單片機閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計-免費閱讀
【正文】 設(shè)計結(jié)果由圖 5和圖 6 可以看出：本設(shè)計的控制器工作穩(wěn)定，控制精度高，改進的 PID 算法超調(diào)量大大降低；軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，提高了通用性。 2． 3 運算控制模塊 運算控制模塊涉及標度轉(zhuǎn)換、 PID 算法、以及該算法調(diào)用到的 乘法子程序等。 2． 2． 2 鍵盤中斷子程序 作為優(yōu)先級最高的功能控制鍵，系統(tǒng)要實時響應(yīng)該中斷。在等待 T1 中斷時，將本次采樣數(shù)值轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的溫度值放入顯示緩沖區(qū)，然后調(diào)用顯示子程序；從 T1 中斷返回后，再從 T0中斷返回主程序并繼續(xù)顯示本次采樣溫度，等待下次 T0中斷。當測得溫度大于上限溫度設(shè)定值理，表中上限指示燈閃爍，測得溫度小于等于溫度下限設(shè)定值時，下限指示燈閃爍；反之，溫度在上限溫度和下限溫度之間時正常指示燈亮，同時，當溫度越上限或下限時，單片機硬件部分也會發(fā)出報警信號。本系統(tǒng)采用內(nèi)部時鐘方式用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路構(gòu)成時鐘電路，另外該時鐘內(nèi)置獨立直流電源，所以是掉電可運行的，即無論系統(tǒng)掉電與否，都不會影響正常走時。 采用8098 單片機構(gòu)成掉電保護裝置，對掉電流的檢測電路，補償電路均可采用原保護裝置中的電路單元，運算處理單元主要由 8098單片機，可編程并行接口 8255A、A/D 轉(zhuǎn)換器等組成，其原理圖見圖所示，其檢測電路、補償電路部分略。 顯示采用 3位共 陽 LED 靜態(tài)顯示方式，顯示內(nèi)容有溫度值的十位、個位及小數(shù)點后一位，這樣可以只用 (TXD)口來輸出顯示數(shù)據(jù)，從而節(jié)省了單片機端口資源，在 (TXD)的控制下通過 74LSl64 來實現(xiàn) 3 位靜態(tài)顯示。 8279能自動完成鍵盤輸入和顯示控制兩種功能。所以若一個 MCS51應(yīng)用系統(tǒng)需要連接較多的并行輸入輸出外圍設(shè)備（如打印機、鍵盤、顯示器等），就必需擴展并行接口。由于被控對象功率不大，所以采用了弱微分方式。 1． 2． 1 數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計 數(shù)據(jù)采集電路主要由 AD590， MCl403， 0P07， 74LS373 組成。 MCS51型單片單板機 圖 1 溫度控制系統(tǒng)原理硬件結(jié)構(gòu)框圖 本系統(tǒng)的任務(wù)是對水的溫度進行實時檢測和控制 ， 單片機定時對溫度進行檢測，通過溫度傳感器把溫度值轉(zhuǎn)換成微弱的電壓信號，該電壓經(jīng)放大器放大后通過 A/D 轉(zhuǎn)換得到相應(yīng)的數(shù)字量，再經(jīng)數(shù)字濾波和查表程序得到當前的采樣溫度TX 通過串行通訊送給計算機 。 第一章 硬件電路設(shè)計 在溫度控制中，經(jīng)常采用是 硬件電路主要有兩大部分組成：模擬部分和數(shù)字部分 ，對這兩部分調(diào)節(jié)儀表進行調(diào)節(jié)，但都存在著許多缺點，用單片機進行溫度控制使構(gòu)成的系統(tǒng)靈活，可靠性高，并 可用軟件對傳感器信號進行抗干攏濾波和非線性補償處理，可大大提高控制質(zhì)量和自動化水平 ； 總的來說本系統(tǒng)由四大模塊組成，它們是輸入模塊、單片機系統(tǒng)模塊、計算機顯示與控制模塊和輸出控制模塊。但是在控制精度要求較高時，單純地采用開環(huán)控制往往達不到滿意的控制效果，所以此時必須采用閉環(huán)控制方式，常規(guī)采用模擬量的 ND 調(diào)節(jié)方式。t be too short, make regulate otherwise too multifarious, not only carry out the organization can39。 它是用溫度傳感器將 檢測到的實際 爐 溫 A/D 轉(zhuǎn)換，送入計算機中， 與 設(shè)定值進行比較，得出偏差。254~309。畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 茲發(fā)給 班學生 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書，內(nèi)容如下： （論文）題目： 單片機閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計 【 1】 應(yīng)完成的項目： 【 2】 了解熟悉 單片機閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計 基本原理。421~474. 【 8】 孫育才 . MCS51 系列單片微型計算機及其應(yīng)用 .南京：南京工學院出版社 .~180. 【 9】 李永敏 .數(shù)字化測試技術(shù) 模擬信號調(diào)理，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及采集技術(shù) .北京：航空工業(yè)出版社 .~161. 【 10】 BASIC 單片機原理及應(yīng)用 .武漢力源單片機技術(shù)研究所 . 【 11】 楊寧 .分布式計算機遙測管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能 [J].北華大學學報（自然科學版） ,2020,1(2):178~181. 【 12】 徐志軍，大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷捌鋺?yīng)用 [M] .成都：電子科技大學出版 .2020. 【 13】 趙不賄 .在系統(tǒng)可編程器件與開發(fā)技術(shù) [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2020. 【 14】 張洪潤，藍清華 .單片機應(yīng)用技術(shù)教程 [M] .北京：清華大學出版社， 1997. 【 15】 張毅剛等編 . MCS51 單片機應(yīng)用 設(shè)計 .哈爾濱工業(yè)大學出版社， 1993 【 16】 沙占友 .新編數(shù)字化測量技術(shù) [M].北京：國防工業(yè)出版社， 1998. 【 17】 張俊謨編著 .單片機中級教程原理與應(yīng)用 . 北京航空航天大學出版出社， 【 18】 何立民編著 .單片機高級教程應(yīng)用與設(shè)計 . 北京航空航天大學出版出社， 【 19】 張奮程 最新 CMOS 數(shù)字集成電路應(yīng)用手冊 .廣東科技出版社， 1995 【 20】 潘新民 微型計算機控制技術(shù) 高等教育出版社 4. 進度要求： 【 21】 11 月 23 日完成論文初稿。對此偏差按 PID 算法進行修正，求得對應(yīng)的控制量控制可控硅驅(qū)動器，調(diào)節(jié) 電爐 的加熱功率，從而實現(xiàn)對 爐 溫的控制。t respond, but also the utilization of the puter is big for lower. Adopt the kind period too long ， also is not fit, because interference can39。盡管這種方法已經(jīng)被人們廣泛采用，但是由于控制對象的復(fù)雜及多樣性，在有些情況下未能獲得滿意的控制精度。輸入模塊主要完成對溫度信號的采集和轉(zhuǎn)換工作，由溫度傳感器及其與單片機的接口部分組成。將采樣溫度與設(shè)定溫度進行比較， 如果 TX≠ T，則按照設(shè)計好的 PID 算法對偏差（采樣溫度 — 設(shè)定溫度）進行運算、處理，得到一個調(diào)節(jié)量?？紤]到溫度信號為低電平緩變信號，對 A／ D 轉(zhuǎn)換速度要求不高，為此，選用實效價廉的ADC0809，而且，還可以根 據(jù)需要擴展測量 8 路溫度信號。 為了實現(xiàn)強電和弱電的隔離，要選擇光電 隔離 器，但考慮 到輸出信號要對可控硅進行觸發(fā)，以便使電爐或風扇電路導(dǎo)通，所以選用既有隔離又有觸發(fā)功能的 MOC304l。常用的 MCS51并行接口擴展電路有： 8255A、 Z
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