【正文】 點(diǎn)是： 1 由系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)單位階躍響應(yīng)曲線(xiàn)確定系統(tǒng)的增益（比例系數(shù)） K,系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)T和死區(qū)時(shí)間τ，并計(jì)算出系統(tǒng)的響應(yīng)率： 2如果控制系統(tǒng)只采用比例環(huán)節(jié)，則應(yīng)?。? 3如果控制系統(tǒng)只采用比例環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)，則應(yīng)?。? R= K T— τ (4— 6) Kp=1 R*τ （ 4— 7） Kp = R*τ ， Ki = R*τ 2 （ 4— 8） 信息工程學(xué)院 基于 51單片機(jī)智能溫度控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 共 44 頁(yè) 4如果控制系統(tǒng)中比例、積分和微分三個(gè)環(huán)節(jié)都采用時(shí)，則應(yīng)?。? 控制系統(tǒng) PID參數(shù)的確定也可以采用其他工程方法，如擴(kuò)充臨界比例度法和擴(kuò)充響應(yīng)曲線(xiàn)法等，在實(shí)際應(yīng)用中也很有效。考慮到采樣時(shí)間 Ts 對(duì) 輸出控制量的影響，故將式 4— 2 的控制算法改為： SdnjiP BneKjeKneKnu ????? ?? )()()()( 0 （ 4— 3） 其中， Bs 為系統(tǒng)偏移量。 可編程控制器 PID 調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)是以連續(xù)系統(tǒng)的 PID 控制規(guī)律為基礎(chǔ)，然后將其數(shù)字化，寫(xiě)成離散形式的控制方程 ，根據(jù)離散方程進(jìn)行控制程序設(shè)計(jì)。比例、積分、微分三者結(jié)合起來(lái)可以滿(mǎn)足不同的控制要求。其工作原理：首先寫(xiě) CPU個(gè)指令（例mov、 inc、 dptr、 rrc、等）是否正常，如正常跳過(guò)檢查，否則繼續(xù)檢查 CPU直到正常；在檢查鍵盤(pán)的方法是寫(xiě)一段鍵盤(pán)掃描程序，掃描一次如果沒(méi)有鍵按下正常跳過(guò)到顯示檢測(cè)，否 則繼續(xù)檢查鍵盤(pán)直到正常；在檢查顯示的方法是分別點(diǎn)亮 2個(gè)數(shù)碼管以 0、 9如正常則自檢完畢。這樣制作簡(jiǎn)單實(shí)用溫度增減的單位是 10℃，及首先確定是要 增加溫度還是降低溫度，按下第一個(gè)鍵。這樣就必須進(jìn)行數(shù)字和模擬量之間的轉(zhuǎn)換，從而引入了 ADC0804 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，在比較完成后單片機(jī)要發(fā)出控制指令通過(guò)一電壓量來(lái)控制荊閘管的導(dǎo)通角，從而控制溫度的升降。使用這種接口方法，雖然軟件簡(jiǎn)單，僅需使用一條輸出指令就可以進(jìn)行 LED顯示，但使 用硬件卻比較多，而硬件譯碼又缺乏靈活性，所以較少使用。因此提供給 LED 顯示器的字形代碼正好一個(gè)字節(jié)。使用時(shí)公共陰極接地，這樣陽(yáng)極端輸入高電平的段發(fā)光二極管就尋通點(diǎn)亮，而輸入低電平的則不點(diǎn)亮。 LED 顯示器中的發(fā)光二極管共有兩種連接方法： A．共陽(yáng)極接法 信息工程學(xué)院 基于 51單片機(jī)智能溫度控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 共 44 頁(yè) 把發(fā)光二信用證管的陽(yáng)極連在一起構(gòu)成公共陽(yáng)極。 LED顯示器在單片機(jī)中的應(yīng)用非常普遍。 ，每隔一定時(shí)間執(zhí)行一次鍵盤(pán)掃描程序，定時(shí)可由單片 機(jī)的定時(shí)器完成。這些操作內(nèi)容通常都是由軟硬件結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)的。矩陣式鍵盤(pán)也稱(chēng)為行列式鍵盤(pán)，因?yàn)殒I的數(shù)目較多，所以鍵按行列組成矩陣。 VCC：電源供應(yīng)以及作為電路的參考電壓。輸入單端正電壓時(shí)， VIN（ ）接地；而差動(dòng)輸入時(shí)，直接加 VIN（ +） VIN（ ） 。 WR DI0 Rfb DI7 CS Iout1 Xfer Iout2 WR1 Vref WR2 LM327 +5V =+ +5V 信息工程學(xué)院 基于 51單片機(jī)智能溫度控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 共 44 頁(yè) /WR：用來(lái)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換的控制輸入，相當(dāng)于 ADC 的轉(zhuǎn)換開(kāi)始，當(dāng) /WR 由 HI 變?yōu)?LO 時(shí)轉(zhuǎn)換器被清除；當(dāng) /WR 回到 HI 時(shí)，轉(zhuǎn)換正式開(kāi)始。 ■ 分辨率： 8 位； ■ 轉(zhuǎn)換時(shí)間： 100us； ■ 總誤差：177。 （ 4）、單緩沖方式連接：所謂單緩沖方式就是使 DAC0832 的兩個(gè)輸入寄存器中有一個(gè)（多為 DAC寄存器）處于直通方式，而另一個(gè)處于受控的鎖存方式。 信息工程學(xué)院 基于 51單片機(jī)智能溫度控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 共 44 頁(yè) （ 3）、 DAC0832 的原理框圖如下所示：由圖可知數(shù)字量是通過(guò)兩級(jí)寄存器送至 D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端。電流 IOUT1與 IOUT2的和為常數(shù)， IOUT IOUT2隨 DAC 寄存器的內(nèi)容線(xiàn)性變化。當(dāng) XFER 為低電平， WR2輸入負(fù)脈沖，則在 LE2產(chǎn)生正脈沖； LE2為高電平， DAC寄存器的輸出和輸入寄存器的狀態(tài)一致， LE2負(fù)跳變，輸入寄存器的內(nèi)容 打入 DAC寄存器。 XFER：數(shù)據(jù)傳送信號(hào)，低電平有效。 D0~D7:數(shù)據(jù)輸入線(xiàn)； ILE:數(shù)據(jù)允許鎖存信號(hào)，高電平有效； CS:輸入寄存器選擇信號(hào)，低電平有效。 XTAL2 18 O 晶體 2 晶振輸出 信息工程學(xué)院 基于 51單片機(jī)智能溫度控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 共 44 頁(yè) （二）、功能圖 （三）、 DAC0832 （ 1） DAC0832芯片是一種具有兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)寄存器的 8位 DAC，它能直接與 MCS51單片機(jī)接口，其具有以下特性參數(shù)： ? 分辨率為 8位； ? 電流穩(wěn)定時(shí)間 1us。如果 EA為高時(shí)，將執(zhí)行內(nèi)部程序除非程序，計(jì)數(shù)器可以大于 0FFFH(4k 器件 ) ，1FFFH(8k 器件 )， 3FFFH(16k 器件 )， 7FFFH(32k 器件 )。當(dāng)作為輸入腳時(shí)，被外部拉低的 P2口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流 (見(jiàn) DC 電氣特性 ) 。 P0也可以在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)作地址的低字節(jié)，在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)作數(shù)據(jù)總線(xiàn)此時(shí)通過(guò)內(nèi)部強(qiáng)上拉傳送 1。 5． 軍事裝備方面 科技強(qiáng)軍，在國(guó)防現(xiàn)代化離不開(kāi)計(jì)算機(jī)，在各種軍事設(shè)施和武器中都有單片機(jī)在發(fā)揮其作用。 3． 家用電器方面 當(dāng)前，家用電器產(chǎn)品的一個(gè)重要 發(fā)展趨勢(shì)是不斷提高其智能化程度，而家電智能化的進(jìn)一步提高就需要有單片機(jī)參與。 應(yīng)用領(lǐng)域： 1． 工業(yè)自動(dòng)化方面 自動(dòng)化能使工業(yè)系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)，提高經(jīng)濟(jì)效益、改善產(chǎn)品質(zhì)量和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。 控制器（ mcu） （控制算法） 晶閘管控 制 電阻爐 D/A 溫度采集 A/D 實(shí)際溫度 設(shè)定溫度 + 目 錄 一．主要器件的使用和介紹 ........................................... 1 （一）、單片機(jī) ..................................................... 1 （二）、功能圖 ..................................................... 6 （三）、 DAC0832 .................................................... 6 （四）、 ADC0804 .................................................... 9 （五）、 LM741 運(yùn)算放大器 .......................................... 11 （六）、單片機(jī)鍵盤(pán)和鍵盤(pán)接口 ...................................... 11 （七）、 LED 顯示器接口 ............................................ 11 二．實(shí)際電路 ...................................................... 13 （一）、電路的制作 ................................................ 13 （二）、電路的調(diào)試 ................................................ 18 三．功能說(shuō)明 ...................................................... 18 （一）、采集部分 .................................................. 18 （二）、控制部分 .................................................. 19 四、結(jié)束語(yǔ) ........................................................ 20 五．致謝詞 ........................................................ 21 六．參考文獻(xiàn) ...................................................... 22 附錄一 元件明細(xì)表 ................................................ 23 附錄二 系統(tǒng)總程序 ................................................ 25 附錄三 英文資料及其譯文 .......................................... 29 附錄四 翻譯中文 .................................................. 38 附錄五 電路原理圖 ................................................ 44 信息工程學(xué)院 基于 51單片機(jī) 智能溫度控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 共 42 頁(yè) 一．主要器件的使用和介紹 （一）、單片機(jī) 單片機(jī)清晰實(shí)物圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖 概述： 單片機(jī)因?qū)⑵渲饕M成部分集成在一個(gè)芯片上而得名，具體說(shuō)就是把中央處理器 CPU信息工程學(xué)院 基于 51單片機(jī)智能溫度控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 共 44 頁(yè) （ Central Processing Unit）、隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM(Random Access Memory)、只度存儲(chǔ)器（ Read Only Menory）、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器以及 I/O（ Input/Output）口電路等主要微型機(jī)部件，集 成在一塊芯片上。電阻爐溫度控制系統(tǒng)的組成如下圖所 示： 溫度控制系統(tǒng)框圖 圖中的控制器即是單片機(jī)，它按比例控制規(guī)律來(lái)設(shè)計(jì)控制程序。 (3)保溫段，即要求在某一過(guò)程中爐溫基本保持不變。為了保證生產(chǎn)過(guò)程正常安全地進(jìn)行，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，以及減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約能源，對(duì)加熱用的各種電爐要求在一定條件下保持恒溫，不能隨電源電壓波動(dòng)或爐內(nèi)物體而變化；或者要求有的電爐的爐溫根據(jù)工藝條件，按照某個(gè)指定的升溫或保溫規(guī)律而變化，等等。其中溫度監(jiān) 測(cè)是控制農(nóng)作物生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素，由于不同溫室中的農(nóng)作物生長(zhǎng)所需要的溫度不同且要求穩(wěn)定在一定的溫度范圍內(nèi)。 （ 4） 某大型飛機(jī)洞庫(kù)線(xiàn)道長(zhǎng) ,環(huán)境復(fù)雜 ,由于其存儲(chǔ)有重要的軍事物資 ,對(duì) 其溫度、濕度、油分子濃度、火警等信號(hào)進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)重要的任務(wù)。 （ 3）金屬粉末注射成型技術(shù) (Metal Injection Molding) 是近年來(lái)粉末冶金學(xué)科和工業(yè)中發(fā)展比較突出的領(lǐng)域。使用一種基于總線(xiàn)的和一線(xiàn)制數(shù)字的溫度傳感器測(cè)控系統(tǒng) ,可以應(yīng)用在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中 ,既能最大限度地達(dá)到節(jié)能的目的 ,又能很好地滿(mǎn)足人們對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境智能化的要求。另外一個(gè)熱源是安裝在機(jī)箱后部散熱器上的功率器件。而在實(shí)際溫控過(guò)程中既要求系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ,又要求快速性。 DS18B20。該設(shè)計(jì) 使用DS18B20 數(shù)字式溫度傳感器進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫，通過(guò) RS232 串口實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與 PC機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)各溫度點(diǎn)的實(shí)時(shí)測(cè)溫及根據(jù)上位機(jī)的溫度設(shè)定值完成對(duì)其中一點(diǎn)溫度的控制。為 此，本文以 AT89S51 單片機(jī)為處理核心進(jìn)行了智能溫度監(jiān)控系統(tǒng)的下位機(jī)設(shè)計(jì)，詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的硬件及軟件設(shè)計(jì)方法。 multipoint temperature measure and control。在很多工業(yè)應(yīng)用的場(chǎng)合下，環(huán)境非常惡劣，人工直接操作儀表很不現(xiàn)實(shí) ,采用有線(xiàn)數(shù)據(jù)通信的方式也有限制，在數(shù)據(jù)記錄上也需要人工抄寫(xiě)，因此需要一種無(wú)線(xiàn)隔離的操作方式。 微處理器（ CPU）和數(shù)字信號(hào)處理器（ DSP）為高速芯片，可能產(chǎn)生過(guò)熱即危險(xiǎn)溫度。 （ 2）