温度是工业控制对象中一个比较常见的被控参数,在冶金、化工、电力、造纸、机械制造和食品加工等许多生产过程中,人们需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉的温度进行检测和控制,因此,本文以在工业领域中应用较为广泛的马弗炉为研究对象,结合马弗炉温度控制的两种方式,窗口式和热平衡式,设计出一种实验室用马弗炉的温度控制电路,可通过按键选择实现马弗炉温度控制的两种工作模式,基于PID的恒温控制模式和基于回差原理的窗口式温度控制模式。并由液晶显示器显示模式选择及温度值。论文首先从硬件电路设计着手,阐述马弗炉恒温模式的设计方案,以STC89C51单片机作为核心控制器件,选取合适的元器件设计外围硬件电路,包括加热电源电路,温度控制器电源电路,温度采集及转换电路,开关控制电路和按键选择、液晶显示电路,先设计出了一个基于热平衡的恒温控制器,解决了恒温控制问题,然后编写相应的C语言程序调试硬件电路,并在此基础上,基于回差原理,编写窗口式控制模式的相关程序代码,完成窗口式温度控制方案。恒温控制模式采用闭环控制方式,由K型热电偶采集炉内温度变化,经由MAX6675,将炉内温度值变成计算机可识别的12位数字信号,送入单片机中与按键设定的目标温度参数对比,经PID算法计算后控制MOS管的导通时间,从而改变加热状态实现恒温控制。此外,还加入了PID参数可调整功能,以提高温度控制器在不同工作环境下的准确性和可靠性。窗口控制模式,通过按键设定所需要的两个上下限温度值,然后单片机根据回差控制原理使温度值低于下限则开始加热,温度值高于上限,则停止加热。因为窗口模式,无法进行闭环控制,特将在几种室温下的温度过冲值整理成表格,将查表获得的加热值作为真正的温度设定值,再通过单片机实现对加热温度的控制。室温的测得由DS18B20数字温度传感器完成。该模式适用于温度保持在较宽范围内的实验要求,并可应用于特定温度范围内的循环加热。