【正文】 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 本科生畢業(yè)論 文 學(xué) 院： 徐海學(xué)院 專 業(yè)： 自動化 論文題目： 基于單片機(jī)的 PID 控制器設(shè)計(jì) 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)論文任務(wù)書 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 ： 2020 年 12 月 14 日 畢業(yè)論文日期 : 2020 年 12 月 20 日至 2020 年 6 月 5 日 畢業(yè)論文題目： 基于單片機(jī)的 PID 控制器 設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文專題題目： 畢業(yè)論文主要內(nèi)容和要求： 基于單片機(jī)的 PID 控制器整體方案設(shè)計(jì) 硬件電路設(shè)計(jì)，包括電源、顯示、按鍵、 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換等外圍電 路設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)，包括參數(shù)設(shè)置程序、顯示程序、按鍵程序、 PID 算法 程序等 應(yīng)用 PROTEUS、 Keil C51軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)及仿真 指導(dǎo)教師簽字： 鄭 重 聲 明 本人所呈交的畢業(yè)論文，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實(shí)可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本畢業(yè)論文的研究 成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本論文屬于原創(chuàng)。本畢業(yè)論文的知識產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。 本人簽名： 日期： 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)論文指導(dǎo)教師評閱書 指導(dǎo)教師評語 （①基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握； ② 獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力；③ 研究內(nèi)容的 理論依據(jù)和技術(shù)方法；④取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑤ 工作態(tài)度 及工作量；⑥總體評價(jià)及建議成績；⑦存在 問題； ⑧ 是否同意答辯等）： 成 績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)論文評閱教師評閱書 評閱教師評語 （ ①選題的意義； ② 基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力；④工作量的大?。虎萑〉玫闹饕晒皠?chuàng)新點(diǎn)；⑥寫作的規(guī)范程度；⑦總體評價(jià)及建議成績； ⑧ 存在問題； ⑨ 是否同意答辯等 ）： 成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)論文答辯及綜合成績 答 辯 情 況 提 出 問 題 回 答 問 題 正 確 基本 正確 有一般性錯(cuò)誤 有原則性錯(cuò)誤 沒有 回答 答辯委員會評語及建議成績： 答辯委員會主任簽字： 年 月 日 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評定成績： 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人： 年 月 日 摘 要 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷壯大，人們對產(chǎn)品質(zhì)量的要求日益提高，以及現(xiàn)代環(huán)境的復(fù)雜化，使工業(yè)過程控制 系統(tǒng)已成為生產(chǎn)中必不可少的設(shè)備。 PID 控制是最為廣泛和通用的的控制方法， PID 控制器以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。雖然各種現(xiàn)代控制技術(shù)頻繁的出現(xiàn)，但并沒有削弱 PID 控制器的應(yīng)用。相反 ,新技術(shù)的出現(xiàn)對于 PID 控制技術(shù)的發(fā)展起了很大的推動作用。一方面 ,各種新的控制思想不斷被應(yīng)用于 PID 控制器的設(shè)計(jì)之中或者是使用新的控制思想設(shè)計(jì)出具有 PID 結(jié)構(gòu)的新控制器 ,PID 控制技術(shù)被注入了新的活力。另一方面 ,某些新控制技術(shù)的發(fā)展要求更精確的 PID 控制 ,從而刺激了 PID 控制器設(shè)計(jì)與參 數(shù)整定技術(shù)的發(fā)展。 本次論文以 8051 單片機(jī)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一個(gè) PID 控制器，包括電源、顯示、按鍵電路和復(fù)位晶振電路還有 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換電路，最后在 Proteus 與 Keil搭建的仿真平臺上進(jìn)行仿真。 關(guān)鍵詞 ： PID 控制器 。 8051 單片機(jī)； PID 參數(shù)； ABSTRACT With the growing scale of production in modern industrial production , product quality increasing the plexity of modern environmental and industrial process control systems have bee essential equipment in the production . PID control is the most widespread and mon control , PID controller is its simple structure , good stability , reliable , and easy to adjust and bee one of the industrial control . Although a variety of modern control technology is frequent, but did not weaken the application of the PID controller . On the contrary, the emergence of new technologies for the development of the PID control technology played an important role in promoting .On the one hand , among the variety of new control ideas continue to be applied to the PID controller design or use of thought control to design a new controller with PID structure , the PID control technology has injected new vitality . On the other hand , the development of some of the new control technology requirements for more accurate PID control , thereby stimulating the development of PID controller design and parameter tuning technology . This paper based on the design of a PID controller in 8051 , including the power supply , display , button and reset circuit crystal oscillator circuit , the A / D and D / A conversion circuit , and finally the simulation on Proteus and Keil simulation platform . Keywords: PID controller。 8051SCM 。 PID parameters 。 目 錄 1 緒論 ............................................. 1 概述 ....................................... 1 PID 控制的發(fā)展和趨勢 ....................... 2 論文研究的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排 ................... 4 2 PID 控制 ........................................ 6 PID 控制的特點(diǎn)和原理 ....................... 6 PID 控制器 ................................. 7 PID 控制的自整定 ........................... 9 3 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案 .............................. 12 系統(tǒng)整體方案 .............................. 12 系統(tǒng)的性能要求 ............................ 12 主控模塊 .................................. 13 單片機(jī) .............................. 13 8051 單片機(jī) ......................... 16 單片機(jī)的引腳 簡介 .................... 20 8051 單片機(jī)的工作原理 ............... 22 4 電路設(shè)計(jì) ........................................ 23 電源電路設(shè)計(jì) .............................. 23 按鍵電路設(shè)計(jì) .............................. 24 顯示電路的設(shè)計(jì) ............................ 25 AD 轉(zhuǎn)換電路 ............................... 29 復(fù)位電路和晶振電路 ........................ 34 5 軟件設(shè)計(jì) ........................................ 36 Proteus 軟件簡介 .......................... 36 Keil 軟件 ................................. 36 設(shè)計(jì)思路 .................................. 37 程序設(shè)計(jì) ............................ 37 顯示子程序 .......................... 38 按鍵子程序 .......................... 39 PID 參數(shù)設(shè)置 子 程序 .................. 40 PID 算法 子 程序 ...................... 40 6 結(jié)束語 .......................................... 46 參考文獻(xiàn) .......................................... 47 附錄 .............................................. 48 英文原文 .......................................... 53 中文譯文 .......................................... 59 致 謝 ............................................ 65 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 1 1 緒論 概述 目前工業(yè)自動化水平已成為衡量各行各業(yè)現(xiàn)代化水平的一個(gè)重要標(biāo)志。同時(shí)，控制理論的發(fā)展主要經(jīng)歷了古典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三個(gè)階段。一個(gè)控制系統(tǒng)包括控制器﹑傳感器﹑變送器﹑執(zhí)行機(jī)構(gòu)﹑輸入輸出接口這幾個(gè)部分?？刂破鞯妮敵鼋?jīng)過輸出接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，加到被控系統(tǒng)上；控制系統(tǒng)的被