【正文】 扇的工作 來 實(shí)現(xiàn) 降溫，并且還可以控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速以更快的將溫度穩(wěn)定在設(shè)定值附近。 語(yǔ)音播報(bào)部分 設(shè)計(jì) 語(yǔ)音播報(bào)功能通過 SPY0030 芯片實(shí)現(xiàn)。 ``基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng) 9 第 4 章 軟件實(shí)現(xiàn) 軟件總體部分 設(shè)計(jì) 圖 41 系統(tǒng) 主程序 流程圖 開 始 初始化 從存儲(chǔ)器中讀取上一次溫度設(shè) 定值 按鍵按下 重設(shè)溫度值 采集溫度 大于設(shè)定溫度范圍 打開風(fēng)扇 （降溫） 顯示當(dāng)前溫度 在設(shè)定溫度范圍內(nèi) 小于設(shè)定溫度范圍 打開電熱絲 （升溫） N N N Y Y ``畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 10 主程序 源代碼： int main(void){ int iKeyValue。 turn_on_relay()。 //取鍵值 key_value_process(iKeyValue)。 //清看門狗 System_ServiceLoop()。 進(jìn)行 溫度 的 實(shí)時(shí)采集并顯示。外部溫度信號(hào)通過傳感器送至 單片機(jī)經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換后，換算成溫度值，然后再進(jìn)行濾波處理得到平穩(wěn)的電流信號(hào)， 經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路的處理轉(zhuǎn)換后， 在十進(jìn)制數(shù)碼管上將所測(cè)溫顯示出來。 打印控制程序 設(shè)計(jì) 圖 45 打印控制 程序的實(shí)現(xiàn) 具體實(shí)現(xiàn)步驟如下： 初始化程序，判斷打 印按鍵是否按下， 如果沒有開 始 初始化 打印按鍵是否按下 打印機(jī) 是否忙碌 讀取需打 印的信息 啟動(dòng)打印 機(jī)并打印 返 回 N N Y Y `基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng) 15 打印要求則直接返回； 如果按下， 繼續(xù) 判斷打印機(jī)是否處于忙碌狀態(tài)，空閑則讀取需打印的信息并 打??；若處于忙碌狀態(tài)，則繼續(xù)等待直到打印機(jī)處于空閑為止。 以上公式稱為 位置式 算法。根據(jù)具體的應(yīng)用 ，不管采用哪一種算法， 基本的控制算法、原理是完全一樣的，直接計(jì)算法得到的是當(dāng)前需要的控制量，相鄰兩次控制量的差就是增量。 4．基本偏差的相對(duì)偏差 ： ? ? ? ?1?? tete ,意即 用本 次的基本偏差減去上一次的基本偏差，用于考察當(dāng)前控制的對(duì)象的趨勢(shì)。 三個(gè)基本參數(shù) pK , iK , dK ,在實(shí)際控制中的作用： 比例調(diào)節(jié)作用：是 按比例反應(yīng)系統(tǒng)的偏差 ，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差，比例調(diào)節(jié)立即產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用用以減少偏差。積分作用的強(qiáng)弱取決于 積分時(shí)間常數(shù) iT , iT 越小，積分作用就越強(qiáng)。 在偏差還沒有形成之前，已被微分調(diào)節(jié)作用消除。此外，微分``畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 18 反應(yīng)的是變化率，而當(dāng)輸入沒有變化時(shí)，微分作用輸出為零。 這種算法是以連續(xù)系統(tǒng)的 PID 控制為基礎(chǔ) ，然后將其數(shù)字化，寫成差分方程 ： [6] ?????? ??? ? dt tdeTdtteTteKtu dip )()(1)()( （ 47） 上 式中 ： )(tu ： PID 調(diào)節(jié)器的輸出量； )(te ： PID 調(diào)節(jié)器的輸入量； pK ： 比例系數(shù)； iT ： 積分時(shí)間常數(shù)； dT ： 微分時(shí)間常數(shù)。 數(shù)字 PID 的輸出跟過去的狀態(tài)有關(guān)，需要對(duì)偏差進(jìn)行積累。1。 在這個(gè)兩分鐘周期內(nèi)對(duì)輸出進(jìn)行控制，也就是說在這個(gè)兩 分鐘內(nèi)加溫多少時(shí)間。 為了對(duì)應(yīng)程序處理上的方便，在程序內(nèi)部一般并 不是用時(shí)分秒來計(jì)算的，通常 使用系統(tǒng)的一個(gè)定時(shí)器用于系統(tǒng)全部時(shí)鐘，例如顯示刷新 、鍵盤``畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 22 掃描等。 為了顯示 、鍵盤等的處理 ， 一般 定時(shí)在 510ms,所以就需要另外設(shè)定一個(gè)變量 templT 。 例如對(duì)應(yīng)于 2 分鐘時(shí)是 60，則在 3 分鐘為周期時(shí)邊界改為 90 就行了。為了達(dá)到 較好的控制效果，這三個(gè)參數(shù)一般不采用整數(shù)。 假定 控制范圍是在 200℃ ，則設(shè)定溫度與實(shí)際溫度的差的最大值就是 200℃ ，這時(shí)的 輸出 參數(shù) 為 1?pK 。當(dāng)然這里還沒有考慮超溫的情況，計(jì)算產(chǎn)生了負(fù)數(shù)。 比例 常數(shù)決定 參與在目標(biāo)點(diǎn)以前真正控制的范圍， pK ＝基本時(shí)間總周期 /控制范圍。 處理上的一些常用方法 ： 為了提高測(cè)溫的準(zhǔn)確性，往往需要進(jìn)行多次測(cè)溫，然后剔除測(cè)得結(jié)果中 超過程序所設(shè)定的上限和下限的值 ，把剩余的數(shù)值相加 再 計(jì)算平均值，這樣 比較有利于抗干擾，或者由于其他原因引起的測(cè)量值波動(dòng)，所以初期的處理是 很必要的。 一個(gè)系統(tǒng)定時(shí)周期內(nèi) 系統(tǒng)還要處理很多的事情，例如顯示的刷新 、 鍵盤的掃描 、 鍵盤碼的處理執(zhí)行等等 。如果溫度控制僅僅作為系統(tǒng)中的一部分 ，那就需要認(rèn)真考慮程序的布局了 。 這是面對(duì)一個(gè)較大系統(tǒng)的一般處 理方法，對(duì)其他任務(wù)也可以采用分割的辦法進(jìn)行細(xì)化，例如對(duì)顯示 結(jié)果的 刷新。 前面 講到將時(shí)間作 200 等分記作 setT ,也 就是將一個(gè)約定時(shí)間作 200 級(jí)不同的輸出時(shí)間比例，通過 計(jì)算得到一個(gè)介于 0－ 200 之間的數(shù) outT ，然后每次在 PID 基本定時(shí)時(shí)間中對(duì) setT 減 1，當(dāng)?shù)确钟?jì)數(shù)器 setT 也達(dá)到 0 時(shí) 再進(jìn)行下一輪控制循環(huán)，重新計(jì)算 outT 。 加溫的整個(gè)過程沒有必要全程 PID 控制，一般可以 設(shè)定 到達(dá) 目標(biāo)值前一個(gè)溫度區(qū)域才進(jìn)行 PID 控制。 參數(shù)的設(shè)定與調(diào)整 ： 編程時(shí)只 能預(yù)先 設(shè)定參數(shù) 的大概數(shù)值，然后通過反復(fù)的調(diào)試才能找到相對(duì) 理想的參數(shù)值。 `基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng) 27 第 5 章 軟件調(diào)試 與安裝 軟 件調(diào)試 軟件調(diào)試的目的是檢驗(yàn)程序編寫是否正確，能否驅(qū)動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)完成所設(shè)定的功能。將可執(zhí)行代碼的 .hex 文件導(dǎo)入到對(duì)單片機(jī)進(jìn)行程序燒寫的應(yīng)用程序中，執(zhí)行應(yīng)用程序的程序燒寫功能，將可執(zhí)行代碼的 .hex 文件寫入單片機(jī)中。 最終實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)在 無人介入被測(cè)控的環(huán)境下，通過 LED 顯示直接看到被測(cè)控對(duì)象的實(shí) 時(shí)溫度，并可隨時(shí)通過鍵盤輸入被測(cè)控對(duì)象應(yīng)控制的溫度范圍及誤差值。調(diào)壓法控制的原理是通過調(diào)節(jié)可控硅的觸發(fā)相位的相位角達(dá)到對(duì)電壓的調(diào)節(jié) ，這個(gè)電壓是指有效電壓，直觀上就是對(duì)一 個(gè)正弦波形的前邊切掉一塊，用不同的切割位 置 以 保 留剩余的面積。 但是 PID 算法響應(yīng)速度比較快， 優(yōu)缺點(diǎn)權(quán)衡之下， 本系統(tǒng)中溫控算法 采用了 PID 算法。 ``畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 30 由于水平有限，在 此次 設(shè)計(jì)中 存在不完善的地方，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。她淵博的知識(shí)、開闊的視野 和敏銳的思維給了我深深的啟迪。 最后，再次對(duì)關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝！ ``畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 32 參考文獻(xiàn) [1] 郝鴻安 . 常用模擬集成電路應(yīng)用手冊(cè) . 北京：人民郵電出版社， 1991. 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