电加热炉随着科学技术的发展和工业生产水平的提高，已经在冶金、化工、机械等各类

  工业控制中得到了广泛应用，并且在国民经济中占有举足轻重的地位。对这种一个具有非线

  性、大滞后、大惯性、时变性、升温单向性等特点的控制对象，很难用数学方法建立精确的数

  学模型，因此用传统的控制理论和方法很难达到好的控制效果。单片机以其高可靠性、高性能

  价格比、控制方便简单和灵活性大等优点，在工业控制管理系统、智能化仪器仪表等诸多领域得到

  广泛应用。采用单片机进行炉温控制，能大大的提升控制质量和自动化水平。近年来随着科学技术的飞

  速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动温度控制检测的日新月异。在自动控制

  我们设计的内容为加热炉的智能温控仪表设计。本设计介绍了采用STC89C51芯片、A/D

  转换、LCD显示技术和AD590温度传感器等组成的智能电加热炉定时控制系统的设计方法和

  工作原理。该设计给出了单片机测量温度的基本电路，分析了测量算法，给出了软件流程图，

  并汇出了部分汇编的原程序。噪音小，电路简单可靠，使用效果很好。传感器将模拟信号输

  送给芯片ADC0809，进行A/D转换把模拟信号转换成为数字信号,能一目了然被测物体温度的

  在当今重视环境和提高人民生活水平的氛围下，温度的准确测量影响着人们的生活和生

  产，准确快速的测出物体温度然后对温度进行相对有效的控制是必要的，所以对定时控制的研究具

  加热炉在冶金、化工等工业生产过程中广泛地使用，加热炉的温度是生产的基本工艺的一项重要

  指标，温度控制的好坏将直接影响产品的质量。热处理加热炉是一种能改善金属材料及其制品

  (如机器零件、工具等 )性能的工艺。本设计介绍了智能电加热炉定时控制管理系统的计算机控制过

  程。实现了全数字化的控制。系统具有实时显示温度，超限报警，在指定的时间内进行智能温

  度控制。根据加热炉温度控制过程的特点和要求研制了具有定时控制和温度智能控制的微型计

  算机炉温控制系统，编制了基于单片机平台的控制程序。系统能按照输入的控制时间、温度自

  动实现炉温状态的长期实时准确的智能控制 , 系统由 STC89C5151 单片机， LED 数码显示管，

  ADC0809 模数转换器， AD590 温度传感器，独立式键盘，故障声光报警等电路组成。系统具有

  结构先进合理、控制精度高、抗干扰能力强、功能完善、通用性好、价格低，调试和使用方便、

  由于现代工艺慢慢的变多的需要对实时温度进行监测和控制，而且需要的精度越来越高。所

  以温度控制管理系统国内外许多有关人员的重视， 得到了十分广泛的应用。 温度控制管理系统发展迅速，

  温度控制管理系统是利用下位机设臵温度上下限，和实时温度的采集，传输到上位机。以达到

  对温度的比较、控制。本设计用 MCS51单片机为主要硬件，并设计了相应的复位电路，振荡器

  和时钟电路。为实现设计目的此设计还设计了包括温度采集，温度显示，系统控制，串口通信

  等外围电路。而且对所设计电路给出了相应的软件设计，包括定时器初始化，串行口初始化和

  随着单片机技术的迅猛发展 , 用单片机来作实时处理已成为当今和未来技术发展的一个新

  热点。由于工业过程控制的需要 , 温度控制器的应用也十分广泛。如何设计出控制精度高、满

  足生产高质量要求的温度控制器已成为目前的研究热点之一。 本文以常规电阻工业加热炉为背

  景, 设计了一个基于 AT89C51单片机的多回路温度控制器。由于温度控制管理系统为纯滞后系统 ,

  纯滞后会引起系统的不稳定或降低系统的工作性能。如果进一步改善 , 本系统能应用到大多

  电加热炉随着科学技术的发展和工业生产水平的提高，已经在冶金、化工、机械等各类工业控

  制中得到了广泛应用，并且在国民经济中占有举足轻重的地位。对这种一个具有非线性、大

  滞后、大惯性、时变性、升温单向性等特点的控制对象，很难用数学方法建立精确的数学模型，

  单片机以其高可靠性、高性能价格比、控制方便简单和灵活性大等优点，在工业控制系统、

  智能化仪器仪表等诸多领域得到普遍应用。采用单片机进行炉温控制，能大大的提升控制质量和自

  单片机是 70 年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是 CPU、RAM、ROM、I/O 接口

  和中断系统集成于同一硅片的器件。单片机发展迅速，各种类型的产品不断涌现，出现了许多好性能

  新兴机种，现在已经成为工厂自动化和各控制领域的支柱产业之一。由于生产的基本工艺和设计能力的不

  断提高，单片机也在向着更高集成化、更多位多功能，更强化处理控制问题的能力、更快的运

  单片机是所有微处理机中性价比最高的一种，随着种类的持续不断的增加，功能慢慢地增加，其应

  用领域也迅速扩大。单片机在智能仪表、实时控制、机电一体化、办公机械、家用电器等方面

  都有相当的应用领域。当前， 8 位单片机大多数都用在工业控制，如温度、压力、流量、计量和机

  械加工的测量和控制场合；高效能的 16 位单片机（如 MCS- 96 、MK-68200）可用在更复杂的计

  算机网络。单片机用于控制有利于实现系统控制的最小化和单片化，简化一些专用接口电路，

  如编程计数器、锁相环（ PLL）、模拟开关、 A/D 和 D/A 变换器、电压比较器等组成的专用控制

  处理功能的单板式微系统。随着电子技术的快速的提升，电子控制器件不断向着小型化、智能化

  方向发展，同时可应用性逐步的提升，单片机由于具有集成度高、功能强、通用性好、可应用性

  高、抗干扰能力强、体积小、使用起来更便捷灵活等特点，无论是在国防工业、通讯尖端技术领域，

  还是在智能仪器、 民用电器中都使用的慢慢的变多。可以说，微机测控 技术的应用已渗透到国民

  本设计主要研究智能加热炉定时 控制器系统 ，通过处理数据的单片机 ，转化数 据的 A/D

  转换器，采集数据的温度传感器，安全报警，键盘电路，输出显示的显示器等硬件设施和一些

  程序等软件设施实现自动化控制。控制过程中应用先进的传感器技术和 A/D 转换技术。使得设

  本设计以单片机 STC89C51为核心，与温度传感器和数据转换器等相结合，通过软件实行

  智能控制。它具有高可靠性、高性能价格比、控制方便简单和灵活性大等优点。控制器采用新

  型的智能控制算法，因而系统升温快，控温精度高，稳态误差可达± 2℃以内，满足系统要求。

  整个系统操作简单便捷 , 抗干扰能力强、运行可靠。本章对设计进行初步介绍，对智能电加热炉定

  时控制系统的目的和意义，国内外研究现状，论文研究内容及创新点进行简单介绍。使得对本

  智能电加热炉定时控制系统大致上可以分为硬件部分和软件部分，这章主要论述硬件的选择，本

  设计用到的硬件部分主要有采集数据的温度传感器，转化数据的 A/D 转换器，处理数据的单片

  在现实社会中，温度、湿度等变化量的自动化控制已得到了充分的使用，在工业生产

  的特点是系统被控对象的输出 ( 被控制量 )会反送回来影响控制器的输出，形成一个或多个闭

  环。闭环控制管理系统有正反馈和负反馈，若反馈信号与系统给定值信号相反，则称为负反馈

  ( Negat i ve Feedback)，若极性相同，则称为正反馈，一般闭环控制管理系统均采用负反馈，又称

  负反馈控制管理系统。闭环控制管理系统的例子很多。比如人就是一个具有负反馈的闭环控制管理系统，

  眼睛便是传感器，充当反馈，人体系统能通过不断的修正最后作出各种正确的动作。如果没有

  眼睛，就没有了反馈回路，也就成了一个开环控制系统。当一台的全自动加热炉具有能连续

  检查温度是不是合理，在温度达到合理要求之后能自动调节电源，它就是一个闭环控制系统。

  ⑵加热炉的温度能设臵，恒温控制过程为设臵的温度，温度控制误差≤± 2°C。

  比例控制的原理可以用图 1 来说明。图中， B 为进水阀，进水阀的开启程度受电压 u 控

  制，即电压 u 越大， B 的开启程度越大；电压 u 越小， B 的开启程度就越小。

  图中， A 为一个水位传感器，用于指示水位的变化。设 e 为水位传感器输出的水位的变化

  量，如果把 e作为某控制单元的输入量，电压 u 作为 输出量，那么； u 随 e变化的关系，可用

  图中的两个相似三角形表示。 由图中的这两个相似三角形可推得： u= e = K

  是比例系数，是个确定的值。 如果把 u 作为进水阀的控制信号， 那么可知，进水阀的开启程度随

  晶闸管一般有两种触发方式，即移相触发和过零触发。所谓移相触发，是通过改变晶闸

  管的触发角度来控制晶闸管输出电压的一种触发方式；或者说，移相触发是通过改变交流电的

  导通角（或导通相位），来改变晶闸管输出的一种触发方式。在这种触发方式中，晶闸管可在

  交流电的不同相位被选通。由于移相触发可在交流电的任何相位选通晶闸管，因此容易产生电

  磁和高频干扰， 所以在不允许产生电磁和高频干扰的场合，可采用过零触发。但过零触发不适

  如果对晶闸管采用过零触发方式，则可采用过零触发电路（或过零触发器） ；如果对晶闸

  管采用移相触发方式，可采用移相触发电路（或移相触发器） 。目前，市场上已有智能型可控

  硅触发器，能以自动方式或手动方式对单向或双向可控硅进行过零或移相触发，实现可控硅的

  调压控制。其中，移相触发方式是通过改变可控硅导通角大小，调节负载两端的电压，从而调

  节负载的加热功率；而过零触发方式是通过改变可控硅在一定周期内的通断时间，来调节负载

  现代信息技术的三大基础是信息采集 (即传感器技术 )、信息传输 (通信技术 )和信息处理

  ( 计算机技术 ) 。传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器被大范围的使用在工农业生

  产、 科学研究和生活等领域， 数量高居各种传 感器之首。近百年来，温度传感器的发展大致经

  (3)智能温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正由模拟式向数字式、由集成化向智能化、

  模拟集成温度传感器：集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的，因此亦称硅传感器

  或单片集成温度传感器。模拟集成温度传感器是在 20 世纪 80 年代问世的，它是将温度传感器

  集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用 IC。模拟集成温度传感器的

  主要特点是功能单一 ( 仅测量温度 ) 、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、

  微功耗等，适合远距离测温、控温，不有必要进行非线性校准，外围电路简单。它是目前在国内

  外应用最为普遍的一种集成传感器，典型产品有 AD590、AD592、TMP17、LM135 等。

  模拟集成温度控制器：模拟集成温度控制器最重要的包含温控开关、可编程温度控制器，典型

  A/D 转换器以及固化好的程序，这与智能温度传感器有某些相似之处。但它自成系统，工作时

  智能温度传感器： 智能温度传感器 (亦称数字温度传感器 )是在 20 世纪 90 年代中期问世的。

  它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术 (ATE)的结晶。目前，国际上已开发出多种智能

  进入 21 世纪后，智能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全