【正文】 在這段時間里，老師言傳身教，以他廣博的知識，敏銳的洞察力，多年的教學(xué)和實際經(jīng)驗，給予我畢業(yè)設(shè)計上很大的幫助，為我以后走上工作崗位奠定了堅實的基礎(chǔ)。通過畢業(yè)設(shè)計，讓理論聯(lián)系到實際的工業(yè)生產(chǎn)過程，使我們對所學(xué)的知識得到更深刻的認識，有了更深刻的見解。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)計運行首先必須考慮的問題，它對系統(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)對階躍輸出的 響應(yīng)達到臨界振蕩狀態(tài)（穩(wěn)定邊緣）。若使用比例積分器，能消除靜差，但動態(tài)過程經(jīng)反復(fù)調(diào)整仍達不到要求，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，但對于擾信號的抑制能力減弱。在實時過程控制中，要求被控過程是穩(wěn)定的，對給定量的變化能迅速地跟蹤，超調(diào)量小。（2）控制從手動切換到自動時，位置算法必須首選將計算機的輸出值定為原始閥門開度u0，都能保證無沖擊切換。第三章 數(shù)字PID調(diào)節(jié)器 數(shù)字PID控制算法隨著計算機在控制領(lǐng)域的廣泛運用，特別是面向控制的單片微機的運用，PID控制多由計算機軟件來實現(xiàn)，由于計算機的控制是一種采樣控制，他只能根據(jù)采樣的偏差值來計算控制量，因此在計算機控制系統(tǒng)中，要想在計算機上實現(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T處于導(dǎo)通狀態(tài)時,由于D反偏,變壓器不向次級傳輸電能,變壓器初級電流為激磁電流,即 Ip=Et/Lp (1)　 　當t=ton時,變壓器中的儲能為：W=12Lpi2PM (2)　　而T關(guān)斷期間,變壓器中的貯能通過D向負載釋放。 (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(對數(shù))、拋物線和快開等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方面進行考慮：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。、時鐘電路在介紹單片機引腳時，我們已經(jīng)敘述過有關(guān)振蕩器的概念。（3）系統(tǒng)復(fù)位在實際應(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復(fù)位端和外圍電路復(fù)位端。，還對一些特殊功能寄存器（專用寄存器）有影響。圖2—9 報警電路在單片機應(yīng)用系統(tǒng)工作時，除了進入系統(tǒng)正常的初始化之外，當由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需要按復(fù)位鍵以重新啟動。當OE 輸入高電平時， 輸出三態(tài)門打開， 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，因此要加1級電流驅(qū)動。B組控制電路控制B口及C口的低４位。C口可分作兩個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；定時器低8位： FD04H； 定時器高8位：FD05H8155在單片機應(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（G為低電平），由DIR端控制驅(qū)動方向；DIR為“1”時方向從左到右（輸出允許），DIR為“0”時方向從右到左（輸入允許）。OE為輸出允許端。單片機系統(tǒng)擴展的方法有并行擴展法和串行擴展法兩種。 PSEN（29腳）：片外程序存儲器選通信號輸出端，低電平有效。如表26示。在訪問片外擴展存儲器時，低8位地址和數(shù)據(jù)由P0口分時傳送，高8位地址由P2口傳送。在使用外部振蕩源時，此端用于輸入外部振蕩信號。 MCS51系列單片機引腳MCS—51系列單片機芯片均為40個引腳，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，相當于一般微處理器的標志寄存器。各部分的功能簡述如下。單片機是微型計算機的一個重要分支，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。采用單片機測量放大器芯片顯然具有性能優(yōu)異、體積小、電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點。測量放大器的特點運算放大器對微弱信號的放大，僅適用于信號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；兩個輸出端上經(jīng)常產(chǎn)生較大的干擾信號，有時是完全相同的，完全相同的干擾信號稱為共模干擾，雖然運算放大器對直接輸入到差動端的共模信號有較強的抑止能力，但對簡單的反相輸入或同相輸入接法，由于電路結(jié)構(gòu)的不對稱，抵御共模干擾的能力很差，故不能用在精密測量場合，因此，需要引入另一種形式的放大器，即測量放大器，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放大，特別是微弱信號及具有較大共模干擾的場合。日本工業(yè)界根據(jù)熱電偶電極線徑和對應(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)標準。圖2—1 溫度數(shù)字檢測的一般結(jié)構(gòu)溫度傳感器將各測溫點的溫度變換為模擬電壓，其值一般為mV級，需要放大為滿足模/數(shù)轉(zhuǎn)換要求的電壓值。這時，微機不僅要檢測爐溫，還要對加熱爐進行升（降）溫控制。然而所采用的測溫元件和測量方法也不相同；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，爐膛沿長度方向可分為預(yù)熱段、加熱段和均熱段。單片機具有集成度高，通用性好，功能強，特別是體積小，重量輕，耗能低，可靠性高，抗干擾能力強和使用方便等獨特優(yōu)點，在數(shù)字、智能化方面有廣泛的用途。本人完全意識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（論文）題　　目： 《基于AT89S52的熱處理控制器》的設(shè)計 電氣與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進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)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(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，使溫度控制大為簡便。單片機的溫度控制是數(shù)字控制系統(tǒng)的一個應(yīng)用。因此對數(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）。微機通過控制多路開關(guān)選擇某一路電壓送到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，得到表示溫度的電壓數(shù)字量，再用軟件進行標度變換與誤差補償，得到測溫點的實際溫度值。測溫范圍一般由熱電偶的線徑?jīng)Q定，線徑越粗所能測量的溫度越高。測量放大器除了對低電平信號進行線性放大外，還擔(dān)負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。下面介紹兩種單片機測量放大器。AD521測量放大器?；诮?jīng)濟上的的考慮，以及本次設(shè)計的加熱爐的精度要求，選用AT89S52單片機作為中央處理器。① 中央處理單元（CPU）CPU是單片機的核心，是計算機的控制和指揮中心，由運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部分敘述各引腳的功能。XTAL2也是內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。在無片外擴展存儲器的系統(tǒng)中，這4個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。在從外部程序存儲器讀取指令或常數(shù)期間，每個機器周期內(nèi)該信號有效兩次，并通過數(shù)據(jù)總線P0口讀回指令或常數(shù)。并行擴展法是利用單片機的三種線（AB、DB、CB）進行的系統(tǒng)擴展；串行擴展法是利用SPI三線總線或I2C雙總線的串行系統(tǒng)擴展。當OE＝0時,三態(tài)門打開。P2口如外接總線驅(qū)動器,它的兩個控制端1G和2G均接地，相當于8個三態(tài)門均打開，數(shù)據(jù)從P2口到A8~A15端直通，也就是說。當IOM/=0時，單片機對8155內(nèi)RAM讀/寫，RAM低8位編址為00~FFH；當IO/M=1時，單片機對8155中的I/O口進行讀/寫。它除了作為輸入/輸出口外，還可以作為A口、B口選通方式工作時的狀態(tài)控制信號。（4）數(shù)據(jù)總線緩沖器這是一個雙向三態(tài)的８位緩沖器，用于與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線直接相連，以實現(xiàn)CPU和8255A間傳送信息。電流驅(qū)動即可以用反相的，也可以用相同的。使用時公共陰極接地，陽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)字量輸送到單片機里，以便可以用單片機進行控制。所以，系統(tǒng)的復(fù)位電路必須準確、可靠地工作。，例如把 ALE和PSEN信號變?yōu)闊o效狀態(tài)，即ALE=0,PSEN=1。這特別適合于應(yīng)用現(xiàn)場干擾大、電壓波動大的工作環(huán)境，并且，當系統(tǒng)有多個復(fù)位端時，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，并不是時鐘脈沖。振蕩電路產(chǎn)生的振蕩脈沖并不是時鐘信號，而是經(jīng)過二分頻后才作為系統(tǒng)達到時鐘信號。2)根據(jù)工藝對象，選擇合適的流量特性。隔膜閥更適用于強酸、強堿等強腐蝕性介質(zhì)的控制。拋物線特性介于直線和等百之間，一般用等百特性來代替。5V177。(3)快的響應(yīng)時間(電流型控制可對負載變化迅速響應(yīng))。一般應(yīng)用時,T的最大導(dǎo)通時間的占空,并且變壓器的儲能在開關(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）是近年來發(fā)展起來的一種新型電子繼電器，其輸入控制電流小，用TTL，HTL，COMS等集成電路或加簡單的輔助電路就可直接驅(qū)動。采用單片微機作為控制器的自動控制系統(tǒng)簡化框圖如圖3—1所示。如果采用增量算法，則公式中不出現(xiàn)u0項，易于實現(xiàn)托運到自動的無沖擊切換。在不同干擾下，系統(tǒng)輸出應(yīng)能保持在給定值，控制變量不宜過大，系統(tǒng)保持平穩(wěn)。在湊試時，可參考以上參數(shù)對控制過程的影響趨勢，對參數(shù)實行先比例、后積分、再微分的整定步驟。在整定時，先置微分常數(shù)Td，同時相應(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)的變化率和過程對控制量的響應(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，若采樣周期過短，會將高頻噪聲作有用信號計入，導(dǎo)致模型發(fā)生不必要的升階。報警裝置是當溫度過大地超了給定的溫度時，系統(tǒng)就會發(fā)出報警信號。而且在設(shè)計中讓我發(fā)現(xiàn)了很多知識盲點，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為這些問題而吃虧。我學(xué)到的不僅是科學(xué)知識和工作方法，更學(xué)到了作為一個研究人員應(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。我要感謝老師細心和耐心的指導(dǎo)，他帶領(lǐng)我對課題的詳細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，對我的一些看法以及錯誤的觀點予以及時糾正。在設(shè)計過程中，我們遇到了許許多多的問題，但是通過指導(dǎo)老師的和相關(guān)專業(yè)老師的無私幫助和指導(dǎo)，加上自己的努力，問題也一一解決，在次我對幫助我的老師表示衷心的感謝。溫度傳感器是檢測溫度的變化，再通過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。、采樣周期的選擇數(shù)字PID調(diào)節(jié)器還有一個十分重要的參數(shù)，就是采樣周期。例如簡化擴充臨界比例法，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)工程問題的具體要求來考慮。而增量式PID只需計算增量，計算誤差或精度不足時對控制量的計算方法影響較小。本次設(shè)計選用直流型固態(tài)繼電器（AC—SSR）。電源效率:≥60%。 三、電源性能單片機開關(guān)電源電路指標如下: 輸入:AC150～:DC177。DIP8封裝。開關(guān)晶體管選用功率場效應(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:(1)逐周電流控制(大大簡化了過載和短路保護電路)。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)流過閥的相對流量Q與閥芯相對行程己(閥門的相對開度)之間的函數(shù)關(guān)系：　　Q=f(L)　　當調(diào)節(jié)閥兩端壓差△P保持不變時，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)測量，但在高壓差情況下，流體對材料沖刷和氣蝕嚴重，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，當氣源切斷時，閥位要求保持在一定的位置上，但這種情況不多見。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出XTAL2上的波形。而時序所研究的則是