【正文】 程序OVER： CLR ；電爐斷電SJMP BJ 定時(shí)計(jì)數(shù)器20ms子程序T0： MOV TMOD, 01H ；設(shè)置定時(shí)器0方式1工作MOV TH0, 0F1H ；設(shè)置計(jì)數(shù)初值MOV TL0, E0HMOV IE, 00H ；CPU開(kāi)總中斷SETB TR0 ；啟動(dòng)T0溫度值轉(zhuǎn)換為BCD碼子程序經(jīng)過(guò)標(biāo)度變換后的溫度值還是十六進(jìn)制數(shù)，為滿足LED顯示，需要變換為BCD碼用于顯示。ADC： LCALL READ_AD ；調(diào)外部通道子程序JB ALARMU， OVER ；超上限OVER處理JB ALARMD， LOWER ；超下限LOWER處理SETB ；綠燈亮CLR RED AJMP ADC算術(shù)平均值濾波算術(shù)平均值法濾波的實(shí)質(zhì)即把連續(xù)采樣的N個(gè)值進(jìn)行算術(shù)平均，作為本次的輸出，即 (附錄1)N值決定了信號(hào)平滑度和靈敏度。DIS： PUSH DPH ；提示符顯示代碼地址入踐保護(hù)PUSH DPL MOV R0， 20H ；顯示緩沖區(qū)首地址MOV R2， 04H ；顯示LED位數(shù)送R2MOV A， 90H ；寫(xiě)顯示RAM命令字MOV DPTR，Com8279 ；命令口地址MOVX DPTR， A ；將命令字寫(xiě)入8279POP DPL ；恢復(fù)地址POP DPHTI： MOV A，00H ；采用固定偏移量查提示表MOVC A，A+DPTR ；查提示符代碼表相對(duì)偏移量PUSH DPHPUSH DPLMOV DPTR，TAB ；指向段選碼首地址MOVC A，Dat8279 ；取段選碼送AMOVX DPTR，A ；段選碼寫(xiě)入8279顯示RAM中POP DPLPOP DPHINC DPTR ；指向下一個(gè)提示符代碼地址DJNZ R2，T1 ；4位LED未顯示完，繼續(xù)送RET ；送完返回—BH—的相對(duì)偏移量BISBH： DB 13H，0BH，11H，13HTAB： DB 3FH； 0 00HDB 06H； 1 01HDB 5BH； 2 02HDB 4FH； 3 03HDB 66H； 4 04HDB 6DH； 5 05HDB 7DH； 6 06HDB 07H； 7 07HDB 7FH； 8 08HDB 6FH； 9 09HDB 77H； A 0AHDB 7CH； B 0BHDB 39H； C 0CHDB 5EH； D 0DHDB 79H； E 0EHDB 71H； F 0FHDB 73H； P 10HDB 76H； H 11HDB FFH； 日 12HDB 00H； 熄滅 13HENDA/D轉(zhuǎn)換程序：，這樣可采用查詢方式有可采用中斷方式。由于熱電偶本身的非線性及模擬輸入通道存在的非線性，需要將A/D值與溫度值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系存入ROM中。主程序的任務(wù)是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，實(shí)現(xiàn)參數(shù)輸入，并控制電加熱爐的正常運(yùn)行。集散控制系統(tǒng)原理及應(yīng)用，化學(xué)工業(yè)出版社，[8] 丁元杰，單片機(jī)原理及應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社，[9] 陳伯時(shí)，電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)，機(jī)械工業(yè)出版社，[10] 周荷琴，吳秀清，微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)。還有就是感謝我的母校東華理工學(xué)院四年來(lái)給我提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。設(shè)計(jì)有很多方面也是因?yàn)樗膸椭拍茼樌瓿?。其次要感謝是的我的同學(xué)雒得齊。因?yàn)楣ぷ鲗?shí)習(xí)的原因，畢業(yè)設(shè)計(jì)初期我沒(méi)有呆在學(xué)校做畢業(yè)設(shè)計(jì)，而是在外地邊工作邊做畢業(yè)設(shè)計(jì)，在那段時(shí)間羅老師經(jīng)常打電話詢問(wèn)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況，同時(shí)對(duì)一些復(fù)雜的問(wèn)題進(jìn)行指導(dǎo)。此外最重要的是在溫度控制過(guò)程中采用了微機(jī)控制，應(yīng)用微機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制，不但可以節(jié)省人力，而且精確度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人類手工控制溫度 。運(yùn)用這個(gè)方案，主要一個(gè)原因就是消除了時(shí)滯對(duì)控制品質(zhì)不利的影響。衡量過(guò)程（對(duì)象）時(shí)滯的大小通常采用過(guò)程時(shí)滯t和過(guò)程等效時(shí)間常數(shù)T之比t/T。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)試方便，抗干擾性強(qiáng)。電壓是控制好電加熱爐溫度的重要參數(shù)。這樣避免了能源的浪費(fèi)，更重要的是避免了加熱中溫度不能達(dá)到設(shè)定值。史密斯預(yù)估補(bǔ)償器對(duì)大時(shí)滯過(guò)程盡可能提供很好的控制質(zhì)量，但遺憾的是，其控制質(zhì)量對(duì)模型誤差十分敏感，特別是時(shí)滯時(shí)間和增益誤差。史密斯預(yù)估補(bǔ)償器的應(yīng)用近年才日益普遍。設(shè)計(jì)的史密斯預(yù)估補(bǔ)償控制框圖如圖29：37 史密斯預(yù)估補(bǔ)償控制框圖由以上的控制框圖，我們可以得出以下的仿真圖圖38史密斯預(yù)估補(bǔ)償控制仿真圖由仿真圖我們可以發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能得到了很大的改善。例如我們也可以運(yùn)用仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明問(wèn)題，還是以以上實(shí)驗(yàn)為例。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。 我們可以用仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。由圖我們不難發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)只有比例（P）控制時(shí)，我們?cè)贛ATLAB上可以設(shè)計(jì)出只有P的控制框圖，框圖如下：圖31 比例的控制框圖將此圖進(jìn)行仿真（以上比例（P）的設(shè)定數(shù)據(jù)，可以在實(shí)驗(yàn)中反復(fù)調(diào)試，最終當(dāng)P為20時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)仿真出來(lái)的圖形得出此時(shí)系統(tǒng)的溫度設(shè)定相對(duì)穩(wěn)定）。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(guò)有效的測(cè)量手段來(lái)獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用PID控制技術(shù)。東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 控制系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)圖及分析3 控制系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)圖及分析對(duì)于電阻爐溫度控制，采用了適用于工業(yè)控制的8051單片機(jī)組成的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的被測(cè)參數(shù)是電阻爐的溫度，由單片機(jī)PID運(yùn)算得出的控制量去控制晶閘管的導(dǎo)通和關(guān)斷，以便切斷或接通加熱電源，調(diào)整電工功率，從而控制電阻爐的溫度穩(wěn)定在設(shè)定值上。（4）微機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用中供電系統(tǒng)抗干擾是很重要的。可使屏蔽盒內(nèi)的電路免受外界干擾電場(chǎng)、磁場(chǎng)的影響。要求印制電路板的絕緣質(zhì)量要好，布線安排要合理。隨著智能控制技術(shù)的發(fā)展，PID控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等現(xiàn)代控制方法結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)PID控制器的參數(shù)自整定，使PID控制器具有經(jīng)久不衰的生命力。為使采樣值能及時(shí)反映模擬量的變化，Ts越小越好。它較比例調(diào)節(jié)更為及時(shí)，所以微分部分具有超前和預(yù)測(cè)的特點(diǎn)?？刂破髦械姆e分作用與當(dāng)前誤差的大小和誤差的歷史情況有關(guān)系，只要誤差不為0，控制器輸出就會(huì)因積分作用而不斷變化，一直要到誤差消失，系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，積分部分才不會(huì)發(fā)生變化，因此積分部分可以消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高控制精度。PID控制器有4個(gè)主要的參數(shù)Ts、Kp、Ti和Td需要整定，參數(shù)整定效果的影響非常大。PID控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來(lái)有兩大類：一是理論計(jì)算整定法。當(dāng)Td偏小時(shí)，超調(diào)量σp也較大，調(diào)解時(shí)間ts也較長(zhǎng)。（2） 對(duì)穩(wěn)態(tài)性能的影響積分控制Ti能消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，提高控制系統(tǒng)的控制精度。Ti太小系統(tǒng)將不穩(wěn)定。若Kp太小，又會(huì)使系統(tǒng)的動(dòng)作緩慢。（2）當(dāng)|e(k)|ε時(shí)，也即偏差值|e(k)|比較大時(shí)，采用PD控制，可避免過(guò)大的超調(diào)，又使系統(tǒng)有較快的響應(yīng)。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中使用的是PID數(shù)字調(diào)節(jié)器，就是對(duì)式(24)離散化 ，令 (26) 式中，T是采樣周期。工作原理：熱電偶可將檢測(cè)的溫度轉(zhuǎn)換成mV級(jí)的電壓信號(hào)，經(jīng)溫度變送器放大后，送入A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送入計(jì)算機(jī)，與設(shè)定值進(jìn)行比較，經(jīng)PID調(diào)節(jié)后，輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制光控可控硅的導(dǎo)通與關(guān)斷，從而達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。本文采用被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型為： (21) 由于電加熱爐本身是一個(gè)較復(fù)雜的被控對(duì)象，它具有非線性，時(shí)變和分布參數(shù)等特性。 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立電加熱爐本身由上下兩組爐絲加熱，用上下兩組熱電偶檢測(cè)爐內(nèi)溫度。與電阻爐的時(shí)間常數(shù)相比，晶閘管調(diào)壓器、溫度變送器、功率放大器等環(huán)節(jié)都可以簡(jiǎn)化成比例環(huán)節(jié)。其溫度控制具有非線性大、大滯后、大慣性、時(shí)變性、升溫單向性等特點(diǎn)，在傳統(tǒng)的控制中遇到了極大的困難。該芯片中的START是芯片中的起動(dòng)引腳。[2]當(dāng)8279的CS為高電平時(shí)，8279才進(jìn)入工作狀態(tài)，即CS=1A0=1時(shí)是命令狀態(tài)字假設(shè)其余的全為低電平：即為 1000 0000 0000 0001=8001HA0=0時(shí)是數(shù)據(jù)口地址假設(shè)其余的全為低電平：即為 1000 0000 0000 0000=8000H A/D轉(zhuǎn)換芯片一般常見(jiàn)的有四種A/D轉(zhuǎn)換電路，其用途與性能見(jiàn)下表：表14 常見(jiàn)4種A/D轉(zhuǎn)換電路用途與性能A/D轉(zhuǎn)換電路性能　 用途計(jì)數(shù)器式最簡(jiǎn)單，價(jià)格低，轉(zhuǎn)換速度很慢用得少雙積分式精度高，能消除干擾，轉(zhuǎn)換速度也慢用得多，多見(jiàn)于數(shù)字式儀表逐次逼近式轉(zhuǎn)換速度快用得最多并行式轉(zhuǎn)換速度最快，但硬件多，成本高只用于要求轉(zhuǎn)換速度很快的的場(chǎng)合這里選用的是ADC0809轉(zhuǎn)換芯片。DDD3位分別在FIFO/傳感器RAM溢出、已空或全滿時(shí)置1。（f）清除命令字 在需要清除RAM中內(nèi)容等情況下，寫(xiě)入此命令字。它的DDD5=011，是特征位。（7) 由CPU向8279寫(xiě)入的8種命令字（a）方式命令字 用于設(shè)定8279的各種方式。它的狀態(tài)寄存器存放狀態(tài)字，用以指出此RAM中存放的字符數(shù)，是否出錯(cuò)及溢出、空、滿等信息。傳感器方式時(shí)，則直接將掃描時(shí)SL7SL0上信息寫(xiě)入FIFO/傳感器RAM。（3）掃描計(jì)數(shù)器 有兩種工作方式。當(dāng)CS為高，RD為低時(shí)，數(shù)據(jù)總線緩沖器信息送D7D0；當(dāng)CS為高，WR為低時(shí)，D7D0上信息寫(xiě)入數(shù)據(jù)總線緩沖器。 8279的芯片介紹8279 是一種可編程/顯示器接口芯片，用的比較多。當(dāng)晶閘管加反向電壓，處于反向阻斷狀態(tài)時(shí)．可以重復(fù)加在晶閘管兩端的反向峰值電壓(手冊(cè)規(guī)定重復(fù)率為50次／s，重復(fù)時(shí)間不大于10MS)。圖18 陽(yáng)極和控制極均加正向電壓（4) 普通晶閘管的主要參數(shù)晶閘管的主要參數(shù)有：(1)額定通態(tài)平均電流It在規(guī)定的使用條件下．陽(yáng)極—陰極間可以連續(xù)通過(guò)50H正弦半波電流的平均值。圖17 陽(yáng)極加正向電壓由于電壓升高到J2結(jié)的雪崩擊穿電壓后，J2結(jié)發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)，在結(jié)區(qū)產(chǎn)生大量的電子和空穴，電子時(shí)入N1區(qū)，空穴時(shí)入P2區(qū)。（1）反向特性當(dāng)控制極開(kāi)路，陽(yáng)極加上反向電壓時(shí)（見(jiàn)圖3），J2結(jié)正偏，但JJ2結(jié)反偏。此時(shí)，電流ic2再經(jīng)BG1放大，于是BG1的集電極電流ic1=β1ib1=β1β2ib2。1) 可控硅工作原理可控硅是P1N1P2N2四層三端結(jié)構(gòu)元件，共有三個(gè)PN結(jié)，分析原理時(shí)，可以把它看作由一個(gè)PNP管和一個(gè)NPN管所組成。普通晶閘管是一種具有三個(gè)PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件。它不帶三態(tài)門(mén)，但CLR端為低時(shí)，8個(gè)D觸發(fā)器中的內(nèi)容將被清除而輸出全零，所以正常工作時(shí)該端應(yīng)接高電平。 鎖存器74LS373 74LS373片內(nèi)是8個(gè)輸出帶三態(tài)門(mén)的D鎖存器，其結(jié)構(gòu)圖如下。IE1外部中斷1請(qǐng)求標(biāo)志。當(dāng)為1時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器1工作；當(dāng)為0時(shí)，關(guān)閉定時(shí)器1工作。定時(shí)器TCON格式如下：圖13 TCON定時(shí)器 TF1—定時(shí)器1溢出標(biāo)志。 定時(shí)/計(jì)數(shù)器1）工作方式寄存器TMOD圖12 TMOD寄存器MM0選擇方式表12 MM0 選擇工作方式功能選擇位，當(dāng)為0時(shí)，為定時(shí)器方式：當(dāng)為1時(shí)為計(jì)數(shù)器方式。[4]Pin31:EA/Vpp程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通線，8051和8751單片機(jī)，內(nèi)置有4kB的程序存儲(chǔ)器，當(dāng)EA為高電平并且程序地址小于4kB時(shí)，讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器指令數(shù)據(jù)，而超過(guò)4kB地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。而訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)，ALE端將有一個(gè)1/6時(shí)鐘頻率的正脈沖信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以用于識(shí)別單片機(jī)是否工作，也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)鐘向外輸出。Pin9:RESET/Vpd復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng)8051通電，時(shí)鐘電路開(kāi)始工作，在RESET引腳上出現(xiàn)24個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。功能如下說(shuō)明：Pin20:接地腳Pin40:正電源腳，正常工作或?qū)ζ瑑?nèi)EPROM燒寫(xiě)程序時(shí)，接+