計(jì)算機(jī)溫度控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書-wenkub
2023-06-07 18:19:06 本頁(yè)面
【正文】 的頻率是單片機(jī)時(shí)鐘頻率的1/6，如果時(shí)鐘頻率為6MHz,則ALE信號(hào)的頻率為1MHz，經(jīng)二分頻后為500kHz，與AD0809時(shí)鐘頻率的典型值吻合。當(dāng)ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束并向單片機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，單片機(jī)響應(yīng)此中斷請(qǐng)求，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，讀入轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，并進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理，然后返回到原程序。在中斷工作方式下，該信號(hào)往往是CPU發(fā)出的中斷請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)。該信號(hào)可作為被CPU查詢的狀態(tài)信號(hào)，也可作為對(duì)CPU的中斷請(qǐng)求信號(hào)。加于該端的脈沖的上升沿使逐次逼近寄存止，重新從頭開(kāi)始轉(zhuǎn)換器清零，下降沿開(kāi)始A/D轉(zhuǎn)換。（5）ALE——地址鎖存允許信號(hào)，高電平有效。（3）ADDA、ADDB、ADDC——模擬通道選擇地址信號(hào)，ADDA為低位，ADDC為高位。 圖43 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 表41通道選擇表ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引腳分別如圖43和圖42所示。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開(kāi)關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs左右。電流輸出型的靈敏度為1181。超低溫漂移高精度運(yùn)算放大器OP07將“溫度電壓”信號(hào)放大?！?，當(dāng)電源電壓在5—10V之間，穩(wěn)定度為1﹪時(shí)，誤差只有177。 傳感器的選取目前市場(chǎng)上溫度傳感器繁多就此我們提出了以下三種選取方案：方案一：選用鉑電阻溫度傳感器，此類溫度傳感器在各方面特性都比較優(yōu)秀，但其成本較高。編制程序溫度指標(biāo)：60～80℃之間任選；偏差：1℃。通過(guò)這個(gè)過(guò)程學(xué)習(xí)溫度的采樣方法，A/D變換方法以及數(shù)字濾波的方法。本設(shè)計(jì)介紹了以AD590集成溫度傳感器為采集器、AT89C51為控制器、ADC0809為A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)溫度進(jìn)行智能控制的溫度控制系統(tǒng)。其主要過(guò)程如下：利用傳感器對(duì)將非電量信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)再入A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，傳遞給單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并向外圍設(shè)備發(fā)出控制信號(hào)。通過(guò)實(shí)踐過(guò)程掌握溫度的幾種控制方法，了解利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。3. 總體方案設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集、信號(hào)放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等模塊構(gòu)成。方案二：采用熱敏電阻，選用此類元器件有價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)，但由于熱敏電阻的非線性特性會(huì)影響系統(tǒng)的精度。℃，其各方面特性都滿足此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。便于A/D進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以提高溫度采集電路的可靠性。A/K。是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的8位通用A/D芯片。內(nèi)部各部分的作用和工作原理在內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中已一目了然，在此就不再贅述，下面僅對(duì)各引腳定義分述如下： （1）IN0～I(xiàn)N7——8路模擬輸入，通過(guò)3根地址譯碼線ADDA、ADDB、ADDC來(lái)選通一路。地址信號(hào)與選中通道對(duì)應(yīng)關(guān)系如表41所示。當(dāng)此信號(hào)有效時(shí)，A、B、C三位地址信號(hào)被鎖存，譯碼選通對(duì)應(yīng)模擬通道。如正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)又接到新的啟動(dòng)脈沖，則原來(lái)的轉(zhuǎn)換進(jìn)程被中。在需要對(duì)某個(gè)模擬量不斷采樣、轉(zhuǎn)換的情況下，EOC也可作為啟動(dòng)信號(hào)反饋接到START端，但在剛加電時(shí)需由外電路第一次啟動(dòng)。圖44 ADC0809工作時(shí)序圖 用單片機(jī)控制ADC時(shí)，多數(shù)采用查詢和中斷控制兩種方式。這種方法單片機(jī)無(wú)需進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)間管理，CPU效率高，所以特別適合于變換時(shí)間較長(zhǎng)的ADC。由于AD0809具有三態(tài)輸出鎖存器，故其數(shù)據(jù)輸出引角可直接與單片機(jī)的總線相連。在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)。s。ADC0809是帶有8路模擬開(kāi)關(guān)的8位A/D轉(zhuǎn)換芯片，所以它可有8個(gè)模擬量的輸入端，由芯片的A，B，C三個(gè)引腳來(lái)選擇模擬通道中的一個(gè)。時(shí)鐘信號(hào)，可有89C51的ALE輸出得到，不過(guò)當(dāng)采用12M晶振時(shí)，應(yīng)該先進(jìn)行二分頻，以滿足ADC0809的時(shí)鐘信號(hào)必須小于640K的要求。它由8個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成，通過(guò)不同的組合可用來(lái)顯示0AF及小數(shù)點(diǎn)“.”等字符。LED顯示工作于靜態(tài)顯示方式時(shí),各位的共陰極連接在一起接地。本實(shí)驗(yàn)采用串入并出的靜態(tài)顯示方式。這樣雖然在任一時(shí)刻只有一位顯示器被點(diǎn)亮，但是由于間隔時(shí)間較短，且人眼具有視覺(jué)殘留效應(yīng)，看起來(lái)與全部顯示器持續(xù)點(diǎn)亮一樣。PID控制器問(wèn)世至今已有近70年歷史，它 以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、 積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。 積分控制 在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。這樣，即便誤差很小，積 分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大，它推動(dòng)控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后組件，具有抑制誤差的作用， 其變化總是落后于誤差的變化。6. 各子程序設(shè)計(jì)及流程圖 PID控制程序流程圖取給定值取溫度測(cè)量值計(jì)算偏差Y偏差為零否？N控制輸出量不變計(jì)算控制輸出量求微分分量求積分分量求比例分量 A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖開(kāi)始選擇通道，允許A/D轉(zhuǎn)換讀寄存器轉(zhuǎn)換是否結(jié)束NY讀取轉(zhuǎn)換值數(shù)據(jù)處理 顯示程序流程圖開(kāi)始取出要顯示的數(shù)求下一位選碼送位段碼到輸出延時(shí)修改顯示緩沖區(qū)4位數(shù)據(jù)顯示完 返回調(diào)降溫處理子程序超過(guò)設(shè)定值低于設(shè)定值調(diào)用升溫處理子程序測(cè)量值設(shè)定值相比較調(diào)用執(zhí)行PID程序計(jì)算溫度的偏差值讀鍵盤處理子程序輸入設(shè)定值A(chǔ)/D轉(zhuǎn)換后顯示當(dāng)前溫度讀測(cè)量溫度子程序系統(tǒng)各模塊初始化開(kāi)始NY心得體會(huì)作為一名自動(dòng)化專業(yè)的大三學(xué)生，我覺(jué)得做計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)是很有意義的，而且也是必要的。其次，在這次課程設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用了以前學(xué)過(guò)的專業(yè)課知識(shí)，如：Proteus繪圖仿真、C語(yǔ)言、模擬和數(shù)字電路知識(shí)等。在設(shè)計(jì)程序時(shí)，不能妄想一次將整個(gè)程序設(shè)計(jì)好，反復(fù)修改、不斷改進(jìn)是程序設(shè)計(jì)的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，這樣為資料的保留和交流提供了方便；在設(shè)計(jì)中
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