加热炉温度监测课设 - 图文(4)

本科生课程设计（论文）

40H存放状态标志位； 45H存放AD转换状态标志位； 44H存放设置完成标志位； 40H存放设置项目标志位； 41H存放按键完成的标志位。 42H存放软件定时器状态标志位。

系统的程序包括主程序、中断服务程序和一些具有特定功能的子程序，是系统软件的主要组成部分。该系统的主程序有初始化（包括89S51的初始化，定时器初始化，看门狗初始化等）、A/D转换，标度变换，功程序模块组成，其流程图如图所示:

开始 初始化 设置看门狗

标度变换

返回 图4.1主程序流程

调用A/D转换子程序 数据处理 显示 本系统在进行显示时，外界的物理量经过A/D转换变为数字量再经过标度变

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换、显示处理，显示出来，因此显示程序应该写在中断里面，这里本人设定的是每隔10ms一次，即每隔10ms送因此显示。

4.2显示子程序的设计

标度变换：生产中的各种参数都有不同的数值和量纲，例如本系统的温度单位℃，这些参数经A/D转换后，统一变成数字量，这些数字量虽然代表参数值的大小，但是不能表示带有量纲的参数值，因此必须将其转换成有量纲的数值，才能进行显示。这种转换就称为标度变换或工程量转换。

线性标度变换是最常用的标度变换方式，其前提条件是参数值与A/D转换结果（采样值）之间应呈线性关系。本系统正适合这种标度变换。当输入信号为0（即参数值起点值），A/D输出值不为0时，标度变化公式为：

式中：

Ao：参数量程起点值，一次测量仪表的下限； Am：参数量程终点值，一次测量仪表的上限； Ax：参数测量值，实际测量值（工程量）；

No：量程起点对应的A/D转换后的值，仪表下限对应的数字量； Nm：量程终点对应的A/D值，仪表上限对应的数字量；

Nx：测量值对应的A/D值（采样值），实际上是经数字滤波后确定的采样值。 其中，Am、Ao、Nm、No对一个检测系统来说是常数。

由于本系统采用的MAX6675内部经过激光矫正，因此其转换结果与对应温度值有很好的线性关系，其数字量最小值为0，对应的温度值为0℃，数字量最大值为4095，对应的温度值为1023.75℃，即Ao=0，Am =1023.75，No =0，Nm =4095。

则

Ax=（1023.75-0）（Nx-0）/4095 +0 (4-2) Ax=1023.75*Nx/4095 (4-3) 显示处理：本系统的显示主要包括四位LED数码管及其4个发光二极管，DPX为显示指针，当DPX=1时，显示工作状态下加热炉的温度值，当DPX=0时，显示设置状态的参数值，显示控制流程图如下：

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Ax=(Am-Ao)*(Nx-No)/Nm-No +Ao (4-1)

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是设置温度下限吗？ N 返回 设置小数点位 设置小数点位 进行消隐处理 进行消隐处理 送显示缓冲区 送显示缓冲区 转换为独立BCD码 转换为独立BCD码 将二进制数转换为十进制BCD码 将二进制数转换为十进制BCD码 取二进制温度值 取需修改的二进制参数值 Y判断显示指针DPX=1? N 开始 是设置温度上限吗？ N 是设置参数吗？ N 温度下限灯亮 温度上限灯亮 参数灯亮 YYY 返回 图4.2 显示流程图

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第5章 系统测试与分析/实验数据及分析

5.1系统测试

将整体电路连接，从温度采集到运算放大，运算放大电路到AD转换电路，AD转换电路到单片机，前向通道连接完成。后向通道由独立式按键和8位数码管构成。连接完毕后进行实验检测。

实验过程中，传感器的工作状况良好，运算放大电路由于环境的影响有时候出现失真，不能够精确的实现放大倍数。AD转换电路在转换过程中时长出现无法及时转换的问题，数码管显示正常。

实验能够基本实现各点温度的显示，但是存在延时，失真等问题。有时候不能很精确的显示某点的温度，存在很多方面的误差。

5.2误差分析

本次设计通过实验验证，存在很多方面的误差。有人为因素，有环境因素等随即误差，还有器件由于老化等产生的系统误差。

在实验过程中，运算放大电路的抗干扰能力有限，受环境影响很大，AD转换电路未能及时转换完成给显示带来很大的延时。

由于器件的老化，操作的不熟练，也产生了很多随机误差，但是总体来看，本设计基本能够实现多点温度的实时监测这一功能。

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第6章 课程设计总结

本设计介绍的单片机温度控制系统，可了解微机系统硬、软件的构成及各种控制参数变化对系统动、静态特性的影响。准确度和稳定性都可以令人满意。

89S51单片机，体积小，重量轻，抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，即使是非电子计算机专业人员，通过学习一些专业基础知识以后也能依靠自己的技术力量，来开发所希望的单片机应用系统。本文的温度控制系统，只是单片机广泛应用于各行各业中的一例，相信单片机的应用会更加广泛化。

本系统的设计方案有多种，上述方案是从多种方案中选出的最优方案，其具有功能强、成本低、元件少、精度高、可靠性好、稳定性高、抗干扰性强、执行速度快、简单易行、具有实效性、使用范围广等特点，故具有推广价值。

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