【正文】 在這段時(shí)間里，老師言傳身教，以他廣博的知識(shí)，敏銳的洞察力，多年的教學(xué)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，給予我畢業(yè)設(shè)計(jì)上很大的幫助，為我以后走上工作崗位奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓理論聯(lián)系到實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，使我們對(duì)所學(xué)的知識(shí)得到更深刻的認(rèn)識(shí)，有了更深刻的見(jiàn)解。溫度控制電路是同富哦電磁閥控制熱處理爐內(nèi)的溫度，如果溫度低了，就增大調(diào)節(jié)閥，使溫度上升；LED顯示電路為動(dòng)態(tài)顯示，上面是位碼，下面是段碼。采樣周期大小的選擇是離散控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行首先必須考慮的問(wèn)題，它對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，調(diào)節(jié)品質(zhì)及PID調(diào)節(jié)器控制算法都有影響。改變比例系數(shù)，使系統(tǒng)對(duì)階躍輸出的 響應(yīng)達(dá)到臨界振蕩狀態(tài)（穩(wěn)定邊緣）。若使用比例積分器，能消除靜差，但動(dòng)態(tài)過(guò)程經(jīng)反復(fù)調(diào)整仍達(dá)不到要求，這里可加入微分環(huán)節(jié)。增大Td有利于加快系統(tǒng)響應(yīng)，使超調(diào)量減小，穩(wěn)定性增加，但對(duì)于擾信號(hào)的抑制能力減弱。在實(shí)時(shí)過(guò)程控制中，要求被控過(guò)程是穩(wěn)定的，對(duì)給定量的變化能迅速地跟蹤，超調(diào)量小。（2）控制從手動(dòng)切換到自動(dòng)時(shí)，位置算法必須首選將計(jì)算機(jī)的輸出值定為原始閥門(mén)開(kāi)度u0，都能保證無(wú)沖擊切換。第三章 數(shù)字PID調(diào)節(jié)器 數(shù)字PID控制算法隨著計(jì)算機(jī)在控制領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用，特別是面向控制的單片微機(jī)的運(yùn)用，PID控制多由計(jì)算機(jī)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于計(jì)算機(jī)的控制是一種采樣控制，他只能根據(jù)采樣的偏差值來(lái)計(jì)算控制量，因此在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，要想在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)PID調(diào)節(jié)規(guī)律，需將連續(xù)系統(tǒng)的微分方程式化為離散形式。溫升:約30℃。5V177。最少的外圍元件。二、回路與控制電路當(dāng)T處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí),由于D反偏,變壓器不向次級(jí)傳輸電能,變壓器初級(jí)電流為激磁電流,即 Ip=Et/Lp (1)　 　當(dāng)t=ton時(shí),變壓器中的儲(chǔ)能為：W=12Lpi2PM (2)　　而T關(guān)斷期間,變壓器中的貯能通過(guò)D向負(fù)載釋放。 (2)具有良好的電源電壓調(diào)整率(隨電源電壓變化自動(dòng)調(diào)節(jié)脈寬)。輸出:DC177。固有流量特性主要有直線、等百分比(對(duì)數(shù))、拋物線和快開(kāi)等4種類型，如圖3—1所示：　　在生產(chǎn)中閥的固有流量特性有直線、等百分比和快開(kāi)3種。在高壓差、高黏度、含懸浮物和顆粒狀物質(zhì)流體的控制中可選用角形閥。電磁閥的選擇一般要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：1)根據(jù)工藝條件，選擇合適的調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)和類型。電路中的C1和C2一般取30PF ～12 MHZ，晶體震蕩器的頻率越高，振蕩頻率就越高。、時(shí)鐘電路在介紹單片機(jī)引腳時(shí)，我們已經(jīng)敘述過(guò)有關(guān)振蕩器的概念。（3）系統(tǒng)復(fù)位在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中，為了保證復(fù)位電路可靠工作，常將RC電路接斯密特電路后再接入單片機(jī)復(fù)位端和外圍電路復(fù)位端。，還對(duì)一些特殊功能寄存器（專用寄存器）有影響。圖2—9 報(bào)警電路在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)工作時(shí)，除了進(jìn)入系統(tǒng)正常的初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需要按復(fù)位鍵以重新啟動(dòng)。當(dāng)OE 輸入高電平時(shí)， 輸出三態(tài)門(mén)打開(kāi)， 轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。8 路8 位A／D 轉(zhuǎn)換器， 即分辨率8 位。把發(fā)光二極管的陰極連接在一起構(gòu)成公共陰極?？紤]到LED顯示器的段電流為8mA左右，不能用8155的A口直接驅(qū)動(dòng)，因此要加1級(jí)電流驅(qū)動(dòng)。B組控制電路控制B口及C口的低４位。C口可分作兩個(gè)4位口使用。高8位地址由及IO/的地址控制線決定，因此在圖中的連接狀態(tài)下，可以確定各個(gè)端口的地址：RAM的地址范圍：FC00H~FCFFH命令/狀態(tài)口： FD00H； PA口： FD01H；PB口： FD02H； PC口： FD03H；定時(shí)器低8位： FD04H； 定時(shí)器高8位：FD05H8155在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中是16位地址數(shù)據(jù)，其高8位由片選線提供，而低8位地址為片內(nèi)地址。在控制端G有效時(shí)（G為低電平），由DIR端控制驅(qū)動(dòng)方向；DIR為“1”時(shí)方向從左到右（輸出允許），DIR為“0”時(shí)方向從右到左（輸入允許）。OE為輸出允許端。單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展的方法有并行擴(kuò)展法和串行擴(kuò)展法兩種。 PSEN（29腳）：片外程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)輸出端，低電平有效。如表26示。在訪問(wèn)片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，低8位地址和數(shù)據(jù)由P0口分時(shí)傳送，高8位地址由P2口傳送。在使用外部振蕩源時(shí)，此端用于輸入外部振蕩信號(hào)。 MCS51系列單片機(jī)引腳MCS—51系列單片機(jī)芯片均為40個(gè)引腳，HMOS工藝制造的芯片采用雙列直插方式封裝，其引腳示意及功能分類。PSW：程序狀態(tài)字寄存器，8位，用于指示指令執(zhí)行后的狀態(tài)信息，相當(dāng)于一般微處理器的標(biāo)志寄存器。各部分的功能簡(jiǎn)述如下。單片機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，特別適合用于智能控制系統(tǒng)。圖2—5 K型熱電偶的放大電路和元件圖2－5是K型熱電偶的放大電路和元件。采用單片機(jī)測(cè)量放大器芯片顯然具有性能優(yōu)異、體積小、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。測(cè)量放大器的特點(diǎn)運(yùn)算放大器對(duì)微弱信號(hào)的放大，僅適用于信號(hào)回路不受干擾的情況，然而，傳感器的工作環(huán)境往往比較惡劣；兩個(gè)輸出端上經(jīng)常產(chǎn)生較大的干擾信號(hào)，有時(shí)是完全相同的，完全相同的干擾信號(hào)稱為共模干擾，雖然運(yùn)算放大器對(duì)直接輸入到差動(dòng)端的共模信號(hào)有較強(qiáng)的抑止能力，但對(duì)簡(jiǎn)單的反相輸入或同相輸入接法，由于電路結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱，抵御共模干擾的能力很差，故不能用在精密測(cè)量場(chǎng)合，因此，需要引入另一種形式的放大器，即測(cè)量放大器，又稱儀用放大器、數(shù)據(jù)放大器，他廣泛用于傳感器的信號(hào)放大，特別是微弱信號(hào)及具有較大共模干擾的場(chǎng)合。日本工業(yè)界根據(jù)熱電偶電極線徑和對(duì)應(yīng)的溫度范圍將熱電偶分為7類，即K、E、J、T、B、R、S幾種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。圖2—1 溫度數(shù)字檢測(cè)的一般結(jié)構(gòu)溫度傳感器將各測(cè)溫點(diǎn)的溫度變換為模擬電壓，其值一般為mV級(jí)，需要放大為滿足模/數(shù)轉(zhuǎn)換要求的電壓值。這時(shí)，微機(jī)不僅要檢測(cè)爐溫，還要對(duì)加熱爐進(jìn)行升（降）溫控制。然而所采用的測(cè)溫元件和測(cè)量方法也不相同；產(chǎn)品的工藝不同，控制溫度的精度也不相同。加熱爐按爐溫分布，爐膛沿長(zhǎng)度方向可分為預(yù)熱段、加熱段和均熱段。單片機(jī)具有集成度高，通用性好，功能強(qiáng)，特別是體積小，重量輕，耗能低，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)和使用方便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)字、智能化方面有廣泛的用途。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。衢州學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題　　目： 《基于AT89S52的熱處理控制器》的設(shè)計(jì) 電氣與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本系統(tǒng)使用AT89S52單片機(jī)，使溫度控制大為簡(jiǎn)便。單片機(jī)的溫度控制是數(shù)字控制系統(tǒng)的一個(gè)應(yīng)用。因此對(duì)數(shù)據(jù)采集的精度和采用的控制方法也不相同。 （2）恒溫段（亦稱保溫段）。微機(jī)通過(guò)控制多路開(kāi)關(guān)選擇某一路電壓送到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，得到表示溫度的電壓數(shù)字量，再用軟件進(jìn)行標(biāo)度變換與誤差補(bǔ)償，得到測(cè)溫點(diǎn)的實(shí)際溫度值。測(cè)溫范圍一般由熱電偶的線徑?jīng)Q定，線徑越粗所能測(cè)量的溫度越高。測(cè)量放大器除了對(duì)低電平信號(hào)進(jìn)行線性放大外，還擔(dān)負(fù)著阻抗匹配和抗共模干擾的任務(wù)，他具有高共模抑止比、高速度、高精度、寬頻帶、高穩(wěn)定性、高輸入阻抗、低輸出阻抗、低噪聲等特點(diǎn)。下面介紹兩種單片機(jī)測(cè)量放大器。AD521測(cè)量放大器?；诮?jīng)濟(jì)上的的考慮，以及本次設(shè)計(jì)的加熱爐的精度要求，選用AT89S52單片機(jī)作為中央處理器。① 中央處理單元（CPU）CPU是單片機(jī)的核心，是計(jì)算機(jī)的控制和指揮中心，由運(yùn)算器和控制器等部件組成。PSW中各位狀態(tài)供程序查詢和判別用。下面按引腳功能分為4部分?jǐn)⑹龈饕_的功能。XTAL2也是內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。在無(wú)片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中，這4個(gè)口的每一位均可作為雙向的I/O口使用。4．MCS51控制線RST/Vpd（9腳）：RST即為RESET，Vpd為備用電源。在從外部程序存儲(chǔ)器讀取指令或常數(shù)期間，每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)該信號(hào)有效兩次，并通過(guò)數(shù)據(jù)總線P0口讀回指令或常數(shù)。并行擴(kuò)展法是利用單片機(jī)的三種線（AB、DB、CB）進(jìn)行的系統(tǒng)擴(kuò)展；串行擴(kuò)展法是利用SPI三線總線或I2C雙總線的串行系統(tǒng)擴(kuò)展。當(dāng)OE＝0時(shí),三態(tài)門(mén)打開(kāi)。P2口如外接總線驅(qū)動(dòng)器,它的兩個(gè)控制端1G和2G均接地，相當(dāng)于8個(gè)三態(tài)門(mén)均打開(kāi)，數(shù)據(jù)從P2口到A8~A15端直通，也就是說(shuō)。當(dāng)IOM/=0時(shí)，單片機(jī)對(duì)8155內(nèi)RAM讀/寫(xiě)，RAM低8位編址為00~FFH；當(dāng)IO/M=1時(shí)，單片機(jī)對(duì)8155中的I/O口進(jìn)行讀/寫(xiě)。它除了作為輸入/輸出口外，還可以作為A口、B口選通方式工作時(shí)的狀態(tài)控制信號(hào)。（4）數(shù)據(jù)總線緩沖器這是一個(gè)雙向三態(tài)的８位緩沖器，用于與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線直接相連，以實(shí)現(xiàn)CPU和8255A間傳送信息。電流驅(qū)動(dòng)即可以用反相的，也可以用相同的。使用時(shí)公共陰極接地，陽(yáng)極端輸入高電平的段發(fā)光一幾極管導(dǎo)通電亮，輸入低電平的則不亮。具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。A/D轉(zhuǎn)換是把從熱電偶接收到的溫度模擬量轉(zhuǎn)換成溫度數(shù)字量輸送到單片機(jī)里，以便可以用單片機(jī)進(jìn)行控制。所以，系統(tǒng)的復(fù)位電路必須準(zhǔn)確、可靠地工作。，例如把 ALE和PSEN信號(hào)變?yōu)闊o(wú)效狀態(tài)，即ALE=0,PSEN=1。這特別適合于應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)干擾大、電壓波動(dòng)大的工作環(huán)境，并且，當(dāng)系統(tǒng)有多個(gè)復(fù)位端時(shí)，能保證可靠地同步復(fù)位，如圖3—10(c)所示。振蕩電路產(chǎn)生的振蕩脈沖，并不是時(shí)鐘脈沖。振蕩電路產(chǎn)生的振蕩脈沖并不是時(shí)鐘信號(hào)，而是經(jīng)過(guò)二分頻后才作為系統(tǒng)達(dá)到時(shí)鐘信號(hào)。2)根據(jù)工藝對(duì)象，選擇合適的流量特性。隔膜閥更適用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的控制。拋物線特性介于直線和等百之間，一般用等百特性來(lái)代替。5V177。(3)快的響應(yīng)時(shí)間(電流型控制可對(duì)負(fù)載變化迅速響應(yīng))。一般應(yīng)用時(shí),T的最大導(dǎo)通時(shí)間的占空,并且變壓器的儲(chǔ)能在開(kāi)關(guān)周期內(nèi)完全釋放,以減小輸出尖峰。穩(wěn)壓控制方式采用初級(jí)控制方式與輸出光電隔離反饋方式結(jié)合,使系統(tǒng)既有良好的響應(yīng)速度,又有高的穩(wěn)壓精度。20mV,0～3A,12V177。、直流型固態(tài)繼電器固態(tài)繼電器（SSR）是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型電子繼電器，其輸入控制電流小，用TTL，HTL，COMS等集成電路或加簡(jiǎn)單的輔助電路就可直接驅(qū)動(dòng)。采用單片微機(jī)作為控制器的自動(dòng)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)化框圖如圖3—1所示。如果采用增量算法，則公式中不出現(xiàn)u0項(xiàng)，易于實(shí)現(xiàn)托運(yùn)到自動(dòng)的無(wú)沖擊切換。在不同干擾下，系統(tǒng)輸出應(yīng)能保持在給定值，控制變量不宜過(guò)大，系統(tǒng)保持平穩(wěn)。在湊試時(shí)，可參考以上參數(shù)對(duì)控制過(guò)程的影響趨勢(shì)，對(duì)參數(shù)實(shí)行先比例、后積分、再微分的整定步驟。在整定時(shí)，先置微分常數(shù)Td，同時(shí)相應(yīng)地改變Kk和Ti,逐步湊試，以獲得滿意的調(diào)節(jié)效果和參數(shù)。這時(shí)的比例系數(shù)記為KR， 臨界震蕩的周期記為tr 。從物理意義上講采樣周期取決于被控參數(shù)的變化率和過(guò)程對(duì)控制量的響應(yīng)，從理論上講采樣周期越短越好，這樣離散系統(tǒng)系統(tǒng)就會(huì)更加接近于連續(xù)系統(tǒng)，但在系統(tǒng)建模和控制中，若采樣周期過(guò)短，會(huì)將高頻噪聲作有用信號(hào)計(jì)入，導(dǎo)致模型發(fā)生不必要的升階。報(bào)警裝置是當(dāng)溫度過(guò)大地超了給定的溫度時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。而且在設(shè)計(jì)中讓我發(fā)現(xiàn)了很多知識(shí)盲點(diǎn)，和自己本身的一些不良習(xí)慣，讓我在以后的工作不至于因?yàn)檫@些問(wèn)題而吃虧。我學(xué)到的不僅是科學(xué)知識(shí)和工作方法，更學(xué)到了作為一個(gè)研究人員應(yīng)有的治學(xué)態(tài)度以及為人處世的道理，這一切都將使我終身受益。我要感謝老師細(xì)心和耐心的指導(dǎo)，他帶領(lǐng)我對(duì)課題的詳細(xì)分析和講解使我受益匪淺，老師給予我很多的指導(dǎo)并提出了許多的寶貴意見(jiàn)，對(duì)我的一些看法以及錯(cuò)誤的觀點(diǎn)予以及時(shí)糾正。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們遇到了許許多多的問(wèn)題，但是通過(guò)指導(dǎo)老師的和相關(guān)專業(yè)老師的無(wú)私幫助和指導(dǎo)，加上自己的努力，問(wèn)題也一一解決，在次我對(duì)幫助我的老師表示衷心的感謝。溫度傳感器是檢測(cè)溫度的變化，再通過(guò)ADC0809轉(zhuǎn)換器把溫度模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)量，然后傳給AT89S52單片機(jī)。、采樣周期的選擇數(shù)字PID調(diào)節(jié)器還有一個(gè)十分重要的參數(shù)，就是采樣周期。例如簡(jiǎn)化擴(kuò)充臨界比例法，首先將調(diào)節(jié)器選為純比例調(diào)節(jié)器，形成閉環(huán)。在此過(guò)程中，可根據(jù)響應(yīng)曲線的好壞反復(fù)改變比例系數(shù)和積分常數(shù)，直至得到滿意的效果和相應(yīng)的參數(shù)。增大Ti有利于減小超調(diào)，使系統(tǒng)穩(wěn)定，系統(tǒng)靜差的消除將減慢。選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù)，必須根據(jù)工程問(wèn)題的具體要求來(lái)考慮。而增量式PID只需計(jì)算增量，計(jì)算誤差或精度不足時(shí)對(duì)控制量的計(jì)算方法影響較小。本次設(shè)計(jì)選用直流型固態(tài)繼電器（AC—SSR）。電源效率:≥60%。 三、電源性能單片機(jī)開(kāi)關(guān)電源電路指標(biāo)如下: 輸入:AC150～:DC177。DIP8封裝。開(kāi)關(guān)晶體管選用功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管,(用于5V輸出)和快恢復(fù)二極管?？刂品绞竭x擇他激式的電流型控制方式,它具有如下優(yōu)點(diǎn):(1)逐周電流控制(大大簡(jiǎn)化了過(guò)載和短路保護(hù)電路)。20%。 調(diào)節(jié)閥的流量特性　　調(diào)節(jié)閥的流量特性是指介質(zhì)流過(guò)閥的相對(duì)流量Q與閥芯相對(duì)行程己(閥門(mén)的相對(duì)開(kāi)度)之間的函數(shù)關(guān)系：　　Q=f(L)　　當(dāng)調(diào)節(jié)閥兩端壓差△P保持不變時(shí)，閥的流量特性稱為固有流量特性。高壓閥適合于高靜壓和高壓差的介質(zhì)測(cè)量，但在高壓差情況下，流體對(duì)材料沖刷和氣蝕嚴(yán)重，一般要考慮閥芯和閥座的材質(zhì)，以提高其使用壽命。保位閥的選擇是根據(jù)工藝狀況，當(dāng)氣源切斷時(shí)，閥位要求保持在一定的位置上，但這種情況不多見(jiàn)。如圖2—11所示圖2—11 引腳接晶體震蕩器和微調(diào)電容我們可以用示波器測(cè)出XTAL2上的波形。而時(shí)序所研究的則是