【正文】 t1=0。 t0++。 }*/ gou=1。 duk=(kp*(e1e2)+ki*e1+kd*(e1e2*2+e3))/10。 if(uk0) { hightime=uk。 ki = 5。 delay1()。 display(0,i)。 if(key4==0) settemp=10。 //定時(shí)器 T1 允 許中斷 //TR1=1。 EA=1。不懂的看 C語言基礎(chǔ)書 temp=temp|a。 delayb(1)。i++。 DS=1。 for(j=1。 for(i=1。i++。 西安外事學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 DS=1。 } /*延時(shí)子程序 */ void delayb(uint count) { uint i。a) for(b=30。 for(a=10。 uchar code duma[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x9c,0xc6}。 謝謝 ！ 附錄 本設(shè)計(jì)程序如下： include include 西安外事學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit DS=P3^7。 西安外事學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 圖 流程圖 讀溫度值 關(guān) T0中斷 T0中斷 寫 T1常數(shù) 采集標(biāo)志置 1 存溫度值 開 T0中斷 置 =1 啟動(dòng) T1 關(guān) T1中斷 T1中斷 開 T1中斷 =0 T0,T1初始化 開始 讀溫度設(shè)置值 啟動(dòng)后采集溫度 溫 度 采集標(biāo)志位置 1 顯示溫度 查詢采集標(biāo)志是否等于 1 存控制值 PID 算法 采集標(biāo)志位置 0 結(jié)束 N Y 王阿東：電加熱器溫度的數(shù)字 PID控制 18 4 結(jié)語 本次設(shè)計(jì) 基本 上實(shí)現(xiàn)了 PID算法溫度自動(dòng)控制的功能，基本完成了設(shè)計(jì)要求，不足之處是沒有降溫控制系統(tǒng)，另外 PID的控制也不是很精確。積分時(shí)間常數(shù) Ti調(diào)試完成。 調(diào)試一般原則 ， 增大比例增益 P。它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過理論計(jì)算確定控制器參數(shù)。因此，可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。 增量式 PID 算式為 : ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?2121 ?????????? kEkEkEKkEKkEkEKkP DIP 式 25 設(shè) ? ? ? ? ? ?? ?1??? kEkEKKP PP ? ? ? ?kEKkP II ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?212 ????? kEkEkEKP DkD 則有 ? ? ? ? ? ? ? ?kPkPkPkP DIP ??? 西安外事學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 開 開P I D 參 數(shù) 初 始 化取 設(shè) 定 值 r ( t ) 與 測量 值 e ( t )計(jì) 算 偏 差E ( k ) = r ( t ) e ( t )P p ( k ) = K p * [ E ( k ) E ( k 1 ) ]P i ( k ) = K i * E ( k )P d ( k ) = K d [ E ( k ) 2 E ( k 1 ) + E ( k 2 ) ]U ( k ) = P p ( k ) + P i ( k )+ P d ( k )E ( k 1 ) = E ( k 2 )E ( k ) = E ( k 1 )返 回 圖 PID 增量式程序流程圖 PID 算法參數(shù)整定方法 三個(gè)基本參數(shù) Kp、 Ki、 Kd在實(shí)際控制中的作用： 比例調(diào)節(jié)作用：是按比例反映系統(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，屬于“即時(shí)”型調(diào)節(jié)控制。因?yàn)樗苯佑绊懙较到y(tǒng)的控制精度，以及 PID 算法的實(shí)現(xiàn)質(zhì)量。 增量式 PID 控制算法與位置式 PID 算法 51 相比，計(jì)算量小得多，因此實(shí)際中得到廣泛的應(yīng)用。注意 可控硅 是半控件，關(guān)斷不由門極控制，而只當(dāng)主電流接近零時(shí)才能關(guān)斷。若傳輸線較長，現(xiàn)場干擾嚴(yán)重，可通過兩級(jí)光電耦合器將長線完全 “浮置 ”起來。 (3)光電耦合器的回應(yīng)速度極快，其 響 應(yīng)延遲時(shí)間只有 10μS 左右，適于對(duì) 響 應(yīng)速度要求很高的場合。獨(dú)立按鍵的工作原理比較簡單，其具體連接圖如圖 所示。 王阿東：電加熱器溫度的數(shù)字 PID控制 4 STC89C52的主要特性如下： 1. 增強(qiáng)型 8051 單片機(jī)， 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期和 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期可以任意 選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051； 2. 工作電壓： ～ （ 5V 單片機(jī)） /～ （ 3V 單片機(jī)） ； 3. 工作頻率范圍： 0～ 40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 80MHz，實(shí)際工作 頻率可達(dá)48MHz； 4. 用戶應(yīng)用程序空間為 8K 字節(jié) ； 5. 片上集成 512 字節(jié) RAM； 6. 通用 I/O 口（ 32 個(gè)），復(fù)位后為： P1/P2/P3/P4 是準(zhǔn)雙向口 /弱上拉， P0 口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻 ； 7. ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無 需專用仿真器，可通過串口（ RxD/,TxD/）直接下載用戶程 序，數(shù)秒即可完成一片 ； 8. 具有 EEPROM 功能 ； 9. 具有看門狗功能 ； 10. 共 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 單片機(jī) STC89C52 STC89C52是 一種 高性能 CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器 。 溫度控制的目的就是將 電加熱器 的工作溫度以一定的精度穩(wěn)定在 一定的范圍內(nèi) , 這就要求根據(jù) 電加熱器 工作時(shí)的實(shí)際情況 (如產(chǎn)熱量大小等 ) 采取一定的措施 ,來控制電加熱器的加熱程度。MCU。本文介紹了一種以 STC89C52 單片機(jī)為檢測控制中心的數(shù)字式水溫自動(dòng)控制系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞 :PID算法；單片機(jī)；溫度控制；光耦合；可控硅 Title: The digital PID control of electric heater Major:Electronic information engineering Name:Wang Adong Signature: Supervisor:Zhao Shiqiang Signature: ABSTRACT Temperature is an important physical quantities,The Temperature39。采用 PID 控制原理研制成適合用于小 型電加熱器 的溫度控制器。系統(tǒng)的總體框圖如圖 所示，具體連接電路如圖 所示?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 王阿東：電加熱器溫度的數(shù)字 PID控制 6 圖 DS18B20 連接圖 溫度顯示部分 溫度顯示部分采用 4 位共陽數(shù)碼管來顯示，位選端采用 4 個(gè) PNP 型三極管 9012 來驅(qū)動(dòng)。 光電耦合器的輸入回路與輸出回路之間沒有電氣聯(lián)系，也沒有共地；之間的分布電容極小，而絕緣電阻又很大，因此回路一邊的各種干擾雜訊都很難通過光電耦合器饋送到另一邊去，避免了共阻抗耦合的干擾信號(hào)的產(chǎn)生。如可控硅所在的主電路一般是交流強(qiáng)電回路，電壓較高，電流較大，不易與微機(jī)直接相連，可應(yīng)用光耦合器將微機(jī)控制信號(hào)與可控硅觸發(fā)電路進(jìn)行隔離。 2. 可控硅 承受正向陽極電壓時(shí)，僅在門極承受正向電壓的情況下 可控硅 才導(dǎo)通。當(dāng)執(zhí)行需要的不是控制量的絕對(duì)值，而是控制量的增量時(shí)，需要用 PID的“增量算法”。 I 對(duì)系統(tǒng)性能的影響：積分作用使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降， I小（積分作用強(qiáng)）會(huì)使系統(tǒng)不穩(wěn)定，但能消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)的控制精度。這些工作在系統(tǒng)啟動(dòng)后迅速就完成了，之后 PID 控制器只進(jìn)行PID 核心控制算法的計(jì)算。反之 Ti大則積分作用弱，加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢。 王阿東：電加熱器溫度的數(shù)字 PID控制 14 PID 控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。但無論采用哪一種方法所得到的控制器參數(shù)，都需要在實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)行最后調(diào)整與完善。比例增益 P調(diào)試完成。 王阿東：電加熱器溫度的數(shù)字 PID控制 16 開 開P I D 參 數(shù) 初 始 化取 設(shè) 定 值 r ( t ) 與 測量 值 e ( t )計(jì) 算 偏 差E ( k ) = r ( t ) e ( t )P p ( k ) = K p * [ E ( k ) E ( k 1 ) ]P i ( k ) = K i * E ( k )P d ( k ) = K d [ E ( k ) 2 E ( k 1 ) + E ( k 2 ) ]U ( k ) = P p ( k ) + P i ( k )+ P d ( k )E ( k 1 ) = E ( k 2 )E ( k ) = E ( k 1 )P I D 控 制 器 圖 PID 控制流程圖 系統(tǒng)軟件 設(shè)計(jì) 總 流程圖 本設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)流程是，當(dāng)系統(tǒng)上電 后，數(shù)碼管會(huì)顯示當(dāng)前的溫度，然后等待按鍵輸入設(shè)定值，設(shè)定完畢后，系統(tǒng)開始溫度自動(dòng)控制過程，如果當(dāng)前溫度高于設(shè)定溫度，系統(tǒng)會(huì)斷開光耦器件及可控硅使水溫冷卻，如果當(dāng)前溫度低于設(shè)定溫度，若低于 2度以上，系統(tǒng)會(huì)采取全加熱的方式，如果溫差小于 2 度，則采用 PID算法進(jìn)行控制加熱。經(jīng)過了這次設(shè)計(jì)過程，我不僅專業(yè)理論知識(shí)得到了鞏固，動(dòng)手實(shí)踐能力和設(shè)計(jì)能力也得到了很大的提升，而且于我而言，最王阿東：電加熱器溫度的數(shù)字 PID控制 20 彌足珍貴的是我從我的導(dǎo)師以及其他老師身上學(xué)到了很多知識(shí)以外的東西，比如他們對(duì)于科學(xué)問題的探索精神，對(duì)于工作的奉獻(xiàn)精神等等。 sbit key4=P2^3。 uint t,hightime,count。 } void delay1() { 王阿東：電加熱器溫度的數(shù)字 PID控制 22 uchar a,b。_nop