基于单片机的温度控制系统研制.doc

第23卷第2期

电

力

学

报




2008年4月
文章编号:
JOURNAL OF ELECTRIC POWER
Apr.
2008
基于单片机的温度控制系统研制
林建雄
(韩山师范学院物理与电子工程系,广东潮州)
摘

要:为解决旧式的控温器所存在的温度控制精度较差,控温效果达不到要求等问题,提出
了一种利用pPD7810单片机制作温度控制系统的设计思想,设计了调温控制电路,采用PID温度
控制调节方式,通过控制晶闸管的导通角来实现对温度的精密调节,并采用粗调及微调两个温度设
定按钮,能方便地进行大范围温度设定,经实践证明控制效果很好,完全能满足工农业生产过程中
的各类恒温需要,具有实际应用价值。
关键词:肛PD78lO单片机;温度控制;过零检测;移相触发
中图分类号:
文献标识码:B
温度控制器是工农业生产中常用的加热控制设
备,旧式的控温器其控温方式多数采用通断控制方
式,存在着温度控制精度较差,控温效果不佳,特别
是当被控温度接近1 Ooo℃的高温控制,更难达到
高精度的要求。本课题设计了一种利用单片机芯片

角增大,晶闸管的导通时间减少,使电加热器降低发
热量,当检测到实际温度比设置温度稍低时,则产生
移相角减少,晶闸管的导通时间增大,电加热器温度
提高,经过多次反复检测、调整,使实际温度向设定
温度逼近。
构成的调温控制电路,其温度控制方式采用PID调

系统的硬件构成
节,通过控制晶闸管的导通角来实现对温度的精密
调节,能同时设计出粗调及微调两个温度设定按钮,
能方便地进行大范围温度设定,控制效果很好,完全
能满足工农业生产过程中的各类恒温需要。
1设计思想及系统结构
该温度控制系统主要由下面几个部分组成。即:
由肛PD7810单片机及2732存储器组成的单片机控
制电路;由铂铑热电偶及运算放大电路组成的温度
检测电路;由晶闸管及负载电加热器组成的输出通
道等三个部分组成。其原理图见图1。


系统的设计思想
在此控制电路中,肛PD7810单片机是整个电路
控温系统是将负载的电加热器看成是被控对
象,温度是控制量,控制时先设定温度值,然后再对
电加热器的温度进行采样,将采样值与设定值进行
比较,产生出偏差信号E(,z),再通过单片机的计算,
求出电压控制量U(,z)并存放在寄存单元之中,将这
个电压控制量经程序变换成定时器的定时量,利用
过零信号确定起始定时时间,在【,(以)的控制下定时
器正常工作,一经产生温度溢出则请求中断,利用中
断请示信号将一个高电平信号送到单片机的PB7
端口,用于触发晶闸管工作,由于U(行)的值不同,其
移相角也不同,所以晶闸管的导通时间也不同,对电
加热器的控制量也不一样,当采样电路检测到实际
温度比设定值稍高时,则经单片机处理后,产生移相
的关键器件,它既是运算处理中心,又是控制中心,
pPD7810是日本电气公司采用NMOS工艺生产的
AD型单片机芯片,它是一种高性能的8 bit机,具
有寻址空间大,硬件结构先进,I/O接口功能较强等