【正文】 需要設(shè)計顯示電路，在單片機系統(tǒng)中，使用的顯示器件主要有LED(Light Emitting Diode 發(fā)光二極管)和LCD(液晶顯示器件)，這兩種顯示器件成本低廉，配置靈活，與單片機接口簡單。注意,的上升和下降都必須發(fā)生在SCLK為低電平期間?？梢钥闯鲋挥挟斊x為低電平時,串行輸入數(shù)據(jù)才能被移入16位移位寄存器。 TLC5615內(nèi)部功能框圖由于DAC輸入寄存器是12位的，所以在使用時，必須在要轉(zhuǎn)換的二進制數(shù)最低位（LSB）加2個0。TLC5615具有如下特點：（1）10位CMOS電壓輸出型D/A；（2）5V單電源供電；（3）3線串行接口；（4）高阻抗參考電壓輸入；（5）最大輸出電壓可達基準電壓的2倍；（6）工作溫度范圍內(nèi)，輸出單調(diào)；（7）；（8）內(nèi)部上電復(fù)位；（9）低功耗?，F(xiàn)在應(yīng)用較廣泛的執(zhí)行器包括氣動執(zhí)行器、電動執(zhí)行器、液動執(zhí)行器等，這些執(zhí)行器都是需要模擬量來驅(qū)動，并且利用調(diào)節(jié)器的輸出來控制執(zhí)行器的動作，所以要求智能調(diào)節(jié)器的輸出信號必須有模擬量，而單片機ATmega8的輸出是數(shù)字量，需要將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，也就是D/A轉(zhuǎn)換。另外，若CPU進入了除空閑和ADC降噪模式之外的其他休眠模式時，ADC不會自動關(guān)閉。一旦CPU處于暫停狀態(tài)，ADC就開始轉(zhuǎn)換。 單次ADC轉(zhuǎn)換時序（首次啟動ADC） 單次ADC轉(zhuǎn)換時序圖（常規(guī)ADC） 連續(xù)ADC轉(zhuǎn)換時序圖 噪聲抑制ADC的噪聲抑制器使其可以在睡眠模式下進行轉(zhuǎn)換，從而降低由于CPU及外圍I/O設(shè)備噪聲引入的影響。軟件可以再次將ADSC置位，將在下一個ADC時鐘的上升沿開始一次新的轉(zhuǎn)換。在一次常規(guī)的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后。在此模式下，ADC將連續(xù)采樣輸入，并更新ADC的數(shù)據(jù)寄存器；在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式下，無論ADC中斷標志位ADIF被置位與否，第一次轉(zhuǎn)換必須通過向ADCSRA寄存器中的ADFR位寫“1”來啟動，第一次轉(zhuǎn)換結(jié)束之后，無論ADC中斷標志位ADIF是否清零還是置位，ADC將連續(xù)地進行逐次比較轉(zhuǎn)換。 啟動ADC轉(zhuǎn)換及轉(zhuǎn)換時序 通過向ADC啟動轉(zhuǎn)換位ADSC寫入邏輯“1”，將啟動一次A/D單次轉(zhuǎn)換。因為新一次的轉(zhuǎn)換已經(jīng)自動啟動，所以當前的轉(zhuǎn)換結(jié)果反映前一次的選擇通道，隨后的轉(zhuǎn)換將反應(yīng)新設(shè)置的通道。但是最簡單的辦法是等待轉(zhuǎn)換結(jié)束后再改變通道。 ADC輸入通道及參考電源的選擇通道和參考電源更新需在轉(zhuǎn)換開始前設(shè)置，一旦轉(zhuǎn)換開始，通道和參考電源選擇將被鎖定，以確保ADC有足夠的的采樣時間。本設(shè)計用的是單片機PC1/ADC1和PC2/ADC2兩個引腳。它們的電壓由AVCC提供。n AVCC：A/D轉(zhuǎn)換器的電源，當端口（PC3—PC0）和PCPC6用于ADC時，AVCC應(yīng)通過低通濾波器連接到VCC上。當復(fù)位時，即使系統(tǒng)時鐘還沒有工作，D口仍呈現(xiàn)三態(tài)。即使系統(tǒng)時鐘沒有工作，當在該引腳上出現(xiàn)超過兩個時鐘周期的低電平時，將產(chǎn)生復(fù)位信號，使系統(tǒng)復(fù)位。當復(fù)位時，即使系統(tǒng)時鐘還沒有工作，C口仍呈現(xiàn)三態(tài)。如果采用內(nèi)部RC晶振作為芯片時鐘源，此時設(shè)置ASSR寄存器中的AS2位為“1”時，PBPB6可作為異步定時器/計數(shù)器2的輸入端口TOSCTOSC1使用。B端口的輸出緩沖器具有雙向（輸出和吸收）大電流的驅(qū)動能力。本設(shè)計中采用PDIP封裝形式。 工作模式：；l 運行速度： 28腳PDIP封裝，32腳TQFP封裝和32腳MLF封裝。 外部和內(nèi)部中斷源18個； 片內(nèi)模擬比較器。 1個可編程的異步串行USART接口，支持同步、異步以及多機通信自動地址識別； 1個具有獨立振蕩器的異步實時時鐘（RTC）； 可編程的程序加密位。 支持在線編程（ISP）和在線應(yīng)用自編程（IAP）； 片內(nèi)集成硬件乘法器（執(zhí)行速度為2個時鐘周期）；l 先進的RISC精簡指令集結(jié)構(gòu)：ATmega8[3]是具有AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗的CMOS8微處理器。AVR是后來才出來的，工藝上遠超過51，內(nèi)部資源豐富，速度快。它采用精簡指令集，硬件結(jié)構(gòu)采取8位機與16位機的折中策略，采用局部寄存器存堆和單體高速輸入/輸出的方案。單片機技術(shù)是計算機技術(shù)的一個分支,是智能調(diào)節(jié)器的核心元件，調(diào)節(jié)器智能化的實現(xiàn)以及智能化程度主要依賴于所選用的單片機的性能與特點。④ 由求得的τ、及查表，即可求得數(shù)字調(diào)節(jié)器的有關(guān)參數(shù)、及采樣周期。④　根據(jù)選定的控制度，查表求得T、KP、TI、TD的值。2.　常用的工程整定法（1） 擴充臨界比例度法――適用于有自平衡特性的被控對象整定數(shù)字調(diào)節(jié)器參數(shù)的步驟是：① 選擇采樣周期為被控對象純滯后時間的十分之一以下。 數(shù)字PID控制的參數(shù)選擇1.　參數(shù)選擇的原則要求和整定方法（1） 原則要求被控過程是穩(wěn)定的，能迅速和準確地跟蹤給定值的變化，超調(diào)量小，在不同干擾下系統(tǒng)輸出應(yīng)能保持在給定值，操作變量不宜過大，在系統(tǒng)與環(huán)境參數(shù)發(fā)生變化時控制應(yīng)保持穩(wěn)定。采樣周期的選擇方法有兩種，一種是計算法，一種是經(jīng)驗法。同時，因受微機計算精度的影響，當采樣周期小到一定程度時，前后兩次采樣的差別反映不出來，使調(diào)節(jié)作用因此而減弱。（2） 被控對象的特性① 考慮對象變化的緩急，若對象是慢速的熱工或化工對象時，T一般取得較大。 數(shù)字PID采樣周期的選擇[24]1．選擇采樣周期的重要性采樣周期越小，數(shù)字模擬越精確，控制效果越接近連續(xù)控制。從式()看出，數(shù)字增量式PID算法，只要貯存最近的三個誤差采樣值、即可當執(zhí)行機構(gòu)需要的不是控制量的絕對值，而是控制量的增量時，該算法可以起到很好的控制效果。因此在數(shù)字計算機中PID控制規(guī)律的實現(xiàn)也必須用數(shù)值逼近的方法，用求和代替積分，用差商代替微商，使PID算法離散化，將描述連續(xù)一時間PID算法的微分方程，變?yōu)槊枋鲭x散一時間PID算法的差分方程。應(yīng)用PID控制，就是根據(jù)具體情況適當?shù)卣{(diào)整比例放大系數(shù)，積分時間,和微分時間，使整個控制系統(tǒng)達到滿意的控制效果。隨著比例放大系數(shù)的加大，系統(tǒng)會逐漸變得不穩(wěn)定，因此需要進行積分控制。 式（）由比例，積分，微分的線性組合，構(gòu)成控制量，這種控制方式具有上述三種控制方式，因而被稱為比例(Proportional)、積分(Integrating)，微分(Differentiation)控制，簡稱PID控制。 經(jīng)典PID算法在連續(xù)—時間控制系統(tǒng)中，PID控制器應(yīng)用得非常廣泛。： 調(diào)節(jié)器的控制算法在調(diào)節(jié)器的設(shè)計與工作過程中，調(diào)節(jié)器的控制算法起著至關(guān)重要的作用。數(shù)字化調(diào)節(jié)器的主要功能是調(diào)節(jié)和顯示，具體設(shè)計要求如下：1．調(diào)節(jié)功能具有電壓和電流兩種調(diào)節(jié)方式。電位器作為一種模擬器件，具有連續(xù)調(diào)節(jié)能力，但容易出現(xiàn)接觸不良的問題，而且數(shù)字化發(fā)展方向不吻合。AVR單片機內(nèi)含有1個可編程的異步串行USART接口，主/從SPI串行接口，雙線串行接口，是增強型的高速同/異步串行通信，具有硬件產(chǎn)生校驗碼、硬件檢錯和校驗幀錯、兩級接收緩沖、波特率自動調(diào)整定位（接收時）、屏蔽數(shù)據(jù)幀等功能，提高了通信的可靠性，方便程序編寫，更便于組成分布式網(wǎng)絡(luò)和實現(xiàn)多機通信系統(tǒng)的復(fù)雜應(yīng)用，串行接口能力大大超過MCS51/96單片機的串行接口，加之AVR單片機速度高、中斷響應(yīng)時間短，故可實現(xiàn)高波特率通信。而AVR[3]體系結(jié)構(gòu)已被公認是業(yè)界領(lǐng)先的8位嵌入式RISC微處理結(jié)構(gòu)。不僅要求數(shù)字調(diào)節(jié)器有較高的可靠性，較多的功能，還需能做各種控制運算，能與其它測控設(shè)備通信共同實現(xiàn)復(fù)雜控制。雖然隨著DCS系統(tǒng)在我國的迅速發(fā)展，給智能調(diào)節(jié)器的應(yīng)用帶來了一定的沖擊，但是昂貴的DCS系統(tǒng)對于那些規(guī)模不大、自動化程度不高的企業(yè)來說性價比并不高。4)具有通信功能已是數(shù)字調(diào)節(jié)儀表和記錄儀表的常規(guī)功能，但目前僅有Modbus、RS48RS232形式，開放性較差，較難接入工廠總線自動化系統(tǒng)。 總的來說，國內(nèi)產(chǎn)品具有以下特點： 1)近年來國產(chǎn)數(shù)字調(diào)節(jié)儀表、有了長足進步，這歸功于民營科技企業(yè)作出的重大貢獻。國內(nèi)的如西安儀表廠的DDZS系列儀表中的可編程調(diào)節(jié)器；廣東肇慶儀表廠的CS900系列單回路至三回路可編程調(diào)節(jié)器等。同時儀表具有多種通信協(xié)議接口，很方便與整個工廠自動化系統(tǒng)相連接，實現(xiàn)信息互通，組成集散系統(tǒng)和信息系統(tǒng)。Honeywell于1996年最新推出的UDC6300可編程回路調(diào)節(jié)器代表了調(diào)節(jié)器的發(fā)展方向。 國外的如DIGITRONIK系列的KMM調(diào)節(jié)器、日本橫河一北辰公司的YS80系列調(diào)節(jié)器、FC系列的PMK調(diào)節(jié)器等。而隨著現(xiàn)場總線系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)場總線式儀表也成為了智能調(diào)節(jié)器新的發(fā)展趨勢。它是一種數(shù)字控制儀表，與模擬式調(diào)節(jié)儀表相比較，可編程調(diào)節(jié)器實現(xiàn)了儀表和計算機的一體化，通用性強、使用方便、性能價格比高，所以在工業(yè)控制過程中得到廣泛的應(yīng)用。 SCM AVR。軟件部分利用源代碼開放，具有豐富的軟件資源，驅(qū)動豐富的C51作為軟件開發(fā)平臺。本設(shè)計的主要目的是設(shè)計一臺以AVR單片機為核心的智能調(diào)節(jié)器。：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。題 目：基于AVR單片機的智能調(diào)節(jié)器的設(shè)計內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文）畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日注 意 事 項（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標準封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻8）致謝9）附錄（對論文支持必要時）：理工類設(shè)計（論文）正文字數(shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等）。為保證現(xiàn)代大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)能夠安全、穩(wěn)定、高效、連續(xù)運行，必須對生產(chǎn)過程中的各種重要參數(shù)進行自動控制與調(diào)節(jié)，這其中調(diào)節(jié)器扮演著重要角色。采用增量式PID控制算法，能夠滿足大多數(shù)控制系統(tǒng)的控制要求，實現(xiàn)智能化控制。s control request, realizes the intellectualized control. The software part uses C51 as a software development platform,which source code is open and has a wealth of software resources.Key words: Intelligent Regulator。發(fā)達國家的儀表廠商紛紛推出以微型計算機為基礎(chǔ)，具有綜合測控功能的智能單、多回路調(diào)節(jié)器。同時在調(diào)節(jié)器硬件結(jié)構(gòu)不斷簡化的同時，其可編程功能得到增強，一些復(fù)雜的控制功能可由軟件來完成，并可以根據(jù)調(diào)節(jié)器內(nèi)部各種運算控制模塊，靈活地組態(tài)構(gòu)成多種控制方案。正因為數(shù)字調(diào)節(jié)器具有廣闊的應(yīng)用前景，國內(nèi)外廠商對數(shù)字調(diào)節(jié)器的研究和生產(chǎn)具有很濃厚的興趣。霍尼韋爾公司的SDC系列智能數(shù)字調(diào)節(jié)器等。一臺數(shù)字調(diào)節(jié)儀表有多回路組態(tài)控制，多通道開關(guān)量輸入、輸出邏輯控制功能。4)由于儀表自身的發(fā)展，數(shù)字調(diào)節(jié)儀表在某些領(lǐng)域比采用DCS、 PLC等方案控制更有效，性價比更高，存在和發(fā)展的空間很大。此外，各種無模型控制器己經(jīng)開始出現(xiàn)，實現(xiàn)了對非線性、大時滯等系統(tǒng)的較好控制。3)儀表在性能、外觀、可靠性方面比國外同類產(chǎn)品稍遜。 課題提出的意義智能調(diào)節(jié)器是工業(yè)控制系統(tǒng)中最常見的控制儀表之一，與傳統(tǒng)的模擬調(diào)節(jié)器相比，智能調(diào)節(jié)器應(yīng)用了微處理機等先進技術(shù)，具有信息存儲、邏輯判斷、精確、快速計算等特點。隨著微電子和微處理器的迅速發(fā)展，數(shù)字調(diào)節(jié)器的功能也在不斷增強，但同時控制系統(tǒng)對儀表的要求也越來越高。相對于傳統(tǒng)的8/16單片機，嵌入式系統(tǒng)具有速度高、容量大、擴充性能良好，實時性好，并可執(zhí)行多任務(wù)操作系統(tǒng)的特點。RS485總線具有形式簡單、造價低等優(yōu)點，但隨著科技的發(fā)展，RS485總線的總線效率低、系統(tǒng)實時性差、通信可靠性低、單總線可掛接節(jié)點少等缺點慢慢地暴露出來，給用戶帶來極大的不便。第二章 總體方案設(shè)計一般的控制器或控制設(shè)備均具有顯示和調(diào)節(jié)功能，即實測量的顯示功能和電位器調(diào)節(jié)設(shè)備功能。該數(shù)字化調(diào)節(jié)器具有顯示和調(diào)節(jié)功能，而且是按鍵操作，克服了電位器旋鈕不能密封的固有缺陷，可廣泛應(yīng)用于電位器調(diào)節(jié)的應(yīng)用場合。其硬件大致由以下部分組成：CPU、A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、鍵盤電路、數(shù)碼管顯示、MAX232通信電路、報警電路以及V/I轉(zhuǎn)換電路。數(shù)字式PID控制算法是將模擬PID離散化得到，各參數(shù)有著明顯的物理意義，調(diào)整方便。：PID控制器是