摘 要

继第三次工业革命以来，电子工业发展迅猛，家电，计算机，通讯产品市场及需求不断扩大。各个国家和经济体之间相互竞争，为争夺市场份额，不断优化和改进自己的技术。而温度控制作为生产生活中一个重要的课题，有着广泛的应用。本设计以51单片机为核心构建腐蚀箔生产线温度控制系统，论文详细介绍了本设计的温度检测电路设计、变送电路设计、模数转换电路设计、显示电路及温度控制电路的设计。同时，本文也就软件编程的流程和算法进行了介绍。

基于单片机的腐蚀箔生产线温度控制系统的主要目的是实现在生产线箔带运动、槽液流动的情况下完成对槽液温度的精确控制，以满足腐蚀箔生产的工艺要求。本设计采用PID控制方式，较好的满足了腐蚀液对箔带精细加工的工艺要求。

关键词：温度控制；51单片机；Pt100温度传感器

Abstract

Since the third industrial revolution, the rapid development of the electronics industry, home appliances, computers, communications products market and demand continues to expand. Countries and economies compete with each other, to compete for market share, and constantly optimize and improve their own technology. The temperature control as an important issue in production and life, has a wide range of applications. The design of the design of 51 single-chip as the core to build corrosion foil production line temperature control system, the paper describes in detail the design of the temperature detection circuit design, transmission circuit design, analog-digital conversion circuit design, display circuit and temperature control circuit design. At the same time, this article also introduced the software programming process and the algorithm.

The main purpose of the temperature control system of corrosion foil production line based on single chip microcomputer is to realize precise control of bath temperature in the production of foil belt movement and bath flow to meet the technological requirements of corrosion foil production. The design of the use of PID control, better to meet the corrosion of foil on the fine processing of the foil process requirements.

Keywords：Temperature control ；51 single chip ；Pt100 temperature sensor

目录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究的背景、目的和意义 1

1.2 国内外发展现状与研究水平 2

1.2.1 国内外的腐蚀箔生产技术的发展 2

1.2.2 单片机温度控制系统概述 4

1.2.3 总的发展概论 5

1.3 课题研究的内容 6

第2章 腐蚀箔生产线温度控制系统总体设计 7

2.1 腐蚀箔生产线温度控制系统的工艺要求 7

2.2 温度检测方案 7

2.3 温度控制系统组成 8

第3章 腐蚀箔生产线温度控制系统硬件设计 11

3.1 温度检测和变送电路 11

3.1.1 Pt100温度传感器 11

3.1.2 XTR103和RCV420芯片 11

3.1.3 温度检测和变送电路设计 13

3.2 模数转换模块 14

3.3 CPU接口电路设计 16

3.3.1 51单片机基本特点 16

3.3.2 单片机端口的分配及使用 16

3.4 键盘及显示电路 18

3.4.1 基于8255A接口芯片的I/O端口拓展 19

3.4.2 矩阵式键盘电路设计 20

3.4.3 显示电路设计 20

3.5 温度控制及报警电路设计 21

3.5.1 报警电路设计 21

3.5.2 温度控制电路设计 22

3.6 硬件抗干扰措施 23

第4章 腐蚀箔生产线温度控制系统软件设计 25

4.1 控制系统整体软件设计 25

4.1.1 系统主程序流程图 25

4.1.2 系统组成框图 26

4.2 显示及键盘输入模块软件设计 26

4.2.1 8255A芯片初始化子程序 26

4.2.2 键盘扫描子程序 26

4.2.3 显示子程序设计 28

4.3模数转换模块软件设计 29

4.4 PID控制模块软件设计 29

4.4.1 PID控制规律 29

4.4.2 基于Simulink的PID控制参数的求解 31

4.4.3 PID控制算法的编写 34

4.5 报警模块软件设计 35

4.6 软件抗干扰措施 36

第5章 腐蚀箔生产线温度控制系统调试 37

5.1 系统应用环境 37

5.2 Pt100温度传感器标定 37

5.3 系统各子模块调试 38

5.4 其他仿真手段 38

5.4.1 Simulink仿真 38

5.4.2 Keli C51软件和Proteus软件仿真 39

5.5 仿真与调试中遇到的问题 41

第六章 总结 42

参考文献 43

附 录 44

致谢 59

第1章 绪论

1.1课题研究的背景、目的和意义

第三次工业革命以来，以新型计算机的发明和应用为标志，人类社会的生产和生活方式产生了重大变革。而随着各种日新月异的信息技术的发展，以前从未出现在人类面前的各种数码电子产品成为每个人生活中必不可少的一部分。进入新世纪以来，各种新式电子产品的出现更是令人叹为观止，与此同时由于消费观念的转变，电子产品逐渐成为消耗品，硬件配置和软件设计稍有落后的产品即被淘汰，而新产品的出现也如雨后春笋一般，不断改变着电子类产品淘汰、换代的速度。其中以液晶平板电视、笔记本及台式电脑、智能手机等产品为主的消费类电子产品产销量已经连续多年持续增长，未见颓势，市场需求也不断扩大，而作为电子工业核心部件之一的电容器也随之水涨船高，电容器产业不断增长。

其中生产电解电容器必不可少的原材料——腐蚀箔，即是本文聚焦的焦点，腐蚀箔工业上称之为铝电解电容器用电极箔,腐蚀箔的生产过程异常繁复，能生产的国家无一不是工业体系发展完备的国家，腐蚀箔的本质就是高纯度铝(其中腐蚀箔中铝的纯净度甚至高达99.9%以上)。腐蚀箔是新型电子材料的代表之一,也是工业生产的集大成者。腐蚀箔生产过程融合了多门学科的知识和技术例如机械制造、电子、化学、金属材料的合成及制造等,与此同时腐蚀箔这一产品也属于党和政府鼓励和大力支持的电子材料产业和基础电子类产品。在腐蚀箔生产工艺中，未经处理过的铝箔经表面腐蚀处理及再氧化处理后就变成了电极用箔（工业上称之为“成箔”）,腐蚀箔是铝电解电容器生产过程中的关键原材料,其中，腐蚀箔的生产成本占到铝电解电容器成本构成的60-70%,具有远超其他原材料的附加值。而在腐蚀箔的生产过程中，腐蚀的技术水平的先进与否则是直接影响到电极箔质量的关键因素。