块程序设计，主要有 系统主程序、看门狗中断服务程序、键盘扫描子程序、显示子程序、报警子程

序、A/D转换子程序、D/A转换子程序、PID数据处理子程序、BCD码转换子 程序。

主程序开始后，先对单片机AT89C51和8155芯片进行初始化，接下来是开中断， 调用键盘扫描子程序，选通多路模拟开关的1号通道，将采集的数据送人A/D

转换器转换后传入单片机。若温度越限就报警处理，否则直接处理后送显示， 再选通多路模拟开关的2号通道，将采集的数据送人A / D转换器转换后送人单

片机进行总的运算处理，输出给D / A转换器变成模拟信号去改变调节阀的开 度。

二、单片机在汽车空调温控系统中的应用

(一）硬件系统。本系统选用ATMEL公司的AT89系列单片机中的AT89C52， AT89C52单片机是一种新型的低功耗、高性能且内含8K字节闪电存储器的8位 CMOS微控制器，与工业标准MCS — 51指令系列和引脚完全兼容。有超强的加

密功能，其片内闪电存储器的编程与擦除完全用电实现，数据不易挥发，编程 /擦除速度快。AT89C52芯片内部有6个中断源：两个外部中断INTO和

INT1.三个定时器中断(定时器0, 1，2)和一个串行口中断。在本系统中涉及 到AT89C52芯片的中断源有五个：分别是外部中断INT1，定时/计数器TO，T1

和T2以及串行口中断。本测控系统采用电平激活方式，也即是INT1=0; —旦 INT1引脚的采样值为低电平，则TC0N寄对丁•定时器T0和H，通过寄存器 TMOD, TC0N来控制和选择定时/计数器的功能和操作模式。这些寄存器的内容 靠软件设置，系统复位时，寄存器的所有位都被清零。而T2的工作是靠对

T2C0N寄存器进行软件设置而定义的。本系统采用定时TO来计算车厢温度采集 的时间间隔，设置为工作方式1，即16位计数定时方式：定时T1作波特率发

生器使用，选择在工作方式2，即8位自动加载方式；定时器T2用于确定混合 风门步进电机输入脉冲的频率，设置位16位常数自动重装人的工作方式。

当采用12MHz的晶振时，计数速率为1MHz.微机串口通常采用RS232电平， 而单片机串口是ITrL电平，二者不兼容。所以，接口必须做电平转换处理。采 用MAXIM公司的MM232电平转换芯片。单片机串行口的TXD，RXD和GND经电

平转换分别与微机的RXD, TXD和SG相连，MAX232电平转换芯片的第9, 10引 脚分别接单片机的10和11引脚。DB9串口的第2，3引脚分别接MAX232电平

转换芯片的7，8引脚。通过MAX232的TTL电平和RS232的输入/输出端口， 自动地调节了单片机串口的TTL电平信号和RS232的串行通信信号的电平匹配。

数据发送是由一条写发送寄存器(SBUF)的指令开始，随后在串行口由硬件自动 加人起位和停止位，构成一个完整的帧格式，然后在移位脉冲的作用下，由

T1D端串行输出。一个字符帧发送完后。使TXD输出线维持在“1”状态下，并

将串行控制寄存器SC0N的TI位置“1”，通知CPU可以接着发送下一个字 符

(二）软件系统。轿车空调智能温控系统的工作模式分为“正常运行模 式”、“软关机模式”、“手动控制模式”和“自动控制模式”。系统上电时,

软件进人上电自检状态，这时系统会首先从监控芯片X25045读入上次断电前存 人EEPROM的系统状态信息，初始化各个中断并恢复空调控制器到上次关机

前状 态。经过上电初始化，智能温控系统会恢复到上次关机前的“正常运行模式”。

此时，通过温度调节按键可以设定需要的温度值，温度传感器定时检测车厢温 度，显示器显示温度设定值和温度测量值，混合风门的开度会根据温差和温差

变化自动调节，温控系统能够与PC机通过串口通讯交换数据。按一下“ON/ OFF”键，可使温控系统进入“软关机模式”。此时，系统不能再进行温度检测、

温度设定和串行通讯，显示器熄灭，混合风门步进电机停止运转。

参考文献： [1] 李华，MCS — 51系列单片机实用接口技术[M].北京：北

京航空航天大 学出版社.1993. 306405.

[2] 唐艳，AT89C52单片机在轿车空调温度控制系统中的应用[M].农业装备 与车辆工程.2007. 9.

[3] 何立民，单片机应用系统设计系统配置与接口技术[M].北京:北京航空

航天大学，1990.

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基于单片机的温度控制系统论文.

基于单片机的温度控制系统论文.

基于单片机的温度控制系统设计

基于单片机的温度控制系统设计

摘要：现今，单片机在检测和控制系统中得到了广泛的应用。与此同时,温度是一个系统经常需要测量、控制和保持的量，而温度是一个模拟量，不能直接与单片机交换信息，因此需要采用适当的技术将模拟的温度量转化为数字量，在原理上虽然不困难但成本却较高，还会遇到其它方面的问题。因此对单片机温度控制系统的研究有重要目的和意义。 The design of the temperature control system based on

singlechip Abstract: Nowadays,the singlechip has a extensive application in the detect

and control system.Meanwhile,the temperature is a variable parameter which need to

test ,control and maintain in the system,however,the temperature is a analog quantity so

that we cannot exchange message with the singlechip directly.In case that we should

take appropriate technology to turn the temperature of the analog into the digital

quantity. Even though the theory is not difficuilt ,the cost is sharply high.what is

more,we would encounter others problems,too.Therefore,the research of the

基于单片机的温度控制系统设计原理

基于单片机的温度控制系统设计原理

基于单片机的温度控制系统设计原理

基于单片机的温度控制系统设计

概述

• 温度控制系统是在现代生活中广泛应用的一种自动控制系统。它通过测量环境温度并对温度进行调节，以维持设定的温度范围内的稳定状态。本文将介绍基于单片机的温度控制系统的设计原理。

单片机简介

• 单片机是一种集成电路芯片，具有强大的计算能力和丰富的输入输出接口。它可以作为温度控制系统的核心控制器，通过编程实现温度的测量和调节功能。

温度传感器

• 温度传感器是温度控制系统中重要的部件，用于测量环境温度。常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶和数字温度传感器等。在设计中，需要选择适合的温度传感器，并通过单片机的模拟输入接口对其进行连接。

温度测量与显示

• 单片机可以通过模拟输入接口读取温度传感器的信号，并进行数字化处理。通过数值转换算法，可以将传感器输出的模拟信号转换为温度数值，并在显示器上进行显示。常见的温度显示方式有数码管和LCD等。

温度控制算法

• 温度控制系统通常采用PID（比例-积分-微分）控制算法。这种算法通过比较实际温度和设定温度，计算出调节量，并通过输出接口控制执行机构，实现温度的调节。在单片机程序中，需要编写PID控制算法，并根据具体系统进行参数调优。

执行机构

• 执行机构是温度控制系统中的关键部件，用于实际调节环境温度。常见的执行机构有加热器和制冷器。通过单片机的输出接口，可以控制执行机构的开关状态，从而实现温度的调节。

界面与交互

• 温度控制系统还可以配备界面与交互功能，用于设定目标温度、显示当前温度和执行机构状态等信息。在单片机程序中，可以通过按键、液晶显示屏和蜂鸣器等外设实现界面与交互功能的设计。

总结

• 基于单片机的温度控制系统设计涉及到温度传感器、温度测量与显示、温度控制算法、执行机构以及界面与交互等多个方面。通过合理的设计和编程实现，可以实现对环境温度的自动调节，提高生活和工作的舒适性和效率。 以上是对基于单片机的温度控制系统设计原理的简要介绍。希望能够对读者有所帮助，进一步了解温度控制系统的工作原理和设计方法。

单片机控制的锅炉温控系统研究

单片机控制的锅炉温控系统研究

龙源期刊网

单片机控制的锅炉温控系统研究

作者：耿瑞

来源：《数字技术与应用》2013年第12期

摘要：热水锅炉是目前我国北方冬季的主要供暖设备，在居住生活和公共建筑中都得到了广泛使用。它通过燃烧燃料使水温升高而供用户取暖，锅炉内流动的水的温度控制对锅炉非常重要。本文对基于INTEL的8051单片机为控制核心的锅炉温度控制系统进行研究设计。

关键词：8051单片机 热水锅炉 温度采集 模/数转换

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）12-0008-01

随着我国经济的不断发展，资源和环境的矛盾问题日渐突出，而作为我国北方供暖的主要设备——热水锅炉能耗大、自动化控制水平不高、安全性能低。利用先进的自动化设备和计算机控制技术组成系统来代替人工操作与控制，能够明显地提高工作效率，加强安全保障。

单片机是利用超大规模集成电路技术把CPU、随机存储器、只读存储器等各种部件集成在一块的微处理器。从1976年INTEL研制的第一个单片机的问世，到目前单片机技术的飞速发展，现在单片机的应用已经涉及到我们生活的各个领域。利用单片机对锅炉中的温度进行检测和控制，操作简单，灵活性高。

1 系统总体设计思路

1.1 结构框图

热水锅炉温度控制系统主要是由温度采集与检测、模/数转换接口电路、按键控制、LED液晶显示、报警电路等几部分组成的。

1.2 工作原理

采用INTEL的8051单片机、热电偶温度传感器、液晶显示器LCD1602等硬件设备，价格便宜，编程简单。在工作状态下，不断采集炉温并转化为电压信号，再经过A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，读入到单片机控制中心进行数据处理，并送到液晶显示屏上显示当前所测炉温，同时与当前设定高温报警值进行比较，当炉温大于报警值随即停止加热并发出报警，当温度低于设定下限值时，进行加热处理。由此重复实现对锅炉温度的控制。

基于单片机的智能温度控制系统设计

基于单片机的智能温度控制系统设计

河南城建学院本科毕业设计（论文） 摘要

I 摘 要

在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用AT89C51单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。

本系统的温度检测电路中采用芯片DS18B20，简化了系统的软硬件设计，提高了温度检测的精度。在输出控制中主要采用硬件电路实现，降低了程序的复杂性。在系统的硬件电路中采用了抗干扰设计，增强了系统的抗干扰能力。系统的软件设计采用了模块化结构，具有可移植性强和通用性强的特点。

关键词：AT89C51单片机，温度，DS18B20

河南城建学院本科毕业设计（论文） Abstract

II Abstract

In the modern industrial production, the current, voltage, temperature,

pressure, and flow, velocity, and switch quantity is accused of main parameters.

Example: in metallurgical industry, chemical industry, electric power

engineering, paper industry, machinery and food processing and so on many

domains, people need to all kinds of heating furnace, heat treatment furnace,