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基于单片机的温度测控系统的设计与实现

Absbract This article introduced a temperature examination and the control system based on single chip micro-
computer. This system can realize the real-time and on-line monitor, and alarm. And this system has the extension and
the sexual-price compared to the high merit.
    Keywords Single chip microcomputer Temperature sensor Temperature~Temperature control
Relay
1引言
    现代生产过程中，温度的测量和控制极为普遍，特别是
在冶金、化工、机械各类行业中，广泛使用加热炉、热处理炉、
反应炉等，约占所有被控对象的50%。实时采集其信息，及
时发现潜在故障，并采取相应的处理措施，对确保其良好运
行状态具有重要意义。单片机有着体积小、功耗低、功能强、
性能价格比高等显著优点，将其用于温度检测和控制系统中
可大大地提高控制质量和自动化水平，具有良好的经济效益
和推广价值。利用单片机对温度进行测控的技术，日益得到
广泛应用。
流电压源(4V - 30V )，功率的需求比较低(1.5Mw,5V)。其愉
出是高阻抗(710MD)电流，因而长线上的电阻对器件工作影
响不大。AD590是已作过校正的，共有1,J, K,L, M五档，M
档精度最高。K档精度居中，测温精度为0.390，测温重复性
优于0.19v，经非线性补偿，精度可达t0.19vo
    模拟量输人通道由放大器、A/D转换和光辆合器组成。
放大器采用差动愉人放大电路组成。本系统采用8位逐次
逼近式A/D转换器ADC0809。在主机控制下将被测信号送
入主机进行处理，采集到的数据进行必要的运算处理后通过
光辆合愉出到愉出通道。
2系统硬件设计
2.1硬件系统的构成
    本系统将温度传感器检测到的温度值经转换后，送人单
片机中，进行预处理并与设定值进行比较得出偏差。对此偏
差按PID算法进行修正从而实现对温度的控制。系统原理
图如图1所示。从图1中可以看出，整个微机检测与控制系
统是以数据采集模块、控制量愉出模块、主控模块、人机通讯
模块和稳压电源五部分组成。
2.2主要模块设计
2.2.1数据采集模块
    本设计适用于。一8000t的温度测控。检测元件选用镍
铬-镍硅热电偶，分度号为K，对应的愉出信号为。一41.
269mV。为了消除环境温度的影响，本设计采用美国模拟器
件公司生产的单片集成两端感温传感器AD590对热电偶冷
端温度进行补偿。AD590具有较高的精度和重复性，不需辅
助电源，线性好，使用方便，可实现远距离测量，便于微机系
统远程测控。AD590可以检测正负温度数值，只需要一个直
二Y9川大学电气信息学院成都610065
，二山东省产品质童监赞检脸研究院25加14
                    图1系统原理图
2.2.2控制量愉出模块
    模拟量愉出通道由光辆合器和D/A转换器以及多路转
换器组成。经光电辆合器送来的主控制模块的决策信号再
经D/A转换器转换为模拟电压信号，经多路转换器分别对应
送至相应过程通道，控制相应过程通道的温度按照预期值变
化。
2.2.3主控制模块
    由中央处理单元、实时时钟与定时电路、掉电保护电路、
数据通信模块组成。单片机选用指令功能强、寻址范围宽、
中断能力强、兼容性好的8位单片机AT89G55。本系统在工
作过程中需要在掉电时也能够完整保存存储数据。目前，不
挥发性存储器产品主要有FRAM存储器Flash存储器等。

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电磁阀专业知识

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