計(jì)算機(jī)溫度控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書-全文預(yù)覽
【正文】 。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。即當(dāng)我們不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象，或 不能通過有效的測(cè)量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用PID控制技術(shù)。因此多位LED顯示器接口電路需要有兩個(gè)輸出口，其中一個(gè)用于輸出8位控信號(hào)；另一個(gè)用于輸出段控信號(hào)，其連接圖如圖47所示。在實(shí)際應(yīng)用中,多位LED顯示時(shí)，為了簡(jiǎn)化電路，在系統(tǒng)不需要通信功能時(shí)，經(jīng)常采用串行通信口工作方式0，外接移位寄存器74LS164來實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示。一般稱之為靜態(tài)顯示,是由于顯示器中的各位相互獨(dú)立。共陰極數(shù)碼管的發(fā)光二極管陰極共地，當(dāng)某發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，二極管點(diǎn)亮；共陽極數(shù)碼管的發(fā)光二極管是陽極，并接高電平，對(duì)于需點(diǎn)亮的發(fā)光二極管將其陰極接低電平即可。AT89C51單片機(jī)的主要特性：(1)與MCS51 兼容，4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器；(2)靈活的在線系統(tǒng)編程，掉電標(biāo)識(shí)和快速編程特性；(3)壽命為1000次寫/擦周期，數(shù)據(jù)保留時(shí)間可10年以上；(4)全靜態(tài)工作模式：0Hz33Hz；(5)三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定；(6)128*8位內(nèi)部RAM，32可編程I/O線；(7)兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，6個(gè)中斷源；(8)全雙工串行UART通道，低功耗的閑置和掉電模式； (9)片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路；圖45 AT89C51結(jié)構(gòu)圖 LED數(shù)碼管的組成 LED數(shù)碼管顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，也稱為數(shù)碼管。地址鎖存信號(hào)(ALE)和啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)（START）。我們只用了其一路AD轉(zhuǎn)換，即一位數(shù)字量對(duì)應(yīng)10mV即1℃。ADC0809是一個(gè)8路8位逐次逼近的A/D轉(zhuǎn)換器。（地址總線最高位A15）作為A/D的片選信號(hào)。由于ADC0809片內(nèi)無時(shí)鐘，故運(yùn)用8051提供的地址鎖存使能信號(hào)ALE經(jīng)D觸發(fā)器二分頻后獲得時(shí)鐘。中斷控制是在啟動(dòng)信號(hào)送到ADC之后，單片機(jī)執(zhí)行別的程序。當(dāng)微處理器送出該信號(hào)時(shí)，ADC0808/0809的輸出三態(tài)門被打開，使轉(zhuǎn)換結(jié)果通過數(shù)據(jù)總線被讀走。該信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換過程中為低電平，其余時(shí)間為高電平。（6） START——A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，正脈沖有效。在單極性輸入時(shí)，VR(+)=5V，VR()=0V；雙極性輸入時(shí)，VR(+)、VR()分別接正、負(fù)極性的參考電壓。8位排列順序是D7為最高位，D0為最低位。地址鎖存與譯碼電路完成對(duì)A、B、C 3個(gè)地址位進(jìn)行鎖存和譯碼，其譯碼輸出用于通道選擇，其轉(zhuǎn)換結(jié)果通過三態(tài)輸出鎖存器存放、輸出，因此可以直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連，表41為通道選擇表。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809是M美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。電壓輸出型的靈敏度一般為10mV/K，溫度0℃時(shí)輸出為0，溫度25℃。圖41 溫度采集電路 選用溫度傳感器AD590，AD590具有較高精度和重復(fù)性（℃，℃的測(cè)量精度，利用其重復(fù)性較好的特點(diǎn)，通過非線形補(bǔ)償，℃測(cè)量精度）。其測(cè)量范圍在50℃+150℃，滿刻度范圍誤差為177。再通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器后送入單片機(jī)AT89C51，而單片機(jī)通過PID算法控制烘箱的電爐加熱，并且使數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)溫度，從而實(shí)現(xiàn)溫度的高精度控制。 根據(jù)設(shè)備情況以及被控對(duì)象，選擇1～2種合適的控制算法， 框圖和源程序，并進(jìn)行實(shí)際操作和調(diào)試通過。關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)89C51 溫度傳感器 A/D轉(zhuǎn)換器 溫度控制計(jì)算機(jī)溫度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)制作和調(diào)試一個(gè)由工業(yè)控制機(jī)控制的溫度測(cè)控系統(tǒng)。. . . .. .目錄摘要 2 3 33. 總體方案設(shè)計(jì) 3 4 4 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 5 6 7 8 10 11 LED數(shù)碼管的組成 11 12 146. 各子程序流程圖 15 PID控制程序流程圖 15 A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖 15 顯示程序流程圖 16 16心得體會(huì) 17參考文獻(xiàn) 18附錄1：溫度控制系統(tǒng)總電路圖 19附錄2：溫度控制系統(tǒng)程序清單 21摘要溫度控制是工業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的過程控制，有些工藝過程對(duì)其溫度的控制效果直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，因而設(shè)計(jì)一種較為理想的溫度控制系統(tǒng)是非常有價(jià)值的。論文首先介紹了單片機(jī)控制系統(tǒng)的整體方案設(shè)計(jì)及原理，然后具體介紹了控制系統(tǒng)的溫度傳感器部分、A/D轉(zhuǎn)換部分、控制器89C51部分以及數(shù)碼管顯示和鍵盤控制部分，接著相信介紹了溫度控制系統(tǒng)各個(gè)單元電路的設(shè)計(jì)，最后闡述了溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的主程序和各個(gè)子程序。每組4～5同學(xué)，每個(gè)小組根據(jù)設(shè)計(jì)室提供的設(shè)備及設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)出實(shí)際電路組成一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)溫度測(cè)控系統(tǒng)。設(shè)計(jì)思想是通過溫度傳感器將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鳎妷海┬盘?hào)，但我們要知道經(jīng)溫度變化引起電流（電壓）信號(hào)的改變是非常小的，此時(shí)如果被模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集的話效果是非常不明顯的，因此我們將其通過一個(gè)信號(hào)放大模塊進(jìn)行放大。方案三：選用美國(guó)Analog Devices 公司生產(chǎn)的二端集成電流傳感器AD590，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(diǎn)。比較以上三種方案，方案三具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，因此此次設(shè)計(jì)選用方案三。集成溫度傳感器的輸出形式分為電壓輸出和電流輸出兩種。這樣便于A/D轉(zhuǎn)換器采集數(shù)據(jù)。圖42 ADC0809引腳圖圖中多路開關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這是一種經(jīng)濟(jì)的多路數(shù)據(jù)采集方法。（2）D7～D0——A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)輸出端，為三態(tài)可控輸出，故可直接和微處理器數(shù)據(jù)線連接。（4）VR(+)、VR()——正、負(fù)參考電壓輸入端，用于提供片內(nèi)DAC電阻網(wǎng)絡(luò)的基準(zhǔn)電壓。在使用時(shí)，該信號(hào)常和START 信號(hào)連在一起，以便同時(shí)鎖存通道地址和啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。 （7）EOC——轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，高電平有效。 （8）OE——輸出允許信號(hào)，高電平有效。查詢法是在單片機(jī)把啟動(dòng)命令送到ADC之后，執(zhí)行別的程序
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