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1基于单片机的车速测量仪设计

2单片机的只能时间继电器设计

3基于超声波测距的汽车智能防撞控制器设计

4基于单片机的温度控制器设计

5基于单片机的电子密码锁设计

6基于单片机的数字信号发生器设计

7基于51单片机的回路抢答器设计

8基于51单片机的交通信号抢答器设计

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基于单片机的温度控制器设计与研究

摘要 GaN系列材料在光电、能量装置等方面有着广阔的应用范围和市场前景。采 用MOCVD技术进行GaN系列材料生长具有明显优势。研发具有自主知识产权 的MOCVD系统具有十分重要的战略意义。而温度是MOCVD系统中的极为关 键的控制量。本文的工作就是设计一个能很好满足要求的温度控制器，主要工作 包括了三方面。 首先，设计了温度控制器的硬件，总体设计以简单和经济为基本出发点，尽 量选用低价的高性能芯片以节省设计成本；并选择串行工作方式，最大程度的节 约单片机I/O口。其次，设计了温控器的软件，主要包括A/D采集模块子程序， D/A控制模块子程序、各种接口子程序，并完成了整个软、硬件系统的调试。最 后，本文采用了Fuzzy-PID控制算法，该算法既具有PID控制器的动态跟踪品质 和稳态精度，又具有Fuzzy控制器动态响应好，达到了上升时间快，超调小的要 求，取得了较好的控制效果。 关键词：MOCVD温度控制器STC单片机模糊-PID控制Abstract GaN series in photoelectric materials,energy devices,has a good effect,a broad scope of application and market prospects.And MOCVD technology has obvious advantages in growing GaN materials.R&D with independent intellectual property rights MOCVD system is of great strategic importance.The temperature of MOCVD system is crucial in the control volumes.Main work of this paper is to design a temperature controller meeting the requirements perfectly;and the principal tasks include the following three aspects. Firstly,hardware of temperature controller should be designed.Economy&simple are both the key points,using low-cost,high-performance chips to save design cost; serial methods of work is selected to minimum SCM I/O port.Secondly,the temperature controller on the basis of hardware designed for temperature control software.Including A/D acquisition module subroutine,D/A control module subroutine,the subroutine of other interfaces cicuits,and completed the entire hardware and software system debugging.Finally,this paper presents FUZZY-PID control algorithm,as well as with PID controller dynamic tracking quality and steady precision,but also has good dynamic response Fuzzy controller,fast rise time,the advantages of small overshoot,and achieved better control effect. Keyword:MOCVD Temperature controller STC-SCM Fuzzy-PID录 第一章绪论......................................................1 1.1 MOCVD概况......................................................................................................................1 1.2 MOCVD的基本原理..........................................................................................................2 1.3 MOCVD系统的温度控制..................................................................................................3 1.4主要工作和论文安排.........................................................................................................4 1.4.1论文主要工作简述....................................................................................................4 1.4.2论文内容安排............................................................................................................4 第二章MOCVD温度控制系统结构........................................5 2.1 MOCVD温度控制系统的硬件组成..................................................................................5 2.1.1 MOCVD温度控制系统结构...................................................................................5 2.1.2温度控制系统各组成部分及特点..........................................................................6 2.2 MOCVD系统温度控制的特点..........................................................................................7 2.2.1温度控制系统通用特点..........................................................................................7 2.2.2 MOCVD系统温度控制的特点...............................................................................8 2.3 MOCVD温度控制系统控制流程......................................................................................8 2.3.1感应加热原理..........................................................................................................8 2.3.2 RF感应加热器的温度调节.....................................................................................9 2.3.3温度控制模式..........................................................................................................9 2.4本章小结..............................................................................................................................11 第三章温度控制系统的硬件设计.....................................13 3.1 STC89C516RD+芯片及其时钟与复位电路...................................................................13 3.1.1 STC89系列芯片介绍............................................................................................13 3.1.2设计选型说明........................................................................................................16 3.1.3时钟电路设计........................................................................................................16 3.1.4复位电路设计........................................................................................................17 3.2温度信号采集及放大电路...............................................................................................18 3.2.1热电偶测温............................................................................................................18 3.2.2冷端补偿................................................................................................................19 3.2.3热电偶测温与冷端补偿线路................................................................................21 3.2.4温度信号放大电路................................................................................................22 3.3 A/D转换电路....................................................................................................................24 3.3.1双积分ADC工作原理...........................................................................................24 3.3.2 A/D转换器ICL7135的技术指标..........................................................................26 3.3.3 A/D转换芯片ICL7125的电路设计......................................................................26 3.4 D/A转换接口电路............................................................................................................28 3.4.1 D/A转换器的基本原理.........................................................................................28 3.4.2 D/A转换器DAC7611的技术指标........................................................................29................................................................30 3.5温度控制器与上位机通信电路.......................................................................................31 3.6 LED显示与键盘接口电路................................................................................................32 3.6.1 LED数码管显示电路.............................................................................................32 3.6.2键盘接口电路........................................................................................................33 3.7本章小结.............................................................................................................................34 第四章温度控制器的软件与算法实现..................................35 4.1温度控制器系统软件的设计...........................................................................................35 4.1.1温度控制器的主程序设计......................................................................................35 4.1.2 A/D转换模块.........................................................................................................36 4.1.3 D/A转换模块.........................................................................................................38 4.1.4 LED显示模块.........................................................................................................40 4.1.5键盘控制模块........................................................................................................42 4.2温度控制系统的控制算法的选择...................................................................................44 4.2.1 PID算法基础知识..................................................................................................44 4.2.2 Fuzzy（模糊）控制算法简介...............................................................................45 4.2.3模糊控制的原理....................................................................................................46 4.3 Fuzzy-PID复合控制算法..................................................................................................47 4.3.1 Fuzzy-PID复合算法...............................................................................................47 4.3.2 Fuzzy-PID算法运用...............................................................................................48 4.4 MOCVD温度控制系统设计与仿真.................................................................................51 4.4.1仿真系统设计........................................................................................................51 4.4.2仿真结果................................................................................................................52 4.5本章小结.............................................................................................................................54 第五章系统可靠性研究...............................................55 5.1电路可靠性分析...............................................................................................................55 5.1.1电源输入保护电路................................................................................................55 5.1.2信号输入可靠性设计............................................................................................56 5.2系统电路板可靠性分析...................................................................................................56 5.2.1电磁兼容性设计....................................................................................................56 5.2.2电路板抗干扰措施................................................................................................57 5.2.3电路板热设计........................................................................................................58 5.3本章小结...........................................................................................................................60 第六章总结.....................................................61 致谢.............................................................63 参考文献............................................................65 研究成果............................................................67第一章绪论1

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