【正文】 反應(yīng)誤差，減小穩(wěn)態(tài)誤差；比例作用的加大，會(huì)引起系統(tǒng) 的不穩(wěn)定。打開(kāi) VC, 新建一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工程，添加繪圖對(duì)象 PictureBox控件 , 注 意 將 其 AutoRedraw屬性取為 True, 以便在界面刷新時(shí)所繪圖形不被消隱 ,添加 Timer 控件 , 實(shí)現(xiàn)以一定的時(shí)間間隔繪制各幀圖形。 //還原溫度值 (Temperature)。 Buffer_len。i3。 if(()==2) //事件值為 2表示接收緩沖區(qū)內(nèi)有字符 { Buffer_len = ()。 //設(shè)置多少個(gè)接受數(shù)據(jù)觸發(fā)一個(gè)串口事件 (1)。 if(!()) (TRUE)。 break。 break。 break。 m_iFreqSelect = ()。 //幀尾 } UART發(fā)送每隔 1s執(zhí)行一次，以數(shù)據(jù)包格式發(fā)送：幀頭（ 0xaa）、 幀尾（ 0x55），中間兩個(gè)字節(jié)為溫度部分，前一個(gè)字節(jié)為溫度的整數(shù)部分，后一個(gè)字節(jié)為溫度的小數(shù)部分。 *P_UART_Data = guiLED_Value[2]。0x0040)==0)。如果 PIDCalc計(jì)算結(jié)果比較大說(shuō)明離目標(biāo)溫度相差較大，則加熱時(shí)間比較長(zhǎng)，如果計(jì)算結(jié)果比較小，說(shuō)明離目標(biāo)溫度相差較小，加熱時(shí)間相對(duì)較短。 //溫度高于設(shè)定值，關(guān)閉加熱器 else *P_IOA_Buffer |= 0x0080。 //設(shè)置 PID微分值 fOut = PIDCalc ( amp。 } 溫度控制實(shí)現(xiàn) 通過(guò)溫度的 PID運(yùn)算，產(chǎn)生結(jié)果 fOut，該參數(shù)決定是否加熱，加熱時(shí)間是多長(zhǎng)。 // 偏差，設(shè)定值減去當(dāng)前采樣值 dError = Error－ ppLastError。 // 保存 ppLastError = Error。 Error = ppSetPoint*10 － NextPoint。 // 歷史誤差累計(jì)值 } PID。 // 比例系數(shù) Proportional Const float Integral。 由于計(jì)算機(jī)基于采樣控制理論，計(jì)算方法也不能沿襲傳統(tǒng)的模擬 PID 控制算法（如公式 1 所示），所以必須將控制模型離散化，離散化的方法：以 T 為采樣周期， k 為采樣序號(hào)，用求和的形式代替積分，用增量的形式（求差）代替微分，這樣可以將連續(xù)的 PID計(jì)算公式離散，式 1 就可以離散為：010 )( ?? ????? ?? kkDTjIpk eeKeKK 這樣就可以讓計(jì)算機(jī)或者單片機(jī)通過(guò)采樣的 方式實(shí)現(xiàn) PID控制，具體的 PID控制又分為位置式 PID控制和增量式 PID控制；如果計(jì)算機(jī)只對(duì)相鄰的兩次作計(jì)算，只考慮在前一次基礎(chǔ)上，計(jì)算機(jī)輸出量的大小變化，而不是全部輸出信息的計(jì)算，這種控制叫做增量式PID控制算法，其實(shí)質(zhì)就是求Δμ的大小。根據(jù)不同的被控對(duì)象的控制特性，又可以分為 P、 PI、 PD、 PID等不同的控制模型。積分（ I）控制的作用是：只要系統(tǒng)有誤差存在，積分控制器就不斷地積累，輸出控制量，以消除誤 差。若擾動(dòng)出現(xiàn)使得現(xiàn)場(chǎng)控制對(duì)象值發(fā)生變化，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)元件就會(huì)將這種變化采集后經(jīng)變送器送至 PID控制器的輸入端，并與其給定值進(jìn)行比較得到偏差值，調(diào)節(jié)器按此偏差并以我們預(yù)先設(shè)定的整定參數(shù)控制規(guī)律發(fā)出控制信號(hào)取改變調(diào)節(jié)器的開(kāi)度，使調(diào)節(jié)器的開(kāi)度增加或減少，從而使現(xiàn)場(chǎng)控制對(duì)象值發(fā)生變化，并趨向于給定值，已達(dá)到控制目的，如圖 46所示，其實(shí) PID的實(shí)質(zhì)就是對(duì)偏差（ e值 ） 進(jìn)行比例、積分、微分運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果控制執(zhí)行部件的過(guò)程。 //換算成溫度值 本方案取 K=， B= 雖然 Pt100的線性很好，但是當(dāng)測(cè)量范圍比較大時(shí)，非線性誤差就會(huì)變大，這是可以采取分段取 K值的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)非線性校正。 畢業(yè)論文 12 圖 42 2Hz中斷服務(wù)子程序 圖 43 TimerB中斷服務(wù)子程序 圖 44 4Hz中斷服務(wù)子程序 圖 45 1KHz中斷服務(wù)子程序 畢業(yè)論文 13 子程序設(shè)計(jì) 溫度轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn) A/D轉(zhuǎn)換 :每間隔 1秒執(zhí)行一次溫度采樣操作，每次采樣執(zhí)行 18次 AD轉(zhuǎn)換：在IQR5_2Hz中斷服務(wù)程序中完成。 主程序流程： 系統(tǒng)首先初始化 IO,Timer， UART等部件，之后進(jìn)入主循環(huán)，進(jìn)行溫度采樣和相關(guān)處理如圖 41。在使用時(shí)，將 a～ dp接 IOA8～ IOA15， DIG4～ DIG6接IOB3～ 5。 圖 32 獨(dú)立按鍵原理圖 顯示采用 LED鍵盤(pán)模組 6位數(shù)碼管的其中 3位進(jìn)行 動(dòng)態(tài)顯示，基于單片機(jī)常用外圍器件的擴(kuò)展而設(shè)計(jì)的 LED鍵盤(pán)模組，它集成了必要的 LED、 KEY、數(shù)碼管功能，可與任一款單片機(jī)進(jìn)行軟硬件接口設(shè)計(jì)。 放大電路采用 LM358集成運(yùn)算放大器，為了防止單級(jí)放大倍數(shù)過(guò)高帶來(lái)的非線性誤差，放大電路采用兩級(jí)放大，如圖 31所示，前一級(jí)約為 10倍，后一級(jí)約為 3倍。 畢業(yè)論文 6 圖 23 系統(tǒng) PID控制方案 畢業(yè)論文 7 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 以 SPCE061A為核心控制器，包括傳感器電路，鍵盤(pán)和顯示電路和 UART通信電路 3大模塊，下面逐個(gè)模塊介紹： 傳感器電路 傳感器電路包括傳感器測(cè)量電 橋和放大電路兩部分，如圖 31所示。 SPCE061A內(nèi)部有 8路 10位精度的 A/D轉(zhuǎn)換器 ，可以直接將傳感器信號(hào)放大后輸入其A/D轉(zhuǎn)換通道。（ +）， B級(jí)177。 畢業(yè)論文 4 SPCE061A片內(nèi)還集成了一個(gè) ICE（在線仿真電路）接口，使得對(duì)該芯片的編程、仿真都變得非常方便，而 ICE接口不占用芯片上的硬件資源，結(jié)合凌陽(yáng)科技提供的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（ μ’ nSP IDE）用戶可以利用它對(duì)芯片進(jìn)行真實(shí)的仿真；而程序的下載（燒寫(xiě)）也是通過(guò)該接口進(jìn)行下載。 因此，與 SPCE500A相比， SPCE061A微控器是適用于數(shù)字語(yǔ)音識(shí)別應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品的一種最經(jīng)濟(jì)的選擇。 課題的建立以及本文完成的主要工作 本文主要包括以下內(nèi)容： 利用 SPCE061A單片機(jī)、 LED鍵盤(pán)模組和 UART模組設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)（以水溫控制為載體）基本要求如下： ； ，最好能應(yīng)用 PID調(diào)節(jié)； UART實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)通信，并在上位機(jī)顯示溫度變化曲線。 由于 PID控制技術(shù)成熟 ,控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，參數(shù)易調(diào)整，不必求出被控對(duì)象的數(shù)字模型便可以調(diào)節(jié)，所以在溫度測(cè)控系統(tǒng)中通常采用 PID算法。虛擬儀器技術(shù)充分利用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大運(yùn) 算處理功能，突破傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示、傳輸、存儲(chǔ)等方面的限制，通過(guò)交互式圖形界面實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制和顯示測(cè)量數(shù)據(jù)，并使用框圖模塊指定各種功能。由于單片機(jī)具有集成度高功能強(qiáng)體積 小價(jià)格低抗干擾能力等優(yōu)于一般的優(yōu)點(diǎn)。無(wú)論你生活在哪里，從事什么工作，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在與溫度打著交道。因此，單片機(jī)對(duì)溫度的控制問(wèn)題是一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到的問(wèn)題。本文主要介紹單片機(jī)在溫度控制中的應(yīng)用。 特此聲明 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 年 月 日畢業(yè)論文 VI 摘 要 溫度指標(biāo)是許多工作環(huán)境的重要指標(biāo)，因此，溫度測(cè)控在工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，該系統(tǒng)以凌陽(yáng) 16 位單片機(jī) SPCE061A 為核心，通過(guò)溫度傳感器 PT100 構(gòu)成溫度控制及精度校正自動(dòng)測(cè)量控制系統(tǒng)。因本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。 各環(huán)節(jié)擬定階段性工作進(jìn)度 (以周為單位 ) 時(shí)間進(jìn)度安排： 1．第七學(xué)期第 6周～第 15周，查閱資料，完成開(kāi)題報(bào)告、文獻(xiàn)綜述、外文文獻(xiàn)翻譯； 2．第七學(xué)期第 16周～第 17周，開(kāi)題報(bào)告審閱、答辯； 3．第八學(xué)期第 1周～第 4周，確定總體方案，畫(huà)出總體系統(tǒng)圖和控制軟件框圖； 4．第八學(xué)期第 5周～第 7周，器件選型，各控制算法研究及子程序編程； 5．第八學(xué)期 第 8周～第 11周，系統(tǒng)調(diào)試，滿足技術(shù)要求； 6．第八學(xué)期第 12周～第 15周，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文并通過(guò)驗(yàn)收。 可能遇到的問(wèn)題及解決辦法：基于圖形界面的 Windows系統(tǒng)為操作平臺(tái)編寫(xiě)較難；這就需要自己要努力研究，加以學(xué)習(xí)和掌握，強(qiáng) 化 C語(yǔ)言、 C++、 SOL Server數(shù)據(jù)庫(kù)編程能力 。結(jié)合凌陽(yáng)單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，軟件上采用 C語(yǔ)言編程通過(guò) USB/RS232接口實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)通信，并且上位機(jī)顯示溫度的變化曲線。完成數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)上位機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)，重點(diǎn)為上位機(jī)數(shù)據(jù)處理、軟件編程。 設(shè)計(jì)內(nèi)容和預(yù)期成果 （具體設(shè)計(jì)內(nèi)容和重點(diǎn)解決的技術(shù)問(wèn)題、預(yù)期成果和提供的形式） 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 16位微控制器原理、硬件資源；熟悉上下位機(jī) .的設(shè)計(jì)。我國(guó)土地遼闊，氣候復(fù)雜，利用現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行在線和離線服務(wù)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看具有廣闊的應(yīng)用前景。工業(yè) 發(fā)展對(duì)是否能夠掌握溫度有絕對(duì)意義，在冶金、鋼鐵、石化、玻璃、制藥等行業(yè)，都不得不考慮溫度因素。 時(shí)間進(jìn)度安排： 1．第七學(xué)期第 6 周～第 15 周，查閱資料，完成開(kāi)題報(bào)告 、文獻(xiàn)綜述、外文文獻(xiàn)翻譯； 2．第七學(xué)期第 16 周～第 17 周，開(kāi)題報(bào)告審閱、答辯； 3．第八學(xué)期第 1 周～第 4 周，確定總體方案，畫(huà)出總體系統(tǒng)圖和控制軟件框圖； 4．第八學(xué)期第 5 周～第 7 周，器件選型，各控制算法研究及子程序編程； 5．第八學(xué)期第 8 周～第 11 周，系統(tǒng)調(diào)試，滿足技術(shù)要求； 6．第八學(xué)期第 12 周～第 15 周，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文并通過(guò)驗(yàn)收。 2． 熟悉應(yīng)用單片機(jī)設(shè)計(jì)測(cè)控系統(tǒng)的軟硬件流程。結(jié)合凌陽(yáng)單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，軟件上采用 C 語(yǔ)言編程通過(guò)USB/RS232 接口實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)通信，并且上位機(jī)顯示溫度的變化曲線。重點(diǎn)研究上下位的通信、服務(wù)器與工作站之間的通信。 工作內(nèi)容及最終成果： 1． 研究并掌握凌陽(yáng) 16 位微控制器原理、硬件資源；熟悉上下位機(jī)的設(shè)計(jì)。 5． 最終成果為：系統(tǒng)（單元）電路圖、器件清單、軟件清單和論文。無(wú)論你生活在哪里，都無(wú)時(shí)無(wú)刻不在于溫度打交道。隨著設(shè)施 工業(yè) 規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化程度的不斷提高，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)會(huì)在溫 度 控制和管理系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。未來(lái)的計(jì)算機(jī)控制與管理系統(tǒng)是綜合性、多方位的，溫室環(huán)境測(cè)試與自動(dòng)控制技術(shù)將朝多因素、多樣化方向發(fā)展。采用 C語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、單片機(jī)和上位機(jī)之間的通信。研究上下位的通信、服務(wù)器與工作站之間的通信。 （ 2）設(shè)計(jì)方案、原理圖； （ 3）結(jié)合凌陽(yáng)單片機(jī)的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 間，客戶端和服務(wù)器之間以及客戶端和客戶端之間的通信；調(diào)試。 已具備的條件： 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境 凌陽(yáng) SPCE061A開(kāi)發(fā)板 、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及有關(guān)的技術(shù)手冊(cè)；計(jì)算機(jī)一臺(tái)、凌陽(yáng)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 、 ResWriter工具、串口調(diào)試工具等；相關(guān)測(cè)控系統(tǒng)、單片機(jī)應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等參考文獻(xiàn)。對(duì)本設(shè)計(jì)（論文）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確 方式標(biāo)明。本人同意有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以營(yíng)利為目的的前提下，可以公布非涉密畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部?jī)?nèi)容。 關(guān)鍵詞 單片機(jī) 溫度測(cè)控 上位機(jī) 曲線顯示