摘 要
单片微型计算机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的，由于它具有体积小、功能强、性价比高等特点，把单片机应用于温度控制中，采用单片机做主控单元，无触点控制，可完成对温度的采集和控制的要求。所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、机器人、工业控制等诸多领域，使产品小型化、智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。本文主要介绍单片机在热处理炉温度控制中的应用，对温度控制模块的组成及主要所选器件进行了详细的介绍。并根据具体的要求本文编写了适合本设计的软件程序。
温度控制在热处理工艺过程中,是一个非常重要的环节。控制精度直接影响着产品质量的好坏。本文研究的电炉是一种具有纯滞后的大惯性系统，传统的加热炉控制系统大多建立在一定的模型基础上，难以保证加热工艺要求。因此本文将模糊控制算法引入传统的加热炉控制系统构成智能模糊控制系统。
关键词：单片机；热处理温度控制；模糊 PID。
Abstract
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目 录
第1章 绪论1
1.1 引言1
1.2 控制器发展现状1
1.2.1 PID 控制器的发展现状1
1.2.2 模糊 PID 控制2
1.2.3 模糊自整定 PID 控制2
1.3 电炉采用模糊自整定 PID 控制的可行性2
第2章 模糊自整定 PID 控制器的设计4
2.1 模糊推理机的设计4
2.1.1 模糊推理机的结构4
2.1.2 模糊推理机的设计4
2.1.2.1 精确量的模糊化5
2.1.2.2 建立模糊控制规则和模糊关系5
2.1.2.3 输出信息的模糊决策6
2.2 模糊自整定 PID 控制器6
2.2.1 PID 参数对 PID 控制性能的影响6
2.2.2 模糊自整定 PID 控制器7
2.3 模糊自整定 PID 控制器性能的研究8
2.3.1 Matlab 仿真结构图8
2.3.2 惯性时间常数的影响9
2.4 仿真结果分析10
第3章 系统硬件和电路设计11
3.1引言11
3.2 系统的总体结构11
3.3 温度检测电路12
3.3.1 温度传感器12
3.3.2 测量放大器的组成12
3.3.3 热电偶冷端温度补偿方法13
3.4 多路开关的选择13
3.5 A/D转换器的选择及连接14
3.6 单片机系统的扩展15
3.6.1 系统扩展概述15
3.6.2 常用扩展器件简介16
3.7 存储器的扩展17
3.7.1 程序存储器的扩展17
3.7.1.1只读存储器简介17
3.7.1.2 EPROM2764简介17
3.7.2 数据存储器的扩展18
3.7.2.1数据存储器概述18
3.7.2.2静态RAM6264简介19
3.7.2.3数据存储器扩展举例19
3.8 单片机I/O口的扩展（8155扩展芯片）20
3.8.1 8155的结构和引脚20
3.8.2 8155的控制字的及其工作方式21
3.8.3 8155与8031的连接22
3.9 看门狗、报警、复位和时钟电路的设计23
3.9.1看门狗电路的设计23
3.9.2报警电路的设计23
3.9.3复位电路的设计24
3.9.4 时钟电路的设计25
3.10 键盘与显示电路的设计25
3.10.1 LED数码显示器的接口电路25
3.10.2键盘接口电路26
3.11 DAC7521数模转换接口27
3.12 隔离放大器的设计28
3.13 可控硅调功控温29
3.13.1过零触发调功器的组成29
3.13.2主要电路介绍30
3.14 单片机开关稳压电源设计31
第4章 系统软件设计32
4.1 主要程序的框图32
4.1.1主程序框图32
4.1.2键盘中断服务子程序33
4.1.3恒温及升温测控子程序34
4.1.4降温测控子程序35
4.2 模糊自整定 PID 控制算法36
参考文献39
致谢 41
附录42
