【正文】 if((20*tt21*ts)5) //高于設(shè)定溫度 5%以上時(shí)報(bào)警 {burn=1。 settemp()。 //設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)，數(shù)碼顯示使能 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 33 CH451_Write(0x568)。 } /***********************主程序 ************************/ void main() { EX0=1。}p=36。}p=36。 ge=ge/3。 tt=P1*70/5150。//第 5 位顯示 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 31 CH451_Write(CH451_DIG5|bai_1)。 //data 向右移動(dòng)一位 } LOAD=0。 //串行數(shù)據(jù)加載端置 1 for(i=12。y)。 //溫度十位設(shè)定 sbit C3=P1^6。 sbit oe=P0^1。其中采用的元件精度低，控制不準(zhǔn)確等都需要我們進(jìn)一步提高。 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 24 圖 33 階躍函數(shù)參數(shù)的設(shè)定 設(shè)置好各種參數(shù)后點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕，仿真的結(jié)果。 else burn=1。 oe=0。 程序 MAIN: void main() { EX0=1。 ge=ge/3。 tt=P1*70/5150。為提高數(shù)據(jù)可靠性，對(duì)采樣溫度數(shù)字濾波，取三次采樣值取平均值。 //給 load一個(gè)上升沿使 data數(shù)據(jù)全部導(dǎo)入 CH451 delay(5)。i) { DCLK=0。 // 給 DIN 一個(gè)高電平 設(shè)置 CH451 選擇 4 線串行接口 DIN=1。 if(ge_1==10)ge_1=0。 if(bai_1==3)bai_1=0。 軟件功能設(shè)計(jì) 本次系統(tǒng)控制采用 KEIL軟件， C 環(huán)境下編寫。 功能模塊 根據(jù)上面的流程分析，分為以下模塊： (1)按鍵管理：檢測(cè)鍵盤輸入，接收溫度預(yù)置，啟動(dòng) /停止系統(tǒng)工作。 特點(diǎn)：克服了前兩種控制方式可能產(chǎn)生的空掃描和不能及時(shí)響應(yīng)鍵輸入的缺點(diǎn)，既能及時(shí)處理鍵輸入，又能提高 CPU運(yùn)行效率，但要占用一個(gè)寶貴的中斷資源。 電烤箱控制采用可控硅來(lái)實(shí)現(xiàn)，雙向可控硅和電阻絲串接在交流 220V市電的回路中。要控制交流負(fù)載，必須將兩只晶閘管反極性并聯(lián)，讓每只 SCR 控制一個(gè)半波，為此需兩套獨(dú)立的觸發(fā)電路，使用不夠方便。導(dǎo)通的時(shí)間主要決定于可控硅的性能。 溫度控制電路設(shè)計(jì) 可控硅，是可控硅 整流 元件的簡(jiǎn)稱：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 ，亦稱為晶閘管。 START 端與 ALE 端連在一起，由 80C51WR 與 0809 片選端（例如 ）通過(guò)或非門相連。 ⑷ D0～ D7：數(shù)字量輸出端。 圖 25 ADC0809 圖 圖 26 ADC0809 與 51 單片機(jī)連接圖 ADC0809 引腳功能和典型連接電路 ⑴ IN0～ IN7： 8 路模擬信號(hào)輸入端。 ①分辨率表示輸出數(shù)字量變化一個(gè)相鄰數(shù)碼所需輸入模擬電壓的變化量。但在 A/D 轉(zhuǎn)換前，輸入到 A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入信號(hào)必須經(jīng)各種傳感器把各種物理量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。 (8)熱時(shí)間常數(shù)：＜ 10 秒。 (4)電阻值范圍： R＝ 1K～ 2021KΩ。溫度傳感器是 溫度測(cè)量?jī)x表 的核心部分，品種繁多。 ⑵ 機(jī)器周期。 口， P1 口為準(zhǔn)雙向口，它在結(jié)構(gòu)上與 P0 口的區(qū)別在與輸出驅(qū)動(dòng)部分。 A： ALE/PROG 地址鎖存有效信號(hào)輸出率。是 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線。 其中，對(duì)用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于 HMOS 單片機(jī) ,XTAL1 腳接地， XTAL2 腳作為外部振 蕩信號(hào)輸入端。 AT89C51 單片機(jī) 40 個(gè)引腳及總線結(jié)構(gòu)圖如下所示。 PSW 各位的狀態(tài)通常是在指令執(zhí)行的過(guò)程中自動(dòng)設(shè)置。運(yùn)算結(jié)果的狀態(tài)由程序寄存器 PSW 保存。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的 AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了 一種靈活性高且價(jià)廉的方案。該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制算法新穎，控制精度高，有較強(qiáng)的通用性。 ，體積小，可靠性好。可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試 PLC 的程序，用小開關(guān)來(lái)模擬輸入信 號(hào)，通過(guò)個(gè)輸出點(diǎn)對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管的狀態(tài)來(lái)觀察輸出信號(hào)的狀態(tài)，調(diào)試的時(shí)間比繼電器系統(tǒng)少得多。他采 用了可編程序的儲(chǔ)存器，用來(lái)在其內(nèi)部?jī)?chǔ)存執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)算和算術(shù)操作的面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字化或模擬式的輸入 /輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 ： 電加熱裝置是一個(gè)具有自平衡能力的對(duì)象，可用二階系統(tǒng)純滯后環(huán)節(jié)來(lái)描述。 電烤箱的具體指標(biāo)如下： （ 1） 電烤箱為一封閉長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)， （ 2）烤箱內(nèi)尺寸： 。及操作者無(wú)法同時(shí)看到電烤箱當(dāng)前所處溫度和預(yù)置溫度。鑒于此種情況，應(yīng)再外接一個(gè)數(shù)碼顯示器以軟件程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，將電烤箱當(dāng)前所處溫度和預(yù)置溫度同時(shí)顯示出來(lái)；在實(shí)際使用過(guò)程中，由于電烤箱加熱時(shí)有一定得溫度緩沖，即當(dāng)電烤箱斷電時(shí)，加熱并不是立即停止，而是過(guò)一段時(shí)間后溫度才慢慢停下來(lái)以致開始下降。 （ 3）加熱器件為一 1kw（ 220v）電熱絲。然而，對(duì)于二階不振蕩系統(tǒng)，通過(guò)參數(shù)辨識(shí)可以降為一階模型。 （ 2） PLC 的特點(diǎn) 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)是復(fù)雜多樣的，它們對(duì)控制的要求也各不相同。 5. 功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高： 一臺(tái)小型德爾 PLC 內(nèi)有成千上百個(gè)可供用戶使用的編程元件，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。 。 產(chǎn)品的工藝不同，控制溫度的精度也不同，因而采用的控制算法也不同。 中央處理器 CPU 中央處理器 CPU 是單片機(jī)的核心。 A. 算術(shù)邏輯單元 ALU與累加器 ACC、寄存器 B 算術(shù)邏輯 單元 ALU 不但能完成 8 位二進(jìn)制的加、減、乘、除等算數(shù)的運(yùn)算。但可以由用戶根據(jù)需要指令加以改變。其 CMOS 工藝制造的低地功耗芯片也有采用方形的封裝。對(duì) CHMOS 單片機(jī) XTAL1 腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端， XTAL2 腳空不接。 P1 口作為通用 I/O 口使用。 B： PSEN 片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端低電平有效。其輸出驅(qū)動(dòng)部分由場(chǎng)效應(yīng)管 V1 與內(nèi)部上拉電阻組成，當(dāng)某位輸出高電平時(shí)，可以提 供上拉電流負(fù)載，不必像 P0 口上那樣需要外接上拉電阻。 80C51 單片機(jī)工作的基本定時(shí)單位，簡(jiǎn)稱機(jī)周。按測(cè)量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類，按照 傳感器材料 及電子元件特性分為熱電阻和 熱電偶 兩類。 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 10 (5)B 值范圍： 2800～ 5000K。 (9)絕緣強(qiáng)度： DC500V、 100MΩ。 A/D 轉(zhuǎn)換后，輸出的數(shù)字信號(hào)可以有 8 位、 10 位、 12 位、 14 位和 16 位等 。 N 為 A/D 轉(zhuǎn)換的位數(shù)， N 越大，分辨率越高，習(xí)慣上分辨率常以 A/D 轉(zhuǎn)換位數(shù) N 表示。 ⑵ C、 B、 A： 8 路模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換選擇端。 ⑸ OE： A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出允許控制端。 ⑻ EOC： A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出端，高電平有效。具有體積小、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)等特點(diǎn)，是比較常用的半導(dǎo)體器件之一。 可控硅一經(jīng)觸發(fā)導(dǎo)通后，由于循環(huán)反饋的原因，流入 BG1 基極的電流已不只是初始的Ib1，而是經(jīng)過(guò) BG BG2 放大后的電流（β 1*β 2*Ib1）這一電流 遠(yuǎn)大于 Ib1，足以保持BG1 的持續(xù)導(dǎo)通。雙向晶閘管是在普通晶閘管的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，它不僅能代替兩只反極性并聯(lián) 的晶閘管，而且僅需一個(gè)觸發(fā)電路，是目前比較理想的交流開關(guān)器件。單片機(jī)的 口通過(guò)光電隔離器和驅(qū)動(dòng)電路送到可控硅的控制端，由 口德高低電平來(lái)控制可控硅的導(dǎo)通與斷開，從而控制電阻絲的通電加熱時(shí)間。 數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì) LED 數(shù)碼管分類： (1)按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為共陰型和共陽(yáng)型； (2)按其外形尺寸有多種形式，使用較多的是 和 ； (3)按顯示顏色也有多種形式，主要有紅色和綠色； 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 16 正向壓降一般為 ～ 2V，額定電流為 10mA，最大電流為 40mA。 (2)數(shù)碼管顯示：顯示設(shè)置溫度，當(dāng)前箱內(nèi)溫度。 鍵盤管理 上 電復(fù)位后系統(tǒng)處于鍵盤管理狀態(tài)，功能為溫度設(shè)置和啟動(dòng)鍵。 } if(C2==0) { while(p){display(ge,shi,bai,ge_1,shi_1,bai_1)。 } display(ge,shi,bai,ge_1,shi_1,bai_1)。 DCLK=1。 //串行數(shù)據(jù)時(shí)鐘線 置 0 if((datamp。 } /***********************CH451 顯示六位數(shù)碼管 ****************************/ void display( int ge, int shi, int bai,int ge_1, int shi_1, int bai_1) { CH451_Write(CH451_DIG0|ge)。 溫度檢測(cè)子程序如下： 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 21 /***********************AD 采集 **********************/ void AD() { while(count2) { start=1。 oe=0。 while(count3) { display(ge,shi,bai,ge_1,shi_1,bai_1)。 TMOD=0x02。 AD()。 } } 基于 SIMULINK 的 PID 仿真 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 23 在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，一般是要求輸入信號(hào)為已知的。 圖 34 PID 控制響應(yīng)曲線 可見性能指標(biāo)為：調(diào)節(jié)時(shí)間 ts=430s，超調(diào)量 σ%約為 10%，滿足設(shè)計(jì)要求 。 通過(guò)使用 C51 單片機(jī)控制電烤箱，它可達(dá)到模 擬控制所達(dá)不到的控制效果，還可實(shí)現(xiàn)顯示，鍵盤設(shè)定等多種功能，且易于擴(kuò)展，大大提高了系統(tǒng)的智能化，也使得系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果的精度大大提高。 sbit burn=P0^2。 //溫度百位設(shè)定 sbit alarm=P1^7。 } /*******************************CH451 初始化 ****************************/ 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 30 void CH451_Init() { DIN=0。i0。 //串行數(shù)據(jù)加載端置 1 LOAD=1。//第 6 位顯示 } /***********************AD 采集 **********************/ void AD() { while(count2) { start=1。 oe=0。 while(count3) { display(ge,shi,bai,ge_1,shi_1,bai_1)。 bai_1++。 ge_1++。 TMOD=0x02。 //設(shè)定顯示參數(shù)、 6 位掃描極限、 16/16 顯示驅(qū)動(dòng)占空比 start=0。 //初始溫度設(shè)定 if((tstt)2) //在離設(shè)定溫度差值 1 攝氏度以上時(shí)電阻絲持續(xù)加熱，否則停止加熱 burn=0。alarm=0。 //清零 count1++。 AD()。 //CH451 初始化 CH451_Write(0x401)。AD()。 } if(C3==0) { while(p){display(ge,shi,bai,ge_1,shi_1,bai_1)。} while(!q) 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 32 { if(C1==0) { while(p){display(ge,shi,bai,ge_1,shi_1,bai_1)。 shi=shi/3。 delay(1)。//第 4 位顯示 ,設(shè)置溫度要顯示的內(nèi)容 CH451_Write(CH451_DIG4