畢業(yè)論文-基于51單片機和pid的恒溫控制系統(tǒng)設計(已修改)
2025-06-19 23:06 本頁面
【正文】 湖南工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計 摘 要 工業(yè)生產(chǎn)中溫度控制具有單向性、時滯性、大慣性和時變性的特征，要 實現(xiàn)溫度控制的快速性和準確性，對于提高產(chǎn)品質(zhì)量具有很重要的現(xiàn)實意義。 本課題針對溫度控制的特點及實現(xiàn)準確溫度控制的意義， 設計了一種基于 PID 的恒溫控制系統(tǒng)。設計內(nèi)容包括硬件和軟件兩個部分。硬件電路以 AT89S52 單片機為微處理器，詳細設計了為單片機提供電的電源電路，溫度信號采樣電路，鍵盤及顯示電路，加溫控制電路等四大電路模塊。軟件部分主要對 PID 算法進行了數(shù)學建模和編程。PID 參數(shù)整定采用的是歸一參數(shù)整定法。本設計由鍵盤電路輸入設定 溫度信號給單片機 ，溫度信號采集電路采集現(xiàn)場溫度信號給單片機，單片機根據(jù)輸入與反饋信號的偏差進行 PID計算，輸出控制信號給加溫控制電路，實現(xiàn)加溫和停止。顯示電路實現(xiàn)現(xiàn)場溫度的實時監(jiān)控。 本系統(tǒng) PID參數(shù)整定在 MATLAB 軟件下 SIMULINK 環(huán)境中進行了仿真，通過穩(wěn)定邊界法整定得到 PK 、 DK 、 IK 參數(shù)，最終系統(tǒng)無穩(wěn)態(tài)誤差，調(diào)節(jié)時間為 30s，無超調(diào)量，各項指標均滿足設計要求。本系統(tǒng)實現(xiàn)簡 單，硬件要求不高，且能對溫度進行時實顯示，具有控制 過程的特殊性，本設計提出了一種基于 PID 算法來實現(xiàn)恒溫控制的溫度控制系統(tǒng)， 主要是為了 達到生產(chǎn)過程中對溫度控制 速度快，準確性高等特點。 關(guān)鍵詞：恒溫控制，單片機， PID算法， MATLAB 仿真 湖南工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計 ABSTRACT Industrial production is a oneway temperature control, delay, the inertia and timevarying characteristics, To achieve the rapid temperature control and accuracy, improving the quality of products is a very important practical significance. The temperature control issues against the characteristics and achieve precise control of temperature, Based on the design of a PID temperature control system. Design elements include hardware and software in two parts. Hardware circuit to AT89S52 MCU for microprocessors, for the detailed design of the microcontroller to provide electricity supply circuit, Temperature signal sampling circuit, keyboard and display circuits, such as heating control circuit four circuit module. Software major part of the PID algorithm is a mathematical modeling and programming. PID tuning parameters are used to a fixed parameter. The circuit design of the keyboard input from the set temperature signal to the microcontroller, Temperature Signal Acquisition Circuit collect temperature signal to the microcontroller, According to SCM input and feedback signal, the error for PID, the output control signals to the heating control circuit, Heating and achieve stop. Show circuit scene of the realtime monitoring of temperature. The system PID tuning parameters in MATLAB software under SIMULINK environment for the conduct of the simulation, By stabilizing the border will be the entire law, and parameters, the end system without steadystate error and adjust to the 3039。s, no overshoot, all targets were met design requirements. The system is simple, and hardware, but also the realtime temperature, with the particularity of the control process, The design of a PID algorithm based on the temperature control to achieve the temperature control system, the main aim is to achieve the production process for the temperature control speed, high accuracy. Keywords: Temperature control, microcontroller, PID algorithm, MATLAB 目 錄 第 1 章 緒論 1 湖南工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計 引言 1 方案論證 3 方案一利用單片機實現(xiàn)恒溫控制系統(tǒng) 3 方案二利用 PLC 實現(xiàn)恒溫控制系統(tǒng) 4 方案三利用模擬 PID 調(diào)節(jié)實現(xiàn)恒溫控制系統(tǒng) 4 設計 方案 5 第 2 章 恒溫控制系統(tǒng) 硬件設計 6 AT89S52 單片機 簡介 6 AT89S52 單片機 資源 簡介 6 AT89S52 單片機 信號引腳介紹 7 AT89S52 單片機 的時鐘電路和復位電路 8 溫度傳感器 9 電源電路 10 電源 變壓 器 10 整流 濾波電路 10 穩(wěn)壓 電路 10 鍵盤和顯示電路 183
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