前言：

温度控制系统是比较常见和典型的过程控制系统，温度是工业生产过程中重要的被控参数之一，冶金﹑机械﹑食品﹑化工等各类工业生产过程中广泛使用的各种加热炉﹑热处理炉﹑反应炉，对工件的处理均需要对温度严格控制，本系统主要是关于加热炉对于室温的控制。

系统功能：

① 可以对温度进行自由设定，但必须在0~63度范围内，设定时可以适时的显示所设定的温度值，温度可分为3个档，第一档：0~30度为室温，第二档：30~40度，第三档：40~50度，虽然分为3档，但是温度值可以自由设定，传感器的检测值与三档的温度比较，可有指示灯显示工作的档。

②升温由3台1000W的电炉实现。已知3台电炉同时工作可以保证在3分钟内将室温提高到60度以上，一般不会有此要求。当温度超过55度时，发出报警信号。

③能实时显示温室温度，显示位数3位，即XX.X℃，十位﹑个位和十分位。

④当温度超过设定值2度或者低于设定值2度时，能自动调整。

硬件设计：

1.        CPU系统

选用AT89S52作为主芯片,有4KB的程序存储器和256字节的数据存储器不用扩展芯片

2.        温度检测

图②为温度检测和A/D转换电路图.

温度传感器选用AD590. AD590属于半导体集成电路温度传感器,测温范围－55℃~+150℃,在其两端加上一定工作电压,其输出电流与温度变化成线形关系,1uA/K,本系统误差为上下0.5℃.OP07为高精度运算放大器,AD590电流流经R1、RP1转换为电压信号,R2、RP2为运放负反馈电阻,组成反向比例放大器,将温度信号转换成0~5V的电压信号,ADC0809将其转换成数字信号,输入CPU.

计算和调试方法: 考虑到计算调试和编程方便,取00H~FFH对应0~5V和0~64℃,即每对应于1℃,数字量为04H,模拟电压量为5V/64℃≈0.0781V/℃,调试时,当温度为0℃时,调节RP1,是OP07输出电压0V,0809转换后的数字量为00H;当温度为64℃,调节RP2,是OP07输出为5V,0809转换后的数字量为FFH.

3. 温度设定由按键来自由设定,有设定、温度加减3个键,分别由P2.4、P2.3、P2.2控制.

4. 报警电路由三极管C8050驱动蜂鸣器,由P3.3控制.

5. 电炉控制电路由P1.4、P1.5、P1.6分别控制1#、2#、3#电炉,控制电路相同.由三极管驱动,MOC3011为光耦合器,防止电网中的干扰信号冲击CPU,当I/O口输出低电平时,电炉工作.

6. 温度显示电路

温度值采用LED数码显示,每1S刷新一次显示值.具体采用串行口移位输出段码,由P1.0、P1.1、P1.2通过ULN2003驱动输出控制数码管动态显示.P2.5为74HC164的CLR端.同时增加4个指示灯到数码管的段码上,通过P1.3控制输出,4个指示灯分别为电源、1档、2档和3档.

7. 系统电源部分采用了±12V、±5V供电,同时A/D转换器采用了LM336-5.0高精度稳压电路.

各部分的电路图详细请见原理图③:

软件设计

1.        总体设计：图④为系统程序总体结构。

  主程序包括定时器、中断系统的初始化，本系统为AT89S52所以还可以加5秒的看门狗保护，可以和中断中的秒计数器

   公用T0，因为指示灯和数码管的段码连在一起又是根据检测的温度值显示,所以把显示和温度值设定、温度检测以及温度转换都放在主程序中，还包括启动停止键的检测，不断循环等待定时器中断，时间到一秒后，执行定时器中断服务子程序包括：温度检测、标度转换、刷新显示、温度控制和报警等子程序。

2. 温度检测子程序

    图⑤为温度检测子程序流程图.为了确保检测数据的可靠性采用4点均值滤波法,即每次测温都使ADC0809连续4次采样，然后取算术平均值作为该次温度的检测值。温度检测值存入50H，R6记录连续采样次数，A/D转换采用查询方式。