【正文】 In industrial production and scientific research article introduces a automatic digital water39。溫度設(shè)置部分采用四個(gè)獨(dú)立按鍵組成，顯示部分采用四位共陰數(shù)碼管顯示，使系統(tǒng)變得簡(jiǎn)便而高效。2013 屆 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）電加熱器溫度的數(shù)字PID控制 The digital PID control of electric heater 學(xué) 院： 工 學(xué) 院 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 電子信息工程0902班 姓 名： 王 阿 東 學(xué) 號(hào)： 090102050112 指導(dǎo)教師： 趙世強(qiáng)副教授 完成時(shí)間： 2013年4月10日 二〇一三年四月論文題目：電加熱器溫度的數(shù)字PID控制專(zhuān) 業(yè)：電子信息工程學(xué) 生：王阿東 簽 名： 指導(dǎo)教師：趙世強(qiáng) 簽 名： 摘要 溫度是重要的物理量，溫度的測(cè)量和控制，在工業(yè)生產(chǎn)和科研工作中都非常重要。溫度控制采用PID數(shù)字控制算法，通過(guò)計(jì)算偏差值來(lái)控制光耦合和可控硅的通斷，從而控制加熱器的加熱程度。s temperature control system using the STC89C52 microcontroller as the detect and control temperature measurement part uses the one bus integrated temperature sensor DS18B20 ,which making the system more Simple and reliable,And easy to setting part is made up of four separate buttons，and Display part adopts four Led Display to display, which made the system easy and Temperature is controled by the PID Digital control heater uses the mon fast heater which the Ordinary families monly used.Key words： PID algorithm。Silicon controlled目錄前言 11 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 系統(tǒng)總體框圖 2 單片機(jī)系統(tǒng) 3 單片STC89C52………………………………………………………………3 4 介紹………………………………………...........4 DSl8B20 工作過(guò)程及時(shí)序 ……………………………………………...........5 DS18B20連接圖………………………………………………………...........5 溫度顯示部分 6 溫度設(shè)定部分 6 光耦器件 7……………………………………………………………7 光電隔離技術(shù)的應(yīng)用…………………………………………………………7 光耦器件MOC3040……………………………………………………….....8 8……………………………………………………………………82 PID算法 10 PID算法簡(jiǎn)介 10 PID算法的程序設(shè)計(jì) 12 PID算法參數(shù)整定方法 133 軟件設(shè)計(jì) 15 15 164 結(jié)語(yǔ) 17參考文獻(xiàn) 18 致謝 20 附錄 20西安外事學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前言 溫度控制已成為工業(yè)生產(chǎn)、科研領(lǐng)域中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié), 能否成功地將溫度控制在需要的范圍內(nèi)關(guān)系到整個(gè)工作的成敗。℃。 31西安外事學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體框圖 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路為：當(dāng)系統(tǒng)上電后，數(shù)碼管會(huì)顯示當(dāng)前的溫度，然后等待按鍵輸入設(shè)定值，設(shè)定完畢后，系統(tǒng)開(kāi)始溫度自動(dòng)控制過(guò)程，如果當(dāng)前溫度高于設(shè)定溫度，系統(tǒng)會(huì)斷開(kāi)光耦器件及可控硅使水溫冷卻，如果當(dāng)前溫度低于設(shè)定溫度，若低于2度以上，系統(tǒng)會(huì)采取全加熱的方式，如果溫差小于2度，則采用PID算法進(jìn)行控制加熱。 單片機(jī)STC89C52STC89C52是一種高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。另外 STC89C52 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。STC89C52的主要特性如下：1. 增強(qiáng)型8051 單片機(jī)，6 時(shí)鐘/機(jī)器周期和12 時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意 選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051；2. 工作電壓：～（5V 單片機(jī)）/～（3V 單片機(jī)）；3. 工作頻率范圍：0～40MHz，相當(dāng)于普通8051 的0～80MHz，實(shí)際工作 頻率可達(dá)48MHz；4. 用戶應(yīng)用程序空間為8K 字節(jié)；5. 片上集成512 字節(jié)RAM；6. 通用I/O 口（32 個(gè)），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4 是準(zhǔn)雙向口/弱上拉， P0 口是漏極開(kāi)路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻；7. ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專(zhuān)用編程器，無(wú) 需專(zhuān)用仿真器，可通過(guò)串口（RxD/,TxD/）直接下載用戶程 序，數(shù)秒即可完成一片；8. 具有EEPROM 功能；9. 具有看門(mén)狗功能；10. 共3 個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。初始化 主機(jī)總線在開(kāi)始時(shí)刻發(fā)送一復(fù)位脈沖(最短為480μS 的低電平信號(hào)) 接著在下一時(shí)刻釋放總線并進(jìn)入接收狀態(tài)DSl820 在檢測(cè)到總線的上升沿之后等待15 6 0u s 接著DS18B20在t2 時(shí)刻發(fā)出存在脈沖(低電平持續(xù)60240 μS) . DS18B20連接圖 。獨(dú)立按鍵的工作原理比較簡(jiǎn)單。據(jù)分壓原理可知，即使干擾電壓的幅度較大，但饋送到光電耦合器輸入端的雜訊電壓會(huì)很小，只能形成很微弱的電流，由于沒(méi)有足夠的能量而不能使二極體發(fā)光，從而被抑制掉了。 (3)光電耦合器的回應(yīng)速度極快，其響應(yīng)延遲時(shí)間只有10μS左右，適于對(duì)響應(yīng)速度要求很高的場(chǎng)合。（2）功率驅(qū)動(dòng)電路中的光電隔離 在微機(jī)控制系統(tǒng)中，大量應(yīng)用的是開(kāi)關(guān)量的控制，這些開(kāi)關(guān)量一般經(jīng)過(guò)微機(jī)的I／O輸出，而I／O的驅(qū)動(dòng)能力有限，一般不足以驅(qū)動(dòng)一些點(diǎn)磁執(zhí)行器件，需加接驅(qū)動(dòng)介面電路，為避免微機(jī)受到干擾，須采取隔離措施。若傳輸線較長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)干擾嚴(yán)重，可通過(guò)兩級(jí)光電耦合器將長(zhǎng)線完全“浮置”起來(lái)。2）門(mén)極G無(wú)法控制可控硅(2)雙向可控硅 雙向可控硅相當(dāng)于兩個(gè)單向引腳多數(shù)是按TTG的順序從左至右排列(電極引腳向下,面對(duì)有字符的一面時(shí)).加在控制極G上的觸發(fā)脈沖的大小或時(shí)間改變時(shí),就能改變其導(dǎo)通電流的大小. 與單向可控硅的區(qū)別是,雙向可控硅G極上觸發(fā)脈沖的極性改變時(shí),其導(dǎo)通方向就隨著極性的變化而改變,從 ,所以可控硅有單雙向之分. 電子制作中常用可控硅,單向的有MCR100等,雙向的有TLC336等可控硅的工作條件： 1. 可控硅承受反向陽(yáng)極電壓時(shí)，不管門(mén)極承受哪種電壓，可控硅都處于關(guān)斷狀態(tài)。注意可控硅是半控件，關(guān)斷不由門(mén)極控制，而只當(dāng)主電流接近零時(shí)才能關(guān)斷。 2 PID算法 PID算法簡(jiǎn)介在過(guò)程控制中，按偏差的比例P(Proportional)、積分I（Integral）和微分D（Differential）進(jìn)行控制的PID控制器是應(yīng)用最為廣泛的一種自動(dòng)控制器。：PID算法可控硅受控對(duì)象r +e?uuy 增量式PID控制算法增量式PID控制算法可以通過(guò)21式推導(dǎo)出。：比例系數(shù)加大，使系統(tǒng)的動(dòng)作靈敏，速