完整版电阻加热炉温度控制系统毕业设计.docx

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完整版电阻加热炉温度控制系统毕业设计

长春工业大学

毕业设计、毕业论文

题目电阻加热炉温度控制系统

学院人文信息学院

专业班级电气工程及其自动化070922班

指导教师王霆

姓名刘塞北

2011年6月3日

摘要

如今电阻炉被广泛应用于各大工业领域，通过单片机的实时控温来提高劳动生产效率和产品质量，同时对节能环保也有着重大意义。

本此设计的核心处理器为AT89C2051单片机，用其对电阻炉温度进行检测和控制。

选择了K型热电偶作为金属传感器，其优点是精度高成本低，并选择串行E²PROM24C01来存储测量数据和调控参数，这样就确保断电后数据仍能被保存。

检测信号经运算放大器放大后进入多路开关，多路开关轮流检测3个通道的温度信号后轮流输出给AD转换器，最后将电压信号转变为频率信号传输给单片机进行处理。

控制方式则为调功控制，通过使用光耦合双向可控硅对双向导通晶闸管的导通百分比进行控制，进而对电阻丝的功率进行调节。

在键盘上输入预设温度后，单片机通过控制双向导通晶闸管的导通百分比对电阻丝的功率进行调节，使温度控制在预设值，同时在LED显示屏上显示当前炉内温度。

关键词：

AT89C2051频率转换调整

Abstract

Nowresistanceeachindustrialfields.Microcontrollerisusedtocontroltemperaturetoimproveproductionefficiencyandproductquality，anditisimportanttotheenergyconservationandenvironmentalprotection．

ThedesignofthecoreprocessorasAT89C2051microcontroller，withitstotheresistancefurnacetemperaturetestingandcontrol．ChooseKtypethermocoupleasmetalsensor，itsadvantageislowcost，andchoose24C01E²PROMserialtostoragemeasurementdataandcontrolparameters，thusensureafterpowerfailuredatacanstillbesaved.Detectionsignalamplifieramplificationbyenteringmultipleswitchafter,multi-channelswitchturnsdetectionthreechannelstemperaturesignalaftertaketurnsoutputtoADconverter,finallythevoltagesignalintofrequencysignaltransmissiongivemicrocontrollertoundertakepercentage,andthepowerofresistancewireadjusted.Onthekeyboardinputpresettemperature,SCMthroughcontroldoubleguidethethyristorconductionpercentageofpowerofresistancewireontheadjustment,maketemperaturecontrolindefault,whileintheLEDdisplayondisplaythecurrentinside-.Identificationoftransferfunctionforcontrolof

greenhouseairtemperature[J].J.agric.engngRes.1995.

[19]MalvinoA.P.DigitalComputer.McGraw-HillPublishing.1977.

[20]PhilGilard.DistributedControl.C&I[J].1982.

[21]Culpan.MultinationalStrategic[M].TheHoworthPress.1993.

[22]RogerEM.Diffusionofinnovations.TheFreePress.1983

附录1：

电阻式锅炉的自动控温系统原理图

附录2：

电阻式锅炉的自动控温系统程序清单

初始化程序设计

CLEAR：

CLRA

DECA

MOVP1,A

MOVTMOD,#90H；采样周期

MOVSP,#75H

CLRA

MOV20H,A

MOV21H,A

MOV22H,A

MOV23H,A

MOV24H,A

MOV25H,A

MOV26H,A

MOV27H,A

MOV28H,A

MOV29H,A

MOVSCON,#10H

MOVTMOD,#01H

VSDAEQUP1.6

VSCLEQUP1.6

SLAEQU50H

NUMBYTEQU51H

MTDEQU30H

MRDEQU40H

SLAWEQU0A0H

SLAREQU0A1H

SETBEX0

SETBEA

RET

主程序入口和中断程序入口

INTRY：

ORG0000H

AJMPSTART

ORG0003H

RETI

ORG000BH

RETI

ORG0013H

RETI

ORG001BH

RETI

主程序

START：

LCALLCLEARMEMIO

MAIN：

MOVTMOD，#01H

MOVTH0，#07H

MOVTL0，#0FFH

SETBTR0

MOVR1，071H

MOVRO，4ACH

LCALLFMUL

MOVR1，A

LCALLFMUL

MOVR1，O1H

LCALLFADD

MOV20H，R0

MOVRO，00H

MOVR0，071H

LCALLFSQU

MOVR1，B

LCALLFMUL

MOV21H，R0

MOVRO，00H

MOVRO，071H

LCALLFSQU

MOVRI，071H

LCALLFMUL

MOVR1，C

LCALLFMUL

MOVR1，020H

LCALLFADD

MOVR1，21H

LCALLFADD

MOVR1，035H

LCALLFMUL

MOV22H，R0

MOVR0，071H

LCALLDISPLAY

LCALLKEY

MOVR0，023H

MOVR1，022H

LCALLCOLLECT

LCALLFCMP

MOVTMOD，#01H

LJMPINTT0

MOVTL0，#18H

MOVTH0，#0FCH

SETBEA

SETBET0

SETBTR0

INTT0：

CPLP1.2

MOVTL0，#18H

MOVTH0，#0FCH

RETI

END

终端服务程序

ORG0200H

T0INT:

MOVTL0,#3CH；重置T0时间常数

MOVTL0,#0B0H

DJNZR7,TOR；判1s到否?

未到返回

MOVR7,#10；重置1s计数器初值

LCALLTREF；调用温度设定值检测子程序

LCALLTADC；调用温度检测子程序

LCALLXSCL；调用标度变换子程序

LCALLDISP；调用刷新显示子程序

LCALLCONT；调用温度控制子程序

TOR:

RETI；中段返回

AD转换子程序

CONVERT：

NOP；

MOVTMOD,#09H

MOVTL0,#00H

MOVTH0,#00H

LOOP1：

NOP

JBP3.2,LOOP1

SERBTR0

LOOP2：

NOP

JNBP3.2,LOOP2

LOOP3：

NOP

JBP3.2,LOOP3

CLRTRP

MOVB,TH0

MOVA,TL0

MOVTL0,#00H

MOVTH0,#00H

AJMPLOOP1

键盘程序

ORG0000H；复位地址

LJMPSTAT；转初始化

ORG00003H；INT0中断入口地址

LJMPPINT0；转INT0中断服务程序

ORG0100H；初始化程序首地址

TREF:

MOVSP,#60H；置堆栈指针

SETBIN0；置INT0为边沿触发方式

置P0.4-P0.7输出0

SETBEA；CPU开中

SETBEX0；INT0开中

LJMPMAIN；转主程序并等待有键按下时INT0中断

ORG2000H；INT0中断服务程序首地址

PINT0:

PUSHAcc；保护现场

PUSHPSW

MOVA,P0；读行线（P0.0-P0.3）数据

CPLA；数据取反，“1”有效

ANLA,#0FH；屏蔽列线，保留行线数据

MOVR2,A；存行线（P0.0-P0.3）数据（R2低4位）

MOVP0,#0F0H；行线置低电平，列线置输入态

MOVA,P0；读列线（P0.4-P0.7）数据

CPLA；数据取反，“1”有效

ANLA,#0F0H；屏蔽行线，保留列线数据（A中高4位）

MOVR1,#03H；取列线编号初值

MOVR3,#03H；置循环数

CLRC

PINT01:

RLCA；依次左移入C中

JCPINT02；C=1,该列有键按下，（列线编号存R1）

DECR1；C=0,无键按下，修正列编号

DJNZR3,PINT01；判断循环是否结束未结束继续寻找

PINT02:

MOVA,R2；取行线数据（低4位）

MOVR2,#00H；置行线编号初值

MOVR3,#03H；置循环数

PINT03:

RRCA；依次右移入C中

JCPINT04；C=1,该行有键按下，（行线编号存R2）

INCR2；C=0,无键按下，修正行线编号

DJNZR3,PINT03；判断循环是否结束未结束继续寻找

PINT04:

MOVA,R2；取行线编号

CLRC

RLCA；行编号×2

RCLA；行编号×4+列编号=按键编号

MOV30H,A；存按键编号

POPPSW

POPAcc

RET1

数字滤波程序

FILTER:

MOVA,2CH

CJNZA,2DH,CMPI

AJMPA,CMP2

CMP1:

JNCCMP1

XCHA,2DH

XCHA,2CH

CMP2:

MOVA,2DH

CJNEA,2EH,CMP3

MOV2AH,A

RET

CMP3:

JCCMP4

MOVAH,A

RET

CMP4:

MOVA,2EH

CJMEA,2CH,CMP5

MOV2AH,A

RET

CMP5:

JCCMP6

XCHA,2CH

CMP6:

MOV2AH,A

RET

计算t=f（R）的程序如下：

FPLN:

POPDPH

POPDPL；从堆栈中得到au的指针

CLRA

MOVCA,A+DPTR；取出anp

MOVR6,A

INCDPTR

CLRA

MOVCAA+DPTR；取出anl

MOVR2,A

INCDPTR

CLRA

MOVCAA+DPTR；取出anl

MOVR3,A

INCDPTR

FP1:

MOVAR0

XRLA,R6

MOVC,ACC.7

MOV38H,C；暂存乘积符号

INCR0

MOVAR0；取出X的尾数

MOVR5,A

DECR0

DECR0

LCALLDMUL；调用定点双字节小数乘法子程序

MOVA,R2

JBACC.7,FP2

MOVA,R7；左规格化一位

RLCA

MOVA,R3

RLCA

MOVR3，A

MOVA,RZ

RLCA

MOVR2,A

DECR6

FPZ:

MOVA,R6；计算乘积的阶码

ADDAR0

MOVC,38H

MOVACC.7,C

MOVR6,A

CLRA

MOVCAA+DPTR；取出aip

MOVR7,A

INCDPTR

CLRA

MOVCAA+DPTR；取出aik

MOVR4,A

INCDPTR

CLRA

MOVCAA+DPTR；取出ail

MOVR5,A

INCDPTR

CLR3AH

LCALLFABP；调用浮点加法子程序

MOVA,R4

MOVR6,A

CLRA

MOVCAA+DPTR；取出下一个字节

CJNEA,#40H，FP1

LCALLFSTR；结束并回送计算结果

CLRA

JMPA+DPTR；转回后续指令

PID程序设计

PID:

MOVR5,31H；取W

MOVR4,32H

MOVR3,#00H；取Yi

MOVR2,2AH

ACALLCPL1；取Yi的补码

ACALLDSUM；计算ei=W-Yi

MOV39H,R7；存ei

MOV3AH,R6

MOVR5,35H；取I

MOVR4,36H

MOVR0,#4AH；R0放入乘积高位字节地址指针

ACALLMULT1；计算

MOVR5,39H；取

MOVR4,3AH

MOVR3,3BH；取

MOVR2,3CH

ACALLCPL1；求的补码

ACALLDSUB；求

MOVA,R7

MOVR5,A；存

MOVA,R6

MOVR4,A

MOVR3,4BH；取

MOVR2,4AH

ACALLDSUM；求

MOV4BH,R7

MOV4AH，R6

MOVR5,39H

MOVR4,3AH；取

MOVR3,3DH

MOVR2,3EH；取

ACALLDSUM；计算

MOVA,R7

MOVR5,A

MOVA,R6

MOVR4,A

MOVR3,3BH

MOVR2,3CH；取

ACALLCPL1；求的补码

ACALLDSUM；计算

MOVA,R7

MOVR5,A；存和

MOVA,R6

MOVR4,A

MOVR3,3BH

MOVR3,3CH；取

ACALLCPL1；求的补码

ACALLDSUM；计算

MOVR5,37H；取D

MOVR4,38H

MOVR0,#46H

ACALLMULT1；求出

MOVR5,47H

MOVR4,46H；存

MOVR3,4BH

MOVR2,4AH；取

ACALLDSUM；计算

MOVR5,33H；取

MOVR4,34H

MOVR0,#46H

ACALLMULTl；计算

MOVR3,47H

MOVR2,46H

MOVR5,2FH；取

MOVR4,30H

ACALLDSUM；求出

MOV2FH,R7

MOV30H,R6

MOV3DH,3BH；存

MOV3EH,3CH

MOV3BH,39H；存

MOV3CH,3AH

RET

DSUM:

MOVA,R4

ADDA,R2

MOVR6,A

MOVA,R5

ADDCA,R3

MOVR7,A

RET

CPLI:

MOVA,R2

CPLA

ADDA,#0lH

MOVR2,A

MOVA,R3

CPLA

ADDCA,#00H

MOVR3,A

RET

MULTI:

MOVA,R7

RLCA

MOVSIGN1,C；存被乘数符号位

JNCPOS1；被乘数为正转

MOVA,R6；求补

CPLA

ADDA,#0lH

MOVR6,A

MOVA,R7

CPLA

ADDCA,#00H

MOVR7,A

POSI:

OVA,R5

RLCA

MOVSIGN2,C；存乘数符号位

JNCPOS2；乘数为正转

MOVA,R4

CPLA

ADDA,#0lH

MOVR4,A

MOVA,R5

CPLA

ADDCA,#00H

MOVR5,A

POSZ:

ACALLMUL1，

MOVC,SIGN1

ANLC,SIGN2

JCTPL；C=1是两个负数相乘转

MOVC,SIGN1

ORLC,SIGN2

JNCTPL；C=0是两个正数相乘转

DECR0

DECR0

DECR0

MOVAR0

CPLA

ADDA,#0lH

MOVR0,A

INCR0

MOVARO

CPLA

ADDCA,#00H

TPL:

RET

MULT:

MOVA,R6；取b

MOVB,R4；取d

MULAB；求bd

MOVRo,A；求bdL

MOVR3,B；求bdL

MOVA,R4；取d

MOVB,R7；取a

MULAB；求ad

ADDA,R3；求adL+bdH

MOVR3,A；暂存adL+bdH

MOVA,B

ADDCA,#00H；adH

MOVR2,A；暂存

MOVA,R6；取b

MOVB,R5；取c

MULAB；求bc

ADDA,R3；求adL+bcL+bdH

INCR0；修改指针

MOVR0,A；乘积第三字节存入

CLR55BH；清标志

MOVA,R2

ADDCA,B；求adH+bcH

MOVR2,A

JNCLAST；无进位数

SETB5BH；置进位标志

MOVA,R7；取a

MOVB,R5；取c

MULAB；求ac

ADDA,R2；求acL+adH+bcH

INCR0

MOVR0,A；存积的第二个字节

MOVA,B

ADDCA,#00H

MOVC,5BH

ADDCA,#00H

INCR0；修改指针

MOVR0,A；存积的最高字节

RET

1.指导教师简要评语（质量、水平，能否参加答辩）

指导教师签字

年月日

2.评阅教师简要评语（质量、水平，能否参加答辩）

评阅教师签字

年月日