【正文】 的是物體的冷熱程度?？刂凭纫蕾囉谠囼炚叩恼{(diào)節(jié)。最后，由于生產(chǎn)中的實際情況，電阻加熱爐要求操作方便，易于維護，成本較低等等。在技術(shù)上，以單片機控制的單參數(shù)單回路系統(tǒng)居多，尚無真正意義上的多參數(shù)綜合控制系統(tǒng)，與發(fā)達國家相比，存在較大差距?，F(xiàn)在世界各國的溫度測控技術(shù)發(fā)展很快，一些國家在實現(xiàn)自動化的基礎(chǔ)上正向著完全自動化、無人化的方向發(fā)展。 國外對溫度控制技術(shù)研究較早，始于 20 世紀 70 年代。例如：在冶金工業(yè)、化工工業(yè)、電力工業(yè)、機械加工和食品加工等許多領(lǐng)域，都需要對各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐的溫度進行控制。單片機通過對信號進行相應(yīng)處理，從而實現(xiàn)溫度控制的目的。采用單片機對溫度進行控制具有控制方便、簡單和靈活性大、精度高等優(yōu)點。本設(shè)計以 AT89S52 單片機為核心的溫度控制系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計方法。文中還著重介紹了軟件設(shè)計部分，實現(xiàn) PID 算法。然而，用常規(guī)的控制方法，潛力是有限的，難以滿足較高的性能要求。先是采用模擬式的組合儀表，采集現(xiàn)場信息并進行指示、記錄和控制。 我國對于溫度測控技術(shù)的研究較晚，始于 20 世紀 80 年代。我國溫度測量控制現(xiàn)狀還遠遠沒有達到工廠化的程度，生產(chǎn)實際中仍然有許多問題困擾著我們，存在著裝備配套能力差，產(chǎn)業(yè)化程度低，環(huán)境控制水平落后，軟硬件資源不能共享和可靠性差等缺點。目前，我國電阻爐控制設(shè)備的現(xiàn)狀時是小部分比較先進的設(shè)備和大部分比較落后的設(shè)備并存。控制精度不高，一旦生產(chǎn)環(huán)境發(fā)生變化就需要重新設(shè)置。自然界中任何物理、化學(xué)過程都緊密地與溫度相聯(lián)系。溫度測控技術(shù)包括溫度測量技術(shù)和溫度控制技術(shù)兩個方面。因此，在實際的測量中，要根據(jù)具體的測量對象選擇合適的測量方法，在滿足測量精度要求的前提下盡量減少人力和物力的投入。恒值溫度控制的目的是使被控對象的溫度恒定在某一數(shù)值上，且要求其波動幅度（即穩(wěn)態(tài)誤差）不能超過某一給定值。這種開關(guān)控溫方法比較簡單，在沒有計算機參與的情況下，用很簡單的模擬電路就能夠?qū)崿F(xiàn)。由于 PID 調(diào)節(jié)器模型中考慮了系統(tǒng)的誤差，誤差變化及誤差積累三個因素，因此，其控制性能大大地優(yōu)越于定值開關(guān)控溫法。采用這種方法實現(xiàn)的溫度控制器，其控制品質(zhì)的好壞主要取決于三個 PID 參數(shù)（即比例值、積分值、微分值） 。并通過將智能控制與 PID 控制相結(jié)合，從而實現(xiàn)溫度的智能控制。目前已出現(xiàn)一種高精度模糊控制器，可以更好的模擬人的操作經(jīng)驗來改善控制性能，從理論上講，可以完全消除穩(wěn)態(tài)誤差。 單片機的發(fā)展概況1970 年微型計算機研制成功之后，隨之即出現(xiàn)了單片機（即單片微型計算機）— 美國 Intel 公司 1971 年生產(chǎn)的 4 位單片機 4004 和 1972 年生產(chǎn)的雛形 8 位單片機8008，這也算是單片機的第一次公眾亮相。1980 年 Intel 公司在MCS48 系列基礎(chǔ)上又推出高性能的 MCS51 系列單片機。1987 年 Intel 公司又宣布了性能比8096 高兩倍的 CMOS 型 80C196，1988 年推出帶 EPROM 的 87C196 單片機。新一代的 80C51 系列單片機除了上述的結(jié)構(gòu)特性外，其最主要的技特點是向外部接口電路擴展，以實現(xiàn)微控制器（microcontroller）完善的控制功能為己任。使用 Atmel 公司高密度非 易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。另外，AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。功能強大的 AT89S52 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)和工業(yè)控制系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。此外由于 ALE 是以六分之一晶振頻率的固定頻率輸出正脈沖,因此可作為外部定時脈沖使用。和 外接晶體引線端1XTAL2當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘時，此二引線端用語外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。此器件具有體積小、質(zhì)量輕、線形度好、性能穩(wěn)定等優(yōu)點其各方面特性都滿足此系統(tǒng)的設(shè)計要求。C ～ +125176。DSB8B20 的 3 腳接系統(tǒng)中單片機的 口線，用于將采集到的溫度送入單片機中處理，2 腳和 3 腳之間接一個 上拉電阻，即可完成溫度采集部分硬件電路。表 DS18B20 溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0LS Byte23 22 21 20 21 22 23 24Bit15Bit14Bit13Bit12Bit11Bit10Bit9Bit8MS ByteS S S S S 26 25 24這是 12 位轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù)，存儲在 18B20 的兩個 8 比特的 RAM 中，二進制中的前面 5 位是符號位，如果測得的溫度大于 0，這 5 位為 0，只要將測到的數(shù)值乘于 即可得到實際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測到的數(shù)值需要取反加1 再乘于 即可得到實際溫度。由于這種調(diào)節(jié)方式下觸發(fā)脈沖的觸發(fā)時刻與電壓波形的相位有關(guān)，因此稱為相位控制調(diào)功；另一種調(diào)節(jié)方式是電壓波形不變而只改變電壓周波在控制周期內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)，這種調(diào)節(jié)方式稱為通斷控制調(diào)功。其最大的缺點是：大電流的切入造成對電網(wǎng)的沖擊，不規(guī)整的脈沖負載電流引起電網(wǎng)波形的畸變及對其它電設(shè)備的中頻干擾。對于純阻性負載的電阻爐來說，溫控儀采用過零觸發(fā)方式可使電路結(jié)構(gòu)簡單，軟件計算方便。但是與普通電磁繼電器比，SSR體積小，開關(guān)速度快，無機械觸點，因而沒有機械磨損，不怕有害氣體腐蝕，沒有機械噪聲，耐振動、耐沖擊，使用壽命長。SSR 按使用場合可以分成交流型和直流型兩大類。觸發(fā)電路的功能是產(chǎn)生合乎要求的觸發(fā)信號，驅(qū)動開關(guān)電路④ 工作，但由于開關(guān)電路在不加特殊控制電路時，將產(chǎn)生射頻干擾并以高次諧波或尖峰等污染電網(wǎng)，為此特設(shè)“過零控制電路 ”。第三章 溫度控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 系統(tǒng)開發(fā)工具介紹本系統(tǒng)中單片機的開發(fā)工具采用 。 程序結(jié)構(gòu)框圖圖 程序結(jié)構(gòu)圖 PID 算法在控制系統(tǒng)中,控制器最常用的控制規(guī)律是 PID 控制。D計算機只能處理數(shù)字信號，若采樣周期為 T 第 n 次采樣的輸入誤差為 ，且ne，輸出為 ，PID 算法用的微分 由差分 代替，積分)(nCren?)(nudteTn1?由 代替，于是得到dtt?0)(?TeK 、??????????TeunDniIPn 101寫成遞推形式為△ 1?nnu　　　= ?????? ??????? ?ni nnDiInP eeTeTeK0 2111 )()()( = ?????)2()( 211 nnDnIn = )()( 211 ?? ??nnPnIPnP eeTKeeK = 2211 ?nnDnIn = DIP?其中： )(1??neK IIPIT )2()2( 2121 ?????? nnDnnDP eeKeeTK 顯然，PID 計算△ 只需要保留現(xiàn)時刻 以及以前的兩個偏差量 和 。在單純比例作用下（比例增益由小到大） ，是系統(tǒng)產(chǎn)生等幅UT振蕩的比例增益 ，這時的工作周期為臨界周期 ，則可以得到KUT△ =nu? ?)2()( 211 ?? ??nnnnP eee = PPK= )()( 211 ?? nnDnInP eeeK式中 = ， = [8] IPP從而可以調(diào)節(jié)的參數(shù)只有一個。正負數(shù)都是補碼表示，最后的計算以原碼輸出。大于 250 或小于 0 的控制量 都是沒有意義的，因在算法nu上對 進行限幅，即nu = nu???????maxmaxinii uPID 的計算公式采用位置式算法，計算公式為+1??nu )2()( 211 ?? ??nnDnInP eeKeK = DI?PID 計算的程序流程圖圖 所指示。 //溫度輸入口struct PID{ unsigned int SetPoint。 // 微分常數(shù) Derivative Const unsigned int LastError。 struct PID spid。uint rout。uchar flag=0。//*******溫度小數(shù)部分用查表法**********//uchar code ditab[16] = { 0x00, 0x00, 0x01, 0x01, 0x02, 0x03, 0x03, 0x04, 0x05, 0x05, 0x06, 0x06, 0x07, 0x08, 0x08, 0x09}。 //顯示單元數(shù)據(jù),共 4 個數(shù)據(jù),一個運算暫存用uchar temp_5[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}。}//初始化void send_int(void){ TMOD = 0x21。 //定時器 0 定時 10ms TL0=0xF0。 //開中斷SCON = 0xd8。 } else {display[4]=temp_data[0]amp。0xf0)4)|((temp_data[1]amp。 display[2]=display[1]/10。while(TI==0)。 // 等特數(shù)據(jù)傳送TI = 0。 // 清除數(shù)據(jù)傳送標志 SBUF =dis_9[display[0]]。 //標志位清 0}/***********18B20