【正文】 點是： 1 由系統(tǒng)的開環(huán)單位階躍響應曲線確定系統(tǒng)的增益（比例系數） K,系統(tǒng)時間常數T和死區(qū)時間τ，并計算出系統(tǒng)的響應率： 2如果控制系統(tǒng)只采用比例環(huán)節(jié)，則應?。? 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?。? R= K T— τ (4— 6) Kp=1 R*τ （ 4— 7） Kp = R*τ ， Ki = R*τ 2 （ 4— 8） 信息工程學院 基于 51單片機智能溫度控制器系統(tǒng)設計 第 17 頁 共 44 頁 4如果控制系統(tǒng)中比例、積分和微分三個環(huán)節(jié)都采用時，則應取： 控制系統(tǒng) PID參數的確定也可以采用其他工程方法，如擴充臨界比例度法和擴充響應曲線法等，在實際應用中也很有效?？紤]到采樣時間 Ts 對 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 調節(jié)器的設計是以連續(xù)系統(tǒng)的 PID 控制規(guī)律為基礎，然后將其數字化，寫成離散形式的控制方程 ，根據離散方程進行控制程序設計。比例、積分、微分三者結合起來可以滿足不同的控制要求。其工作原理：首先寫 CPU個指令（例mov、 inc、 dptr、 rrc、等）是否正常，如正常跳過檢查，否則繼續(xù)檢查 CPU直到正常；在檢查鍵盤的方法是寫一段鍵盤掃描程序，掃描一次如果沒有鍵按下正常跳過到顯示檢測，否 則繼續(xù)檢查鍵盤直到正常；在檢查顯示的方法是分別點亮 2個數碼管以 0、 9如正常則自檢完畢。這樣制作簡單實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，按下第一個鍵。這樣就必須進行數字和模擬量之間的轉換，從而引入了 ADC0804 模數轉換器，在比較完成后單片機要發(fā)出控制指令通過一電壓量來控制荊閘管的導通角，從而控制溫度的升降。使用這種接口方法，雖然軟件簡單，僅需使用一條輸出指令就可以進行 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字節(jié)。使用時公共陰極接地，這樣陽極端輸入高電平的段發(fā)光二極管就尋通點亮，而輸入低電平的則不點亮。 LED 顯示器中的發(fā)光二極管共有兩種連接方法： A．共陽極接法 信息工程學院 基于 51單片機智能溫度控制器系統(tǒng)設計 第 12 頁 共 44 頁 把發(fā)光二信用證管的陽極連在一起構成公共陽極。 LED顯示器在單片機中的應用非常普遍。 ，每隔一定時間執(zhí)行一次鍵盤掃描程序，定時可由單片 機的定時器完成。這些操作內容通常都是由軟硬件結合的方法實現的。矩陣式鍵盤也稱為行列式鍵盤，因為鍵的數目較多，所以鍵按行列組成矩陣。 VCC：電源供應以及作為電路的參考電壓。輸入單端正電壓時， VIN（ ）接地；而差動輸入時，直接加 VIN（ +） VIN（ ） 。 WR DI0 Rfb DI7 CS Iout1 Xfer Iout2 WR1 Vref WR2 LM327 +5V =+ +5V 信息工程學院 基于 51單片機智能溫度控制器系統(tǒng)設計 第 10 頁 共 44 頁 /WR：用來啟動轉換的控制輸入，相當于 ADC 的轉換開始，當 /WR 由 HI 變?yōu)?LO 時轉換器被清除；當 /WR 回到 HI 時，轉換正式開始。 ■ 分辨率： 8 位； ■ 轉換時間： 100us； ■ 總誤差：177。 （ 4）、單緩沖方式連接：所謂單緩沖方式就是使 DAC0832 的兩個輸入寄存器中有一個（多為 DAC寄存器）處于直通方式，而另一個處于受控的鎖存方式。 信息工程學院 基于 51單片機智能溫度控制器系統(tǒng)設計 第 8 頁 共 44 頁 （ 3）、 DAC0832 的原理框圖如下所示：由圖可知數字量是通過兩級寄存器送至 D/A轉換器的輸入端。電流 IOUT1與 IOUT2的和為常數， IOUT IOUT2隨 DAC 寄存器的內容線性變化。當 XFER 為低電平， WR2輸入負脈沖，則在 LE2產生正脈沖； 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負跳變，輸入寄存器的內容 打入 DAC寄存器。 XFER：數據傳送信號，低電平有效。 D0~D7:數據輸入線； ILE:數據允許鎖存信號，高電平有效； CS:輸入寄存器選擇信號，低電平有效。 XTAL2 18 O 晶體 2 晶振輸出 信息工程學院 基于 51單片機智能溫度控制器系統(tǒng)設計 第 6 頁 共 44 頁 （二）、功能圖 （三）、 DAC0832 （ 1） DAC0832芯片是一種具有兩個輸入數據寄存器的 8位 DAC，它能直接與 MCS51單片機接口，其具有以下特性參數： ? 分辨率為 8位； ? 電流穩(wěn)定時間 1us。如果 EA為高時，將執(zhí)行內部程序除非程序，計數器可以大于 0FFFH(4k 器件 ) ，1FFFH(8k 器件 )， 3FFFH(16k 器件 )， 7FFFH(32k 器件 )。當作為輸入腳時，被外部拉低的 P2口會因為內部上拉而輸出電流 (見 DC 電氣特性 ) 。 P0也可以在訪問外部程序存儲器時作地址的低字節(jié)，在訪問外部數據存儲器時作數據總線此時通過內部強上拉傳送 1。 5． 軍事裝備方面 科技強軍，在國防現代化離不開計算機，在各種軍事設施和武器中都有單片機在發(fā)揮其作用。 3． 家用電器方面 當前，家用電器產品的一個重要 發(fā)展趨勢是不斷提高其智能化程度，而家電智能化的進一步提高就需要有單片機參與。 應用領域： 1． 工業(yè)自動化方面 自動化能使工業(yè)系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)，提高經濟效益、改善產品質量和減輕勞動強度。 控制器（ mcu） （控制算法） 晶閘管控 制 電阻爐 D/A 溫度采集 A/D 實際溫度 設定溫度 + 目 錄 一．主要器件的使用和介紹 ........................................... 1 （一）、單片機 ..................................................... 1 （二）、功能圖 ..................................................... 6 （三）、 DAC0832 .................................................... 6 （四）、 ADC0804 .................................................... 9 （五）、 LM741 運算放大器 .......................................... 11 （六）、單片機鍵盤和鍵盤接口 ...................................... 11 （七）、 LED 顯示器接口 ............................................ 11 二．實際電路 ...................................................... 13 （一）、電路的制作 ................................................ 13 （二）、電路的調試 ................................................ 18 三．功能說明 ...................................................... 18 （一）、采集部分 .................................................. 18 （二）、控制部分 .................................................. 19 四、結束語 ........................................................ 20 五．致謝詞 ........................................................ 21 六．參考文獻 ...................................................... 22 附錄一 元件明細表 ................................................ 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 信息工程學院 基于 51單片機 智能溫度控制器系統(tǒng)設計 第 1 頁 共 42 頁 一．主要器件的使用和介紹 （一）、單片機 單片機清晰實物圖 單片機最小系統(tǒng)電路圖 概述： 單片機因將其主要組成部分集成在一個芯片上而得名，具體說就是把中央處理器 CPU信息工程學院 基于 51單片機智能溫度控制器系統(tǒng)設計 第 2 頁 共 44 頁 （ Central Processing Unit）、隨機存儲器 RAM(Random Access Memory)、只度存儲器（ Read Only Menory）、中斷系統(tǒng)、定時器 /計數器以及 I/O（ Input/Output）口電路等主要微型機部件，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，它按比例控制規(guī)律來設計控制程序。 (3)保溫段，即要求在某一過程中爐溫基本保持不變。為了保證生產過程正常安全地進行，提高產品的質量和數量，以及減輕工人的勞動強度，節(jié)約能源，對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或爐內物體而變化；或者要求有的電爐的爐溫根據工藝條件，按照某個指定的升溫或保溫規(guī)律而變化，等等。其中溫度監(jiān) 測是控制農作物生長的關鍵因素，由于不同溫室中的農作物生長所需要的溫度不同且要求穩(wěn)定在一定的溫度范圍內。 （ 4） 某大型飛機洞庫線道長 ,環(huán)境復雜 ,由于其存儲有重要的軍事物資 ,對 其溫度、濕度、油分子濃度、火警等信號進行綜合監(jiān)測是一項重要的任務。 （ 3）金屬粉末注射成型技術 (Metal Injection Molding) 是近年來粉末冶金學科和工業(yè)中發(fā)展比較突出的領域。使用一種基于總線的和一線制數字的溫度傳感器測控系統(tǒng) ,可以應用在建筑暖通空調系統(tǒng)中 ,既能最大限度地達到節(jié)能的目的 ,又能很好地滿足人們對室內熱環(huán)境智能化的要求。另外一個熱源是安裝在機箱后部散熱器上的功率器件。而在實際溫控過程中既要求系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ,又要求快速性。 DS18B20。該設計 使用DS18B20 數字式溫度傳感器進行多點測溫，通過 RS232 串口實現單片機與 PC機之間的數據交換，實現各溫度點的實時測溫及根據上位機的溫度設定值完成對其中一點溫度的控制。為 此，本文以 AT89S51 單片機為處理核心進行了智能溫度監(jiān)控系統(tǒng)的下位機設計，詳細闡述了系統(tǒng)的硬件及軟件設計方法。 multipoint temperature measure and control。在很多工業(yè)應用的場合下，環(huán)境非常惡劣，人工直接操作儀表很不現實 ,采用有線數據通信的方式也有限制，在數據記錄上也需要人工抄寫，因此需要一種無線隔離的操作方式。 微處理器（ CPU）和數字信號處理器（ DSP）為高速芯片，可能產生過熱即危險溫度。 （ 2）