【正文】 題 目：基于STC89C52的通用數(shù)字 調(diào)節(jié)器設計54內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)　　 　 　大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。作者簽名： 日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日注 意 事 項（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務處制定的標準封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻8）致謝9）附錄（對論文支持必要時）：理工類設計（論文）正文字數(shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等）。：任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）。、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫2）工程設計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應符合國家技術(shù)標準規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔1）設計（論文）2）附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂3）其它基于STC89C52的通用數(shù)字調(diào)節(jié)器設計 摘 要工業(yè)控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器單元是自動控制系統(tǒng)中重要組成部分，調(diào)節(jié)器在自動控制系統(tǒng)中具有廣泛的應用。本設計的主要目的是設計一臺具有通用功能的數(shù)字調(diào)節(jié)器，本文主要介紹通用數(shù)字調(diào)節(jié)器的組成、原理以及如何實現(xiàn)數(shù)字化控制。該調(diào)節(jié)器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)對模擬信號的轉(zhuǎn)換；用單片機STC89C52完成各種控制規(guī)律的PID運算；由V/I轉(zhuǎn)換電路輸出電流信號控制執(zhí)行器的動作。通用數(shù)字調(diào)節(jié)器的主要功能就是PID調(diào)節(jié)，在硬件設計要求完成的情況下，PID算法的設計和實現(xiàn)是整個設計的核心。在此基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)器還應該具備串行通訊，參數(shù)自整定等功能。通用數(shù)字調(diào)節(jié)器就是在模擬調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上用軟件編程的方法實現(xiàn)PID的運算，以達到提高精度、降低成本、提高系統(tǒng)可靠性，實現(xiàn)被控對象的自動控制。關(guān)鍵詞：調(diào)節(jié)器；數(shù)字化；單片機；PID控制； A/D轉(zhuǎn)換Designs based on the STC89C52general digital regulatorAbstractIn the industrial control, the regulator is in automatic control system39。s important ponent,the regulator has the widespread application in the automatic control system. the this design39。s main purpose is designs one to have the general function digital regulator,the main introduction general digit regulator39。s position, how do the principle as well as realize the numerical control. Realizes through the modulus switch to the simulated signal transformation。 Completes each kind of control rule with monolithic integrated circuit STC89C52 the PID operation。 By V/I switching circuit output current signal control actuator39。s movement. The general digital regulator39。s major function is the PID adjustment, in the hardware design request pletes in the situation, the PID algorithm39。s design and realizes is the entire design core. Based on the regulator should also have the serial munication, the parameter self regulating grade function. the general digit regulator is in simulates in regulator39。s foundation to realize the PID operation with the software programming method, achieves increases the precision, to reduce the cost, to enhance the system reliability, realizes the controlled plant automatic control.Key word: regulator。 digitization。 monolithic integrated circuit。 PID control。 A/D transformation目 錄摘 要 IIAbstract III第一章 引言 1 背景 1 調(diào)節(jié)器的簡介 2 調(diào)節(jié)器的發(fā)展 2 調(diào)節(jié)器的基本控制規(guī)律及其特點 2 PID調(diào)節(jié)器在控制系統(tǒng)中的作用 3 設計任務的提出 4第二章 方案設計 6 調(diào)節(jié)器的類型選擇 6 模擬式調(diào)節(jié)器 6 數(shù)字式調(diào)節(jié)器 6 單片機類型選擇 7 PID算法的數(shù)字化實現(xiàn) 8 設計方案實現(xiàn) 10第三章 硬件設計 11 調(diào)節(jié)器硬件設計方案 11 STC89C52芯片簡介 11 各外圍接口電路芯片簡介 14 調(diào)節(jié)器硬件原理圖 17 硬件具體設計 17 A/D轉(zhuǎn)換器及轉(zhuǎn)換過程 17 V/I轉(zhuǎn)換電路 18 鍵盤部分設計 19 顯示部分設計 20 串口通信部分設計 21第四章 通用數(shù)字調(diào)節(jié)器系統(tǒng)軟件設計 23 軟件設計方案 23 軟件設計原理 23 軟件設計方案 23 軟件總體設計方案流程圖 23 系統(tǒng)軟件的具體設計 25 A/D采樣轉(zhuǎn)換程序 25 數(shù)字濾波程序 25 數(shù)據(jù)顯示程序 26 按鍵處理程序 27 PID算法實現(xiàn) 28第五章 系統(tǒng)調(diào)試 32總結(jié) 37參考文獻 38致謝 40附錄A 硬件原理圖 41附錄B 源程序 42內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）第一章 引言 背景隨著自動化水平的不斷提高，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)廣泛應用的各種類型的調(diào)節(jié)器也在不斷的發(fā)展更新，調(diào)節(jié)器的性能不斷提高，功能日趨完善，并朝著集成化、數(shù)字化、智能化的趨勢不斷進步。調(diào)節(jié)器主要分為模擬調(diào)節(jié)器和數(shù)字調(diào)節(jié)器。模擬調(diào)節(jié)器采用模擬技術(shù)，以運算放大器等模擬電子器件為基本器件；數(shù)字調(diào)節(jié)器采用數(shù)字技術(shù)，以微處理器為核心部件。調(diào)節(jié)器將來自變送器的測量值與給定值相比較，然后根據(jù)比較產(chǎn)生的偏差進行比例、積分、微分（PID）運算，并輸出統(tǒng)一的標準信號(420 mA ）去控制執(zhí)行機構(gòu)的動作，以實現(xiàn)對溫度，壓力、流量、液位以及其他工藝參數(shù)的自動控制。調(diào)節(jié)器的運算規(guī)律是指調(diào)節(jié)器的輸出信號與輸入偏差之間隨時間變化的規(guī)律。電子儀器的演化與發(fā)展從總體上看沿著兩條主線展開。一是從所采用的技術(shù)上看，經(jīng)歷了模擬儀器、數(shù)字化儀器、智能儀器的發(fā)展過程；二是從儀器結(jié)構(gòu)(可擴展性)和實現(xiàn)形式上看，經(jīng)歷了單臺儀器、模塊化儀器和虛擬儀器的發(fā)展過程。這兩條發(fā)展主線的技術(shù)基礎(chǔ)都是微電子技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、計算機技術(shù)，儀器儀表也隨著這些技術(shù)的發(fā)展而不斷的發(fā)展更新。通用數(shù)字調(diào)節(jié)器就是在模擬調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上用軟件編程的方法實現(xiàn)PID的運算，以達到提高精度、降低成本、提高系統(tǒng)可靠性，實現(xiàn)對被控對象自動控制的目的。在通用數(shù)字調(diào)節(jié)器的開發(fā)應用中，單片機的使用使數(shù)字調(diào)節(jié)器的設計更方便、更快捷，系統(tǒng)性能也得到了很大的提高。單片機所提供的強大功能也為開發(fā)更高性能的儀器儀表創(chuàng)造了條件。 調(diào)節(jié)器的簡介 調(diào)節(jié)器的發(fā)展控制儀表又稱控制器或調(diào)節(jié)器，是控制系統(tǒng)的判斷指揮中心。其作用是將被控變量的測量值與給定值相比較，根據(jù)比較的結(jié)果（偏差）進行一定的數(shù)學運算，并將運算結(jié)果以一定的信號形式送往執(zhí)行器，以實現(xiàn)對被控變量的自動控制?？刂苾x表的發(fā)展上分為三個階段：第一階段為基地式控制儀表。這類儀表一般是將檢測裝置、控制裝置、顯示裝置組裝在一個整體內(nèi)，同時具有檢測、控制和顯示的功能，它的功能簡單、價格低廉、使用方便，但通用性差，信號不能與其他儀表共享，一般只應用于一些簡單的控制系統(tǒng)。適用于一些小型的、控制要求比較低的生產(chǎn)設備。第二階段為單元組合式控制儀表。這類儀表主要完成控制功能，附帶簡單的顯示，和其他單元之間以統(tǒng)一的信號相互聯(lián)系。單元組合式控制儀表有氣動和電動兩大類，氣動儀表采用的是20100Ka的氣動標準信號；電動儀表采用的標準信號是010mA DC(Ⅱ型)和420mA DC (Ⅲ型)。第三階段為以微處理器為中心的控制儀表。這類儀表功能豐富、操作方便、易于構(gòu)成各種復雜控制系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)中得到廣泛的應用。主要有單回路控制系統(tǒng)、可編程序數(shù)字控制器（PLC）和各種微計算機控制系統(tǒng)等。[1]由此，該設計選擇以微處理器為中心的控制器。 調(diào)節(jié)器的基本控制規(guī)律及其特點調(diào)節(jié)器接受偏差信號后，按一定的運算規(guī)律輸出控制信號，作用于被控對象以消除擾動對被控參數(shù)的影響，從而