【正文】 } 河南科技大學本科畢業(yè)設計論文 36 溫度控制程序 ledbuf equ 60h temp equ 65h up equ 1 down equ 2 lowlimit equ 10 highlimit equ 80 flag1 equ 38h settemp equ 50h curtemp equ 29h din bit clk bit 0000h ljmp start 0100h start: mov settemp,20 mloop:lcall testkey cjne A,03h,keypressed mloop1:acall displayresult acall displayled acall get_temper MOV TMOD,02H。c,d,e,f, , db 63h,39h displayresult:mov a,curtemp jnb ,ge0 mov ledbuf,11h dec a cpl a ljmp goon ge0:mov ledbuf,10h goon:mov b,10h 河南科技大學本科畢業(yè)設計論文 40 div ab mov ledbuf+1,a mov a,b mov ledbuf+2,a mov a,settemp mov b,10h div ab mov ledbuf+3,a mov a,b mov ledbuf+4,a ret testkey: mov p1,03h mov a,p1 ret keytable:db 02h,01h,0f7h db 0efh,0dfh,0bfh,07fh getkey:mov r6,10 lcall delay mov a,p1 anl a,03h cjne a,03h,k01 ljmp mloop k01:mov r3,2 mov r2,0 mov b,a mov dptr,keytable k02:mov a,r2 movc a,a+dptr cjne a,b,k04 mov a,r2 inc a ret k04:inc r2 djnz r3,k02 mov a,0ffh ljmp mloop delay:mov r7,0 delayloop。0,1,2,3,4,5 db 7dh,7,7fh,6fh,77h,7ch。 tick=0。 if(++tick==n) 河南科技大學本科畢業(yè)設計論文 35 { P32 = 0。sPID,rIn )。 = 。sPID )。 } void actuator(double rDelta) // Dummy Actuator Function {} void main(void) { PID sPID。 ppLastError = Error。 Error = ppSETTEMP CURTEMP。 // Error[1] 河南科技大學本科畢業(yè)設計論文 32 double PrevError。 // 設定目標 Desired value double Proportion。在此，謹向 高 老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！ 另外，在此次畢業(yè)設計過程中，離不開各位老師、同學和朋友無私的關心和幫助，是他們給了我大力的支持、熱情的幫助 、和 親切 的鼓勵。DSP 外圍數(shù)字 IC 技術手冊 . 北京：北京航空航天大學出版社， 2021 [7] .朱蘊璞等 . 傳感器原理及應用 . 北京：國防工業(yè)出版社， 2021 [8] .嚴薈 . 淺談溫度 傳感器的現(xiàn)狀與發(fā)展 . 大眾科技， 2021 年第 5 期 [9].石曙光，石雄武 . 基于數(shù)字 PID 和數(shù)字電位器的恒溫控制系統(tǒng) .武漢工業(yè)學院報， 2021，第 24 卷第 1 期 [10].杜樹春 .單片機 C 語言和匯編語言混合編程實例詳解 .北京：北京航空大學出版社， 2021 [11].歐陽森等 . 電力電子單片機控制技術 . 北京：機械工業(yè)出版社 ,2021 [12].胡漢才 . 單片機原理及系統(tǒng)設計 北京：清華大學出版社， 2021 [13].Optimizing,Thermoelectric Temperature Control System, ,Technical Note 201. [14]. . Adsorptive cooling: a clean technology clean prod process, 2021 [15]李維祥等 . 單片機原理與應用 . 天津：天津大學出版社， 2021河南科技大學本科畢業(yè)設計論文 29 致 謝 本畢業(yè)設計是在老師的精心指導下完成的。 本文設計的溫度控制系統(tǒng)通用性較高，可用于育種試驗、微生物培養(yǎng)、無土栽培以及化學藥品穩(wěn)定性測試，電子元件、藥品、疫苗等的冷卻、加熱和恒溫絕緣性試驗等場合，為數(shù)字溫控領域提供了一個可供借鑒的方案。 C,甚至更高 。 從仿真實驗結(jié)果可以看出，通過 PID 算法，輸出口調(diào)整占空比，從而實現(xiàn)再不同溫差情況下系統(tǒng)調(diào)整輸出功率達到最佳 的控制效果，滿足 溫控系統(tǒng)在控制精度、控制溫度范圍、響應速度方面的要求。 偉幅軟件調(diào)試先編寫顯示測序并進行硬件的正檢驗 ,然后分別進行主程序、讀出溫度子程序、測溫轉(zhuǎn)換命令子程序等的編程和調(diào)試。 5 個串 /并移位寄存器芯片 74LS164 首尾相連。 PID 控制程序設計 由式 35可以改寫成 ： P(K)=P(K1)+KP[E(K)E(K1)]+KI178。DS18B20 的單線通訊功能是分時完成的，具有嚴格的時序要求，而AT89C2051 單片機并不支持單線 傳輸 ,必須采用軟件的方法來模擬單線的協(xié)議時序。 若為鍵 1，先判斷當前設定溫度值是否已達到最大，然后決定是否加 1；若為鍵 2，先判斷當前設定溫度值是否已是最小，然后決定是否減 1。這種思路對于可重復使用的子程序顯得尤為優(yōu)越，因為不僅程序結(jié)構(gòu)清晰，而節(jié)約程序存儲空間。它給出了全部控制量的大小，因此被稱為全量式或位置式 PID 控制算法。 位置式 PID 控制規(guī)律的離散化 為了用計算機實現(xiàn) PID控制，必須將式表示 PID 控制規(guī)律的連續(xù)形式變成離散形式，才能通過編程實現(xiàn)。將微分作用與比例、積分作用結(jié)合起來， 便得到了比例、積分、微分（ PID）控制規(guī)律。 為了消除這種靜差，可以引入積分控制環(huán)節(jié)，積分環(huán)節(jié)能對誤差進行記憶并積分，即使只存在很小的偏差，也可以將其積分后作用于操作部分，有利于消除靜差。Td一微分時間常數(shù) 。 它具有原理簡單、易于實現(xiàn)、參數(shù)整定方便、結(jié)構(gòu)改變靈活、適用性強、魯棒性強等優(yōu)點，對于大多數(shù)控制對象都能獲得滿意的控制效果。 167。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。這樣，即便誤差很小，積分項也會隨著時間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進一步減小，直到等于零。 (I)控制 在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關系。 PID 控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的。 PID 控制器問世至今已有近 70 年歷史，它以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術之一。這個過程在人工操作系統(tǒng)中，都是由操作人員通過“感覺器官的觀測 (獲取信息 )一人腦的思 維、判斷 (存儲和處理信息 )一手動的調(diào)整 (信息的實施 )來完成的。故本系統(tǒng)選擇了固態(tài)繼電器作為加熱電路，如圖 28 所示： 當 口輸出高電平時，光電耦合電路導通，固態(tài)繼 電器開始對系統(tǒng)（在這里用 電阻代替）加熱，同時發(fā)光二極管亮，對加熱過程進行顯示。 圖 27 按鍵控制電路 河南科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 15 167。這樣就可以通過查詢 P1的低 4位來判斷有沒有按鍵按下，按鍵各接一根輸入線，一根輸入線的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他輸入線上的工作狀態(tài)。 圖 26 靜態(tài)顯示電路 河南科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 14 167。 74LS164 的引腳圖 25圖所示； 圖 25 74LS164 的引腳 如圖 26所示： 5個共陰極 LED 數(shù)碼管組成。 串行口顯 示電路 74LS164 為 8 位串入并出移位寄存器， 2 為串行輸入端， Q0～ Q7 為并行輸出端， CLK 為移位時鐘脈沖，在脈沖的上升沿實現(xiàn)移位； R? 為清零端，低電平時并行輸出為零。 DSl8B20的引腳 DQ連接 ,作為單一數(shù)據(jù)線。 斜 率 累 加 器預 置低 溫 度 系 數(shù) 晶 振高 溫 度 系 數(shù) 晶 振= 0計 數(shù) 器 2= 0計 數(shù) 器 1溫 度 寄 存 器比 較預 置加 1停 止L S B置 位 / 清 除圖 23 測溫原理 DS18B20可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時 DS18B20的 1腳接地， 2腳作為信號線， 3腳接電源。計數(shù)器1和溫度寄存器被預置在 55℃所對應的一個基數(shù)值。當 DS18B20 接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動轉(zhuǎn)換。 表 22 高速暫存 RAM結(jié)構(gòu)圖 暫存器 內(nèi)容 溫度最 低數(shù)字 溫度最 高數(shù)字 高溫 限值 低溫限值 配置寄 存器 保留 計數(shù) 剩余值 每度 計數(shù)值 CRC 校驗 字節(jié)地址 0 1 2 3 4 5 6 7 8 表 23 配置寄存器位定義 TM R1 R0 1 1 1 1 1 表 24 分辨率的定義和規(guī)定 R1 R0 分辨率 /位 溫度最大轉(zhuǎn)換時間 /ms 0 0 9 0 1 10 1 0 11 375 1 1 12 750 由表 24 可見， DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換的時間比較長，而且設定的分辨率越高，所需要的溫度轉(zhuǎn)換時間就越長。 3 是 TH 和 TL 的拷貝，是易失的，每次上電復位時被刷 新。 DSl8B20 的核心功能部件是它的數(shù)字溫度傳感器 ,其分辨率可配 置為 11 和 12 位 ,出廠默認設置為 12 位分辨率 ,對應的溫度值分辨率分別為、 、 和 。 溫度傳感器電路 溫度傳感器選用 DSl8B20 ,其引腳分布如圖 22 所示。 本系統(tǒng)采用的是手動復位和上電自動復位組合，其電路圖見圖 21。 P2 端口做輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。在對 Flash ROM 編程和程序校驗時， P2 也接受高位地址和一些控制信號。對端口寫 1 時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時可用作輸入端口。 P1 端口做輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。 ?? （ 31 腳）：當該引腳接高電平 ,CPU 只訪問片內(nèi) Flash ROM 并執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令；但當 PC（程序計數(shù)器）的值超過 0FFFH（對 89C51為 4KB）時，將自動轉(zhuǎn)去執(zhí)行片外程序存儲器內(nèi)的程序。若須采用外部時鐘電路，則該引腳懸空。在片內(nèi)，它是震蕩電路反相放大器的輸入端。 ⑥五個中斷源的中斷控制系統(tǒng)。 ②片內(nèi)有 4K 字節(jié)的程序存儲器 Flash ROM，用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格。 單片機的選擇在整個系統(tǒng)設計中至關重要，該單片機與 MCS51 系列單片機高度兼容、低功耗、可以在接近零頻率下工作等諸多優(yōu)點，而廣泛應用于 各類計算機系統(tǒng)、工業(yè)控制、消費類產(chǎn)品中。理由：方案 3 的串行口擴展顯示方式十分節(jié)約I/O 口，且無需 CPU 不停地掃描，頻繁地為顯示服務，節(jié)省了 CPU 時間，軟件設計也比較簡單。每片的并行輸出作為 LED 數(shù)碼管的段碼。 方案 3：串行口擴展顯示方式。 方案 2：靜態(tài)顯示方式。當多位 LED 顯示時，通常將所有位的段選線相應的并聯(lián)在一起，由一個 8 位 I/O 口控制，形成段選線的多路復用 。共陰極 LED顯示器的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常此共陰極接地。 與用傳統(tǒng)溫度傳感器組成的多點測溫系統(tǒng)相比可節(jié)省大量電纜 , 而且系統(tǒng)得以簡化 , 系統(tǒng)擴充維護十分方便。因而使用 DS18B20 可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單 ,可靠性更高，成本更低。由于采用了一種獨特的電路結(jié)構(gòu)，并利用最新的薄膜電阻激光微調(diào)技術校準，使得 AD590 具有很高的精度。 方案 2：采用集成溫度傳感器，如常用的 AD590 和 LM35。負溫度系數(shù)熱敏阻電通常是、鈷的氧化物燒制成半導體由陶錳瓷制成。河南科技大學本科畢業(yè)設計（