电烘箱温度控制器设计

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

电烘箱温度控制器设计科学技术宋春霖(西南石油大学电气信息学院，四川 成都 610500)摘 要：针对电烘箱温度稳定控制的重要性，设计了对电烘箱温度进行自动控制的电路。该电路采用AT89S51单片机控制，采用数字式温度传感器DS18B20对温度进行监测，由继电器对加热丝电流进行通断控制，使电烘箱温度控制在恒定值。

关键字：电烘箱；温度控制；单片机1引盲温度是-个基本的物理常量，是工业对象的主要被控参数之-。

在冶金、化工、机械、食品等各类工业中，广泛使用这种加热炉、烘箱 、恒温箱等，他们均需要对温度进行相应的控制。利用所学知识，应用电路仿真的软件设计-个电烘箱的温度测试及控制器，经过软件编程及硬件调试，使其具有温度测量及控制的作用，达到准确而迅速按所定要求进行温度控制的目的。

2 系统设计框架设计以AT89S51单片机为核心研制的-种电烘箱温度控制器。采用数字式温度传感器DS18B2O对温度进行监测，由继电器对加热丝电流进行通断控制，使电烘箱温度控制在恒定值。

器埔l块 l I 溜豺镩溶l'r-- lA8尊S§l 撼电嚣驱鞋 动电跟持I -r 机.. l ◆ 控制鲢盘蜞辅加热煞圈1电烘箱沮度控制器系统桎明3系统硬件设计3.I单片机控制系统电烘箱温度控制器以单片机为控制中心，AT89S5 1单片机作为本设计的核心控制器件，它是-个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bvtes ISP0n-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80511脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP nash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌人式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

3.2温度传感器测量电路在本设计中，采用美国Dalas半导体公司继DS1820之后推出的-种改进智能温度传感器DS1 8B20作为温度检测元件，测温范围为 -55～125℃，最大分辨率可达0.0625%。

啊2嗣曩电路3.3显示拈电路液晶显示拈不仅显示直观方便，而且与单片机连线方便，无需驱动电路，占用 口线也相对与LED数码管减少许多，其连接电路如图3所示。

圈3 LcD16O2显示电路阴3.4继电器驱动电路图4继电曩驱动及工作指示电路继电器用于控制加热丝电流的通断具有价格低廉 ，控制灵活方便，驱动简单的优点。本设计中继电器的驱动电路如图4所示。三极管基极为高电平时三极管导通，继电器线圈通过电流，触电从4脚切换到5脚，使加热丝通以电流，并可使LED阴极为低电平，LED点亮，作为电热丝加热状态指示。

3.5键盘电路本次设计即采用多功能键的设计方法，节省了按钮数量，简化硬件线路，缩小了系统规模，只是编程变得更复杂些。本次设计键盘电路如图5所示。

控瘫麴盘圈5电烘箱沮度控翻矗盘由于采用复合式键盘设计的方法，-个按钮具有多个功能，如BUT4及BuT5即可对设定温度值进行加数或减数，又可对设定保温时间进行加数或减数操作。这样就减少了按钮数量，缩小了系统规模，操- l75-科学技术作也更灵活简单。

4 系统软件设计4.1液晶拈LCD1602驱动程序设计由于MPU可以直接访问拈内部的IR和DR，作为缓冲区域，IR和DR在拈进行内部操作之前，可以暂存来自MPU的控制信息。这样就给用户在MPU和外围控制设备的选择上，增加了余地。拈的内部操作由来 MPU的RS、R/W、E以及数据信号DB决定，这些信号的组合形成了拈的指令。

图6 LCD1602显示予程序澹程圈4.2温度传感器DSI8B20驱动程序设计根据DS18B20的通讯协议 ，主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：每-次读写之前都要对DS18B20进行复位操作，复位成功后发送-条ROM指令，最后发送RAM指令 ，这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500us，然后释放，当DS18B20收到信号后等待16～60us左右，后发出60-240us的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。

豳7 DS14.3键盘驱动程序设计键盘的工作过程可以分两步：第-步是CPU首先检测键盘上是否有键按下；第二步是再识另 是哪个键按下萁程序流程图如图8所示。

4.4总体控制程序设计主程序main函数在烘箱温度控制系统中起着主要的控制作用。在进入main函数后，首先对寄存器进行初始化，然后进.&while循环，循环执行某些程序并等待中断。

5结论本设计控制温度范围为-55C-125C，控制精度为1 oc。通过按- 176-钮可设定电烘箱保温温度 ，保温时间 (从OO：00到99：59可任意设定 )。在保温时间内，温度超过设定温度的-定范围 (可选择 ±I CE、±2℃、±3C、±4℃)则继电器工作，加热丝电路接通或断开，即加热或停止加热。保温时间到则断开继电器，停止加热。

豳8定时扫描方式t盘程序漉程豳酗 主程序澹程圈经过电路设计、程序调试及Proteus仿真运行，此电路工作较为稳定，控制方便及时，精度较高，满足对电烘箱温度控制的要求。