计算机控制系统课程设计报告
加热炉温度控制系统学习 自动化课程的专业名称 级11-1学 号111044108姓 陈曦指导教师菅江明 计算机控制系统副教授课程设计报告
选题：电阻加热炉温度控制系统
实验组成员:王军、陈曦
一、题目内容介绍:
工业电阻加热炉电阻加热炉电炉丝提供功率PLC-18温度控制和输送实验箱，使玻璃管内的空气温度在预定时间内稳定到给定的温度值。本控制对象脉宽变送部分的输入电压为0~10V控制加热装置，输出内部温度传感器信号后，将电路从挂箱转换为电压输出0~10V，对应0~采用双向可控硅控制100摄氏度。
以MSP430F作为控制中心，149处理器独立完成了控制系统硬件的设计。
基本功能要求：
选择合适的传感器和控制执行部件，计算机输出的控制信号控制可控硅的工作状态，从而控制炉内温度；
要求控制温度范围0~控制精度100摄氏度±1摄氏度；
具有键盘和LED/LCD显示功能，便于设置温度等参数和系统工作状态；
采用标准/改进数字控制算法PID比较控制性能的算法。
主要任务：
在MATLAB/Simulink控制系统建模和数字控制器设计在环境中完成，控制算法采用标准/改进数字PID算法，进行控制性能比较；
在Protel控制系统硬件部分设计在环境中完成；
要完成控制软件程序的设计，请注意软件设计中的模块化设计方法。
二、硬件模块设计方案
1.单片机开发板
硬件资源介绍如下：
01.主芯片MSP430F149 最小板，可拨插，更换方便；
02.板载USB 下载器，一个USB 线可以下载程序；对于笔记本电脑，客户不需要购买模拟器下载.此模块也可能通过杜邦线连接单片机实现USB 串口通信；
03.输入电源为直流8~12V 或者USB 的5V电源，可输出5V 和3.3V 电压、电源引脚都出来了，方便实验时外扩；
04.8 位LED 发光管，可进行流水灯实验和灯指示实验；
05.8 数字管显示模块，可实验数字管显示和指示实验；
06.用MAX232 实现两路串口通信，可进行串口通信，实现上下机的通信和控制；
07.MAX485 芯片,实现485 通讯实验;
08.4*4 实现点阵扫描实验的点阵按钮；
09.4 独立按键位置实现普通按键IO 输入和中断实验；
ULN2003 实现步进电机和直流电机驱动控制试验的芯片；
11.SN74LVC4245 芯片,实验3.3V 电平向5V 电平的转换实验;
12.DS1302 芯片，实现实时钟实验，板载给DS1302 电池供电，保正DS1302 时间连续性，不随主板断电而停止工作；
13.AT24C02 芯片,实现E2PROM 通过I2C 总线去实验；
14.DSC5571 芯片,实验DA 转换实验;
15.两路AD 输入,实验AD 转换实验;
一体化红外接收头，实验红外接收解码实验；
17.单片机可以复位一个复位按钮；
19.一路蜂鸣器实验可实现发声.报警实验
20.板载四路常用的无线模块接口，包括NRF905,CC1100,NRF24L01.NRF2401A 无线模块.可实验无线数传、无线控制等实验；
21.PS2 键盘输入接口,可实现键盘输入实验;
22.板载有1602 和12864 液晶接口可实验1602 和12864 液晶显示实验；
23.通用扩展接口，可连接本店开发的点阵汉字显示模块、语音模块、彩屏模块、传感器扩展模块等；
24.标准的JTAG 模拟器可以通过此接口在线调试和下载主芯片；
25.主芯片的所有引脚IO 已外引，焊接排针，方便实验和自身扩展DIY 实验；本开发板的所有模块均独立设计，主芯片均通过跳线帽连接；
它的电路图如图所示
还有阿迪老师借给我们的温度检测控制模块，实物图如下:
单片机电压为0~3.23V，挂箱电压为0~10V，因此，中间还需要电压变换电路。电路图如下：
具体物理连接如下图所示：
三、介绍实验所需的软件
编程时使用的IAR软件全称 IAR Electronic Workbench for MSP430 3.42A这个软件非常优秀 IED 开发环境，具有较强的编译能力和调试功能，个软件，对我们有效开发 MSP430 单片机是非常必要的。更多的关于 IAR 使用软件的信息可以参考软件本身Help这些材料是学习这个软件的最佳材料。主界面左下角更实用