温度是一个非常重要的物理量，因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形、结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制失误就可能引起生产安全、产品质量、产品产量等一系列问题。因此对温度的检测的意义就越来越大。温度采集控制系统在工业生产、科学研究和人们的生活领域中，得到了广泛应用。在工业生产过程中，很多时候都需要对温度进行严格的监控，以使得生产能够顺利的进行，产品的质量才能够得到充分的保证。使用自动温度控制系统可以对生产环境的温度进行自动控制，保证生产的自动化、智能化能够顺利、安全进行，从而提高企业的生产效率。
温度采集控制系统是在嵌入式系统设计的基础上发展起来的。嵌入式系统虽然起源于微型计算机时代，但是微型计算机的体积、价位、可靠性，都无法满足广大对象对嵌入式系统的要求，因此，嵌入式系统必须走独立发展道路。这条道路就是芯片化道路。将计算机做在一个芯片上，从而开创了嵌入式系统独立发展的单片机时代。
单片机诞生于二十世纪七十年代末，经历了SCM、MCU和SOC三大阶段。在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用MCS-51单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。同时温度也是生活中最常见的一个物理量，也是人们很关心的一个物理量，它与我们的生活息息相关，有着十分重要的意义，在工业生产中，温度过高或过低会直接影响到产品的质量、对机械设备和控制系统中的各种元器件造成一定的损坏,严重的会影影响到生产安全。在我们的日常生活中，温度过高或过低同样会造成一些不良影响。
1.1引言
温度是工业控制中主要的被控对象参数之一，特别是在冶金、化工、建材、机械制造等各类工业中，广泛使用加热炉、反应炉等；在日常生活中，我们也常用到微波炉、电热水器、烘干箱等家用电器，这些都需要进行温度检测与控制。采用单片机来实现温度控制不仅具有控制方法简单、灵活等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而大大提高产品的质量和数量。现以加热炉的温度控制系统为例进行了研究。 在当今各种食品加工设备中，烘干箱仍然是一重要的组成部分。随着现代化工业的飞速发展，对能源利用率的要求越来越高，其控制和管理随之要求越来越高。但在我们国家，除了一些大中型企业采用了先进的控制技术外，绝大多数中小企业所用的烘干箱大部分还在采用仪表/继电器控制，甚至还是人工操作，已无法满足要求。据此，本文针对这种现象采用单片机来实现烘干箱的闭环控制不仅具有控制方法简单、灵活等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而大大提高产品的质量和数量。
1.2 烘干箱的应用
工业烘干箱广泛应用于工厂、科学研究及企业事业单位之中，主要用来对各种物品(试品)进行烘焙、干燥及其它加热作用，如变压器铁芯或线圈的烘干、电机定子或转
子绕组的烘干、电焊条焊前预热、铸造砂型烘千、喷漆电柜和零件烘干等。根据各种工件的热处理要求，工业烘干箱一般具有体积大、热容量大、加热功率大、温升快、热利用率高、使用安全可靠、操作简便等特点。一般来说，其工作温度可由室温升至最高温度，并且在此范围内可选定任意工作温度，工作温度选定后，箱内自动控制系统使温度在设定时间内保持恒温。有的工业烘千箱还具有热风循环系统，使工作温度更加均匀。
在一些特别的应用场合，还要对工件挥发的腐蚀或有害气体妥善处理和设置防护。本文所设计的工业烘干箱主要用于电机维修过程中，对电机的定子或转子绕组的烘干，就具有上述一系列的特点。为简便起见，论文在后面的论述中均简称烘干箱。
1.3 本文主要研究内容
本烘干箱温度控制系统有2kW的电加热丝加热，最高温度为500℃。烘干箱的温度可预置，预置时显示设定温度，温度超过预置温度±5℃时发出报警。加热时显示实时温度，显示精确到1℃热过程中恒温控制，温度控制意味着其变化范围不超过±5℃.对升降温过程时间不大于10分钟，对升、降温过程的线性没有要求。
本系统是一个典型的闭环控制系统，但系统对控制精度的要求不是很高。因此系统采用最简单的通断控制方式，即当烘干箱温度达到设定值时断开烘干箱，当问到低于某值时接通烘干箱开始加热，从而保持恒温控制 本文理论与实践相结合，详细阐述了集单片机技术，温度采集技术，自动控制技术于一体的先进控制技术在该烘干箱控制系统中的应用。在该系统中，应用了89C51，ADC0809等很常见的单片机及集成芯片，成本低控制效果好。该系统已经经过我们多次试验成功可以放心使用。 1.3.1烘干箱的功能和主要性能指标要求如下：
1.
2.3.4.烘干箱由2kW电炉加热，最高温度为500℃。 烘干箱温度可随时设定，烘干过程恒温控制，温度控制误差不大于±2℃。 预置时显示设定温度，平时显示实际温度，，显示精度到1℃。
升、降温的时间不大于10分钟，对升、降温过程的线性没有要求。
1.3.2 控制方案
对温度控制而言，采用何种控制算法取决于控制精度的要求，基本上都是具有纯滞后的一阶环节，当系统精度及温控的线性性能要求较高时，多采用PID算法或达林顿算法来实现温度控制。
本系统是一个典型的闭环控制系统。从技术指标上看，系统对控制精度的要求不高，对升降温过程的线性也没有要求，因此采用最简单的通断控制方式。即当烘干箱温度达到设定值时断开加热电炉，当温度降低到低于某值时接通电炉进行加热，从而保持恒温控制。 1.3.3总体方案论证
从功能要求看，系统功能并不复杂，MCS-51单片机完全可以胜任主机的角色。
从测温范围看，热电阻传感器或集成T/I（或T/U）变换器均可满足要求。 从测量误差看，普通运放和10位以上的A/D转换器可以满足精度要求。 由于温度变化缓慢，不需要采样保持器，逐次逼近型和双积分型A/D转换器均可满足转换速度的要求。
第二章 系统硬件电路的设计
2.1电路的设计
图2-1为温度控制系统组成框图，热电偶将炉温变换为模拟电压信号，经低通滤波滤掉干扰信号后送放大器，信号放大为0-5V后送模/数转换器转换为数字量送单片机。同时，单片机的P1.7接口经光电隔离器和驱动电路连接可控硅的控制端，其电平的高低可控制双向可控硅的导通与断开，从而控制电路的通电加热时间。
传感器放大器电炉驱动A/D转换光耦单片机温度显示键盘接口声光报警
图2-1温度控制系统组成框图
