摘 要

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 本文研究内容 2

第2章 系统设计方案选择 4

2.1 设计方案概述 4

2.2 硬件选择 4

2.2.1 传感器选择 4

2.2.2 显示器的选择 5

2.2.3 单片机的选择 5

2.2.4 译码器的选择 6

2.2.5 键盘的选择 6

2.3 控制算法选择 6

2.4 软件的选择 6

第3章 基于单片机的PID运算 8

3.1 PID控制 8

3.2 参数的整定 9

3.3 PID计算程序 9

第4章 基于单片机AT89C51的炉温控制系统设计 12

4.1 系统原理框图 12

4.2 电路设计 13

4.2.1显示电路 13

4.2.2温度采集电路 14

4.2.3键盘电路 15

4.2.4控制电路 15

4.3 程序设计 16

4.3.1主程序 16

4.3.2显示程序 17

4.3.3按键程序 18

4.4 系统的实现以及仿真 20

4.4.1系统实现 20

4.4.2系统仿真 20

第5章 总结与展望 24

参考文献 25

附录Ⅰ（总电路图） 26

附 录Ⅱ（程序） 27

致 谢 37

摘要

为了精确控制泡沫玻璃生产中对于各阶段要求的窑炉温度，生产出质量达标的泡沫玻璃。本文基于AT89C51单片机用proteus设计了一个玻璃泡沫窑炉的温度控制系统。使玻璃在发泡的各个阶段的窑炉温度控制在相应的范围内。

本文采用了基于单片机AT89C51的系统设计方案。本设计硬件部分主要由温度译码电路、控制输出电路、液晶显电路和按键电路等四个电路构成。软件部分应用了Kiel来编写程序，主要是为了实现PID控制的功能。在温度译码电路方面，本设计选择用MAX6675译码器与K型热电偶的组合。在控制输出电路方面，本次设计选择用光耦合器隔离信号，并用三极管将信号放大，进而控制热电阻的输出功率，以此达到控制温度的目的。在液晶显示电路方面，本设计选择LM016L液晶显示器，该显示器能够显示较复杂的信息，很好的满足本次设计的要求。本设计以单片机AT89C51为代表的硬件系统和以C语言程序为主体的软件系统进行设计，并通过proteus软件仿真验证系统功能。

虽然本次设计的系统功能较为简单，但是可以以此为模板，在此基础上拓展出更加丰富功能，更加精确的控制算法。这对现如今的窑炉温度控制还是有很大的借鉴意义的。

关键词：泡沫玻璃窑炉温度控制系统；单片机AT89C51；MAX6675；LM016L液晶显示器；Proteus

Abstract

In order to precisely control the foam glass production for the various stages of the furnace temperature required to produce the quality of the standard foam glass.This paper based on AT89C51 single-chip proteus designed a glass foam furnace temperature control system.So that the glass in the various stages of the furnace temperature control in the corresponding range.

This paper adopts the system design scheme based on single chip AT89C51. The design of the hardware part of the temperature by the decoding circuit, control the output circuit, liquid crystal circuit and the key circuit composed of four circuits.The software part of the application of Kiel to write the program, mainly to achieve the function of PID control.In the temperature decoding circuit, the design choice with MAX6675 decoder and K-type thermocouple combination.In the control of the output circuit, the design choice optocoupler isolation signal, and the transistor to amplify the signal, and then control the thermal resistance of the output power, in order to achieve the purpose of controlling the temperature.In the liquid crystal display circuit, the design choice LM016L liquid crystal display, the display can display more complex information, very good to meet the requirements of this design.The design of the microcontroller AT89C51 as the representative of the hardware system and the C language program as the main software system design, and through proteus software simulation to verify the system function.

Although the design of the system function is relatively simple, but can be used as a template, on this basis to develop a more rich feature, more accurate control algorithm. This is now the furnace temperature control is still a great reference.

Key words:Foam glass furnace temperature control system；MCU AT89C51；MAX6675；LM016L LCD monitor；Proteus