摘 要： 本文介绍了以MCS-51单片机为核心的温度控制器的设计,在
该设计中采用高精度的温度传感器AD590对电热锅炉的温度进行实时精确测量,用超低温漂移高精度运算放大器OP07将温度-电压信号进行放大,再送入12位的AD574A进行A\\D转换,从而实现自动检测,实时显示及越限报警。控制部分采用PID算法,实时更新PWM控制输出参数,控制可控硅的通断时间,最终实现对炉温的高精度控制。
关键词：MCS-51单片机；温度；软硬件；硬件原理图；程序框图；设计
目 录
一、 任务 （2） 二、工艺要求 （2） 三、本系统的性能指标 （2） 四、系统组成和总体控制方案 （2） 五、硬件设计 （3） 六、软件设计 （8） 七、程序说明 （16）
八、调试方法及结果分析 （18） 九、对象特性的测量和识别 （21）
十、设计总结 （22）
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电热锅炉温度控制器的设计
一、 任务：
用单片机自动控制电热锅炉温度调节系统。
二、工艺要求：
1．系统应有良好的操作性能，为了使用方便和维修，系统控制开关要少。 2．通用性好，便于扩充。 3．系统可靠性要高。
三、本系统的性能指标：
输出功率：20KW 温度设定：键盘
温度显示：4位LED数码管 显示误差：±5°C 控制温度：500℃-1000℃
四、系统组成和总体控制方案。
系统设计总体框图如下：
A.初步选定系统采用单闭环控制。因为所带负载是阻性元件，其线性度比较好，温度变化不太高，但对控制精度有一定的要求。
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B.执行机构采用三相电热丝，我们用控制电流的变化来控制温度的变化。 C.计算机部分起巡回检测、闭环调节和计算推理的作用。
五、硬件设计：
1、 MCS-51
P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST/VPDRXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4123456789101112131415161718192080318051T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1Vss87514039383736353433323130292827262524232221VccP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VppALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0VccVssRST/VPDXTAL18031P0口地址数据总线XTAL2EA/VppPSENALE/PROG8051P1口第二功能P3口8751P2口地址总线 电源引脚Vcc和Vss： Vcc，电源端，接＋5V；Vss，接地端。
时钟电路引脚：XTAL1：接外部晶振和微调电容的一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输
入，若使用外部TTL时钟时，该引脚必须接地。
XTAL2：接外部晶振和微调电容的另一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输出，若使用外部TTL时钟时，该引脚为外部时钟的输入端。
地址锁存允许ALE ：系统扩展时，ALE用于控制地址锁存器锁存P0口输出的低8位地址，
从而实现数据与低位地址的复用
外部程序存储器读选通信号/PSEN：是读外部程序存储器的选通信号，低电平有效。 程序存储器地址允许输入端/EA ：当为高电平时，CPU执行片内程序存储器指令，但当PC
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中的值超过0FFFH时，将自动转向执行片外程序存储器指令。当为低电平时，CPU只执行片外程序存储器指令。
复位信号RST ：该信号高电平有效，在输入端保持两个机器周期的高电平后，就可以完成。 输入/输出口引脚P0、P1、P2和P3：
P0口（P0.0～P0.7）：该端口为漏极开路的8位双向口，负载能力为8个LSTTL负载，
它是8位地址线和8位数据线的复用端口。
P1口（P1.0～P1.7）：它是一个内部带上拉电阻的8位准双向I/O口，P1口的驱动能力
为4个LSTTL负载。
P2口（P2.0～P2.7）：同P1口。在访问外部程序存储器时，它作存储器的高8位地址线。 P3口（P3.0～P3.7）：P3口同样是内部带上拉电阻的8位准双向I/O口，P3口除了作为
一般的I/O口使用之外，还具有其它特殊功能。
2、铂热电阻：
铂热电阻是电阻体采用铂金属、具有正的温度系数的一种电阻，广泛用作稳定温度系数的电阻以及温度传感器。铂热电阻的端子有不同的联结方式，如图（1）既2线式，3线式和4线式。它虽是一种阻值随温度改变的温度传感器，但实际上使用时要把引线电阻记算在内。因此2线式适用于传感器在印制板上。
图（1）
（a）2接线 （b）3接线 （c）4接线
测量铂热电阻的阻值大致有二种方法即恒压法和恒流法。
恒压法就是加在铂热电阻两端电压保持恒定，测量电流变化的方法。若有恒压源（标准电池），恒压法的电路就非常简单，另外，组成桥就可进行温漂补偿，因此，这种方法被广泛使用。但电流与铂热电阻的阻值变化成反比，用于很宽的温测范围，进行线性时要特别注意。
恒流法就是流经铂热电阻的电流保持恒定，测量其两端电压的方法。对于恒流法，电流
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与铂热电阻的阻值变化成正比，因此，线性化简便，但要获得准确的恒流源时电路比较复杂。
图（2）是2线式的铂热电阻接线图，它是一种检测温度的电路。这种接法属于恒压法，但实际选用的R1阻值比RT高很多，因此RT阻值变化引起的测量电流变化不大，获得近似恒流的线性输出。
图（2）
3、模拟量输入电路
1）8155
（b）引脚图
主要接口信号：
AD0～AD7 地址数据复用线
ALE 地址锁存信号，它除进行AD0～AD7的地址锁存控制外，还用于片选信号CE和
等信号锁存控制
读选通信号
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