基于单片机的远程炉温测试系统的开发(附件)【字数：10376】
摘 要温度参与所有的物理反应和化学反应，它是最基本的物理量之一。与此同时，它也能反应物体的冷热程度。温度不仅是提高生产安全性和生产效率的关键因数，也是保证产品的质量和节约能源等重要的技术指标。因此,研究温度测试设备的意义就显得尤为重要。电阻炉是一个典型的工业过程控制中的对象,在中国被广泛推广使用。电阻炉还是一种纯滞后、开闭、加热材料、环境温度和电网电压的大惯性系统。传统的电阻炉控制系统大多基于一定的模型，难以保证加热要求，并且电阻炉通常都是现场工人对其监视与调控，所以本文就是在不用现场工人操作的前提下,建立以电阻炉为研究对象,针对电阻炉的特点,设计了用计算机来测试电加热炉温度的智能测试系统。由于单片机技术的突出优点,智能测试温度技术得到了广泛的应用。温度测试系统的设计包括硬件电路设计和软件设计，其中硬件电路使用Proteus进行搭建，在构成单片机最小系统的基础上进行功能扩展，并在其上进行电路的连接和仿真，实现系统的温度测试功能，软件部分则是用Proteus和Keil5联调的方式最终完成软硬件的设计过程，在仿真的过程中，可以控制温度传感器PT100的温度值，模拟真实条件下，温度的测取工作。系统所显示的结果最终使在LCD上进行显示，从而完成整个系统的设计过程。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景意义 1
1.2课题国内外研究现状及趋势 1
第二章 系统总体设计方案 3
2.1系统任务与要求 3
2.1.1系统任务 3
2.1.2系统要求 3
2.2设计目的及设计要求 4
2.2.1设计目的 4
2.2.2设计要求 4
2.3系统硬件的内容 4
2.4系统软件的内容 4
第三章 系统的硬件设计 5
3.1系统设计原理 5
3.2单片机的选择 5
3.2.1单片机STC89C52的介绍 5
3.2.2单片机STC89c52引脚图 7
3.3温度传感器的选择 7
3.3.1PT100热电阻的介绍 7
3.3.2PT100的接线方式 8
3.3.3PT10 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
0热阻安装要求 9
3.4模数转换器 10
3.4.1ADC0832A/D转换器的介绍 10
3.4.2数模转换器0832的工作原理 10
3.4.3ADC0832A/D转换器的引脚图及特点 10
3.5LCD1602的显示 11
3.6远程传送 13
3.6.1无线串口NRF24L01的简介 13
3.6.2无线串口NRF24L01的功能 13
3.6.3封装引脚及其引脚功能 14
3.7电路的设计 14
3.7.1晶振电路 14
3.7.2显示电路 15
3.7.3复位电路 16
3.7.4供电电路 16
3.7.5放大电路 17
3.8单片机远程监测系统的设计 17
3.9电路原理图 18
第四章 系统的软件设计 19
4.1仿真 19
4.1.1Proteus的介绍 19
4.1.2Proteus软件的主要特点 20
4.1.3仿真图 21
4.3PCB图 22
4.4软件流程图 23
第五章 系统调试及实验结果分析 24
5.1系统调试 24
5.1.1硬件调试 24
5.1.2软件调试 24
5.1.3 软件的下载 25
5.2实物结果及分析 26
5.2.1实物结果 26
5.2.2问题分析 27
第六章 总结 28
参考文献 29
致 谢 30
第一章 绪论
电阻炉通常是用在工农业生产中的电加热设备,其被广泛应用于电力工程、机械制造、食品加工等多个生产过程中,而高功率电阻炉用于各种工业生产过程中。在生产过程中需要对温度进行检测和控制，例如各类加热炉、热处理、反应炉和锅炉的温度。因此,温度在工业控制中扮演一个很重要的角色，而电阻炉也是工业炉中的一种。它是将电能转化为热能来加热或熔化工件或加工材料的装置。然而,大多数电阻炉避免不了各种干扰,从而给工业生产带来不利影响。因此，在电阻炉炉温测试系统的设计过程中，必须要考虑怎样才能有效地避免各种干扰因素，并采取更好的测试方案,与此同时要选择更合适的芯片和控制算法。随着单片机技术的日益进步,单片机在未来自动化测试的领域必占有一席之地。所以本文基于单片机设计了远程炉温测试系统。
1.1课题研究的背景意义
由于工业技术的日益进步,使得电子和计算机技术得到快速发展,尤其是单片机的快速发展导致传统测试的系统发生巨大的变化，这也使得新的仪器类型和测试系统将会许取代许多守旧的电子仪器。随着科学技术不断地飞跃进步，人们研究的目标不断地在发生变化，例如，如何利用简易、廉价、功能完善的部件制造出对人类生活有用的产品。因此，测温仪在测量仪器中扮演着不可缺少的角色，如何使用简单、廉价、性能好、外围元件简单、生产良好的集热器已经成为了温度测试系统的发展方向。
单片机的功能不断增强，并提供了先进控制算法的载体，许多新的高性能模型已经出现。单片机之所以能够成为自动化和其他测试领域广泛的使用，那是因为它具有功能强大、占用空间小、真实性高、低廉低、开发时长短等优点。与此同时，单片机在温度测试系统中也扮演着一个极其重要的角色。而本文则以单片机为核心，来设计电阻炉远程炉温测试的系统。
1.2课题国内外研究现状及趋势
目前，电气信息技术在发达国家的加热炉系统中扮演一个越来越重要的角色,如美国、德国、日本和澳大利亚已经成功地开发了一些广泛使用的电气信息技术， 随着电力资源紧张和信息技术的发展，温度测试器的功能正变得越来越强大。炉温测试系统的开发不仅能够带来广阔的市场,而且其拥有自主的知识产权能够给社会带来巨大的效益。在国外,炉温自动测试技术和设备的研究获得了很大的收获。微型计算机的普及和单片机的应用使自动化系统发生了根本性的变化，从而实现了高度自动化。单片机控制的仪器仪表很多，能够保证电阻加热和温度测试全自动连续的进行。德国拥有世界上最先进的炉温测试系统以及加热系统高度自动化的技术，并且这门技术全部由单片机或PLC控制，所以掌握炉温测试的系统显得尤为重要。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景意义 1
1.2课题国内外研究现状及趋势 1
第二章 系统总体设计方案 3
2.1系统任务与要求 3
2.1.1系统任务 3
2.1.2系统要求 3
2.2设计目的及设计要求 4
2.2.1设计目的 4
2.2.2设计要求 4
2.3系统硬件的内容 4
2.4系统软件的内容 4
第三章 系统的硬件设计 5
3.1系统设计原理 5
3.2单片机的选择 5
3.2.1单片机STC89C52的介绍 5
3.2.2单片机STC89c52引脚图 7
3.3温度传感器的选择 7
3.3.1PT100热电阻的介绍 7
3.3.2PT100的接线方式 8
3.3.3PT10 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
0热阻安装要求 9
3.4模数转换器 10
3.4.1ADC0832A/D转换器的介绍 10
3.4.2数模转换器0832的工作原理 10
3.4.3ADC0832A/D转换器的引脚图及特点 10
3.5LCD1602的显示 11
3.6远程传送 13
3.6.1无线串口NRF24L01的简介 13
3.6.2无线串口NRF24L01的功能 13
3.6.3封装引脚及其引脚功能 14
3.7电路的设计 14
3.7.1晶振电路 14
3.7.2显示电路 15
3.7.3复位电路 16
3.7.4供电电路 16
3.7.5放大电路 17
3.8单片机远程监测系统的设计 17
3.9电路原理图 18
第四章 系统的软件设计 19
4.1仿真 19
4.1.1Proteus的介绍 19
4.1.2Proteus软件的主要特点 20
4.1.3仿真图 21
4.3PCB图 22
4.4软件流程图 23
第五章 系统调试及实验结果分析 24
5.1系统调试 24
5.1.1硬件调试 24
5.1.2软件调试 24
5.1.3 软件的下载 25
5.2实物结果及分析 26
5.2.1实物结果 26
5.2.2问题分析 27
第六章 总结 28
参考文献 29
致 谢 30
第一章 绪论
电阻炉通常是用在工农业生产中的电加热设备,其被广泛应用于电力工程、机械制造、食品加工等多个生产过程中,而高功率电阻炉用于各种工业生产过程中。在生产过程中需要对温度进行检测和控制，例如各类加热炉、热处理、反应炉和锅炉的温度。因此,温度在工业控制中扮演一个很重要的角色，而电阻炉也是工业炉中的一种。它是将电能转化为热能来加热或熔化工件或加工材料的装置。然而,大多数电阻炉避免不了各种干扰,从而给工业生产带来不利影响。因此，在电阻炉炉温测试系统的设计过程中，必须要考虑怎样才能有效地避免各种干扰因素，并采取更好的测试方案,与此同时要选择更合适的芯片和控制算法。随着单片机技术的日益进步,单片机在未来自动化测试的领域必占有一席之地。所以本文基于单片机设计了远程炉温测试系统。
1.1课题研究的背景意义
由于工业技术的日益进步,使得电子和计算机技术得到快速发展,尤其是单片机的快速发展导致传统测试的系统发生巨大的变化，这也使得新的仪器类型和测试系统将会许取代许多守旧的电子仪器。随着科学技术不断地飞跃进步，人们研究的目标不断地在发生变化，例如，如何利用简易、廉价、功能完善的部件制造出对人类生活有用的产品。因此，测温仪在测量仪器中扮演着不可缺少的角色，如何使用简单、廉价、性能好、外围元件简单、生产良好的集热器已经成为了温度测试系统的发展方向。
单片机的功能不断增强，并提供了先进控制算法的载体，许多新的高性能模型已经出现。单片机之所以能够成为自动化和其他测试领域广泛的使用，那是因为它具有功能强大、占用空间小、真实性高、低廉低、开发时长短等优点。与此同时，单片机在温度测试系统中也扮演着一个极其重要的角色。而本文则以单片机为核心，来设计电阻炉远程炉温测试的系统。
1.2课题国内外研究现状及趋势
目前，电气信息技术在发达国家的加热炉系统中扮演一个越来越重要的角色,如美国、德国、日本和澳大利亚已经成功地开发了一些广泛使用的电气信息技术， 随着电力资源紧张和信息技术的发展，温度测试器的功能正变得越来越强大。炉温测试系统的开发不仅能够带来广阔的市场,而且其拥有自主的知识产权能够给社会带来巨大的效益。在国外,炉温自动测试技术和设备的研究获得了很大的收获。微型计算机的普及和单片机的应用使自动化系统发生了根本性的变化，从而实现了高度自动化。单片机控制的仪器仪表很多，能够保证电阻加热和温度测试全自动连续的进行。德国拥有世界上最先进的炉温测试系统以及加热系统高度自动化的技术，并且这门技术全部由单片机或PLC控制，所以掌握炉温测试的系统显得尤为重要。
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