内容发布更新时间 : 2024/5/21 2:34:56星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

基于AT89C51单片机的温度测控系统设计

一、引言

随着现代化科技的进步，在很多工业控制场合需要非常精确的控制温度的变化，而在日常生活中，水温的智能控制应用也非常广泛，在这种环境下，便提出了智能水温控制系统。 本设计一单片机AT89C51为控制核心，用K型热电偶作温度传感器，信号经放大后输入模数转换器ADC0809,转换后的数字量输入到单片机AT89C51中。单片机中采用PID控制算法对测量数据和设定数据进行处理，处理后的数据经数模转换器DAC0832转换为模拟量，以此来控制全隔离单相交流调压模块，从而控制锅炉水温稳定与设定值。 二、温度控制系统方案设计

采用K型热电偶测量温度，讲温度信号放大后通过A/D转入单片机，单片机进行数滤波和PID运算处理后，结果经DAC0832转换为模拟量对全隔离单相交流调压模块进行控制，达到控制电炉水温的目的。系统方案如图1所示。

三、温度控制系统硬件设计

温度控制系统硬件包括：AT89C51单片机最小系统模块、A/D转换模块、D/A转换模块、信号放大电路、温控电路以及其它外围电路。 3.1单片机的选择

AT89C51是ATMEL公司采用CM0S工艺生产的低消耗、高性能8位单片机，与MCS-51单片机兼容，其功能特点为：(1)4K字节闪烁存储器(FLASH)，可进行1000次写。(2)静态操作，外界OHZ-24MHZ晶振。(3)三层程序存储器锁。(4)128字节内部数据存储器(RAM)。(5)32跟可编程输入，输出线。(6)两个6位定时/计数器。(7)六个中断源。(8)一个可编程串口。(9)支持低功耗模式和掉电模式。非常适合用作控制系统设计。

3.2传感器电路和信号放大电路

采用K型热电偶作为温度传感器，它是一种能测量较高温度的廉价热电偶。它的价格便宜，重复性好，产生的热电势大，约为0.041mV/度，因而灵敏度很高，而且它的线性很好。虽然其测量精度略低，但完全满足工业测量要求，所以它是工业最常用的热电偶。由于热电偶输出的电压信号频率

较低、电压弱，所以选用了一阶有源低通滤波电路。放大电路用同相放大、负反馈方式。

3.3模数转换器ADC0809与单片机的接口

模数转换器ADC0809是8位逐次比较式A/D转换芯片，具有地址锁存控制的分时采集8种模拟开关，其模拟量输入电压为0~5V，对应的数字量输出为00H-FFH，以及相应的通道抵制锁存用译码电路，其转换时间为100μs左右。 温度传感器将温度信号转换为电信号经放大后输入模数转换器ADC0809，转换后的数字量输入到单片机AT89C51中与模数转换器ADC0809的接口电路2如图所示。

3.4数模转换器DAC0832与单片机的接口

DAC0832主要参数如下：分辨路为8位，转换时间为1μs。满量程误差为±1LSB，参考电压为(+10~-10)V，供电电源为(+5~+15)V，逻辑电平输入与TTL兼容。