【正文】 電流限制和階段推進(jìn)能夠完成為 BLM 控制。這種單片機(jī)有幾個特點:16,384 字節(jié)編程只讀存儲器,512 字節(jié)的 RAM,連續(xù)型 12 位 6通道 PWM 單元、串行通訊裝置(SCI),一個 2 通道 16 位定時器,一個 4 通道 16 位定時器,一個 4 通道 16 位定時器，一個四通道輸入和一個 8 位 10 通道 A / D 轉(zhuǎn)換器。這兩個單片機(jī)類型和使用是普林斯頓結(jié)構(gòu)。在一定的條件下,可以進(jìn)一步降低到低于 1μA。這個 PIC12C671 的 A / D 轉(zhuǎn)換器是一個 8 位單元,可以分辨 256 分之 1 或 輸出 5v 的最大的 A / D 轉(zhuǎn)換速度是 （Vref= 3V)。這些小數(shù)量的針腳例如外部時鐘等特殊功能。外部的脈沖,電容器的范圍可以從 至 2μF。這種方法需要一個參考標(biāo)準(zhǔn),是由一個已知的來源,例如單片機(jī)的電源電壓值,然后比較,對未知的價值。有六支大電流(I / O)線范圍為 15 到 5 毫安。8 位尋址模式提供了靈活的存取數(shù)據(jù)來執(zhí)行一條指令。單片機(jī)的外部線條,然而,還必須能夠在一個電子嘈雜的環(huán)境,這是 MPU 完全不同的環(huán)境 (微單元 )。新的為電機(jī)控制單片機(jī)每隔幾個月被介紹。這一項觀念與個人計算機(jī)的即插即用理念類似。還有很重要的一點是,單片機(jī)的振蕩器的操作的直接影響單片機(jī)的操作速度。 時鐘和總線控制結(jié)構(gòu)一個單片機(jī)需要一個時鐘震蕩起來觸發(fā)單片機(jī)的邏輯單元。輸入和輸出口通常是一組的八口的線路。當(dāng)面臨一些程序修正時無論是閃存還是 EEPROM 型都不需要額外的大量的費(fèi)用。OPT 方法允許最小數(shù)量的產(chǎn)品的生產(chǎn)可能，例如，例如只生產(chǎn)一天，減少程序修正的費(fèi)用。一個指令的執(zhí)行時間并不是取決于單片機(jī)的性能。設(shè)計一個中央處理器有許多不同的方法，但是從本質(zhì)上來說，一個典型的中央處理器將會包括一個算術(shù)邏輯單元（ALC）和若干個寄存器用來存取程序指令，數(shù)據(jù)和計算結(jié)果。有一些改進(jìn)的單片機(jī)版本用一個外部存儲器來存儲程序和數(shù)據(jù)(例如來自德州儀器公司的 TMS320C240 單片機(jī))。在討論電機(jī)專用單片機(jī)之前，復(fù)習(xí)一下不同種類的單片機(jī)原理是非常有用的。這項工作可以通過搜索那些包括控制申請指令的程序庫來加快編譯速度。單片機(jī)的類型主要取決于它的建筑學(xué)，外圍設(shè)備，和特殊的功能。其主要用途是當(dāng)被控制量與系統(tǒng)設(shè)定值偏差較大時,能取消積分作用,避免由于積分作用使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降,超調(diào)量增加。如圖 42。在普通 PID 控制中引入積分環(huán)節(jié)的目的,主要是為了消除系統(tǒng)的靜態(tài)誤差,提高控制精度。此外，當(dāng)計算機(jī)發(fā)生故障時，由于輸出通道或執(zhí)行裝置具有信號的鎖存作用，故仍能保持原值。數(shù)字 PID 控制技術(shù)是一種工業(yè)控制中通用的一種控制技術(shù)，但是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，往往出現(xiàn)在某種情況下設(shè)計好的控制參數(shù)，在另一種情況下又不滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求了，而常規(guī)的數(shù)字 PID 控制不具有在線整定參數(shù) Kp（比例系數(shù)） 、Ki（積分系數(shù)） 、Kd（微分系數(shù)）的功能，使得其不能滿足系統(tǒng)在不同偏差絕對值 H 及偏差變化率絕對值時，對 PID 參數(shù)的不同要求，從而影響了控制品質(zhì)的進(jìn)一步提高。在控制理論和技術(shù)飛速發(fā)展的今天，在工業(yè)控制中 95%以上的控制回路都具有 PID結(jié)構(gòu)，而且許多高級控制都是以 PID 控制為基礎(chǔ)的。C 為較大的電解電容，用來進(jìn)一步減小輸出脈動和低頻干擾。在這里我們軟件與硬件結(jié)合自主設(shè)計一種功率調(diào)解電路，如圖27。設(shè)采取(控制)周期為T，在 T 周期內(nèi)工頻交流電的半周波數(shù)為N ， 如全導(dǎo)通時額定加熱功率為PH ， 則實際的平均加熱功率 與T 周期內(nèi)實際導(dǎo)通的半周波P數(shù)n成正比 [8]，即 (23)/HPnN? 調(diào)功電路設(shè)計目前,采用可控硅進(jìn)行功率調(diào)節(jié)的觸發(fā)方式有兩種:過零觸發(fā)、移相觸發(fā)。 聲光報警和報警處理聲光報警主要作用就是為了給用戶以提示作用，在系統(tǒng)沒有工作在要求下，起到報警作用，當(dāng)紅色燈亮表示恒溫箱溫度超過 850 攝氏度，此時單片機(jī)發(fā)出指令驅(qū)動風(fēng)扇進(jìn)行散熱，一直到溫度恢復(fù)正常為止，當(dāng)綠燈亮表示恒溫箱溫度低于 800 攝氏度，這時將功率調(diào)節(jié)到最大，進(jìn)行加熱。3）在燒寫 EPROM：ALE 作為燒寫時鐘的輸入端。3. P2 口有兩個功能：遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）111）外部擴(kuò)充存儲器時，當(dāng)作地址總線（A8～A15）使用。近十年來在工業(yè)測控領(lǐng)域，國內(nèi)運(yùn)用最多的恐怕是 Atmel 公司的 AT89 系列，它的標(biāo)準(zhǔn)型產(chǎn)品不僅在指令上，而且在管腳上都兼容Intel 公司的 MCS51 系列的第一代 CPU8031，并在片內(nèi)存儲器、振蕩電路、功耗、軟件加密以及內(nèi)置看門狗等技術(shù)水平上均有很大程度的提高，使國內(nèi)的智能儀表行業(yè)的設(shè)計與開發(fā)者越來越感到使用和設(shè)計上的方便 [7]。由于 ADC0809 片內(nèi)無時鐘，可以利用 89S51 提供的地址鎖存允許信號 ALE 經(jīng) D 觸發(fā)器二分頻后獲得，ALE 腳的頻率是 89S51 單片機(jī)時鐘頻率的 1/6。185。196。210。214。203。A/D200。203。上面大致介紹了下 A/D 轉(zhuǎn)換器的種類，由于本系統(tǒng)是溫控系統(tǒng)， CPU 采用AT89S51，要求有較高的精度，而且考慮到成本，我們選用模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 ADC0809，下面對 ADC0809 大致介紹下。測量放大器的輸入阻抗高，易與各種信號源匹配，并且輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流及輸入偏置電流小，溫漂也較小，因而其穩(wěn)定性好。如表21 為K型熱電偶分度表，參考溫度是0℃。熱電阻傳感器可分為金屬熱電阻式和半導(dǎo)體熱電阻式兩大類，前者簡稱熱電阻，后者簡稱熱敏電阻。在溫度到達(dá)設(shè)定的目標(biāo)溫度后，其溫度下降大的時候，單片機(jī)通過采樣回的溫度與設(shè)置的目標(biāo)溫度比較，作出相應(yīng)的控制，可以相應(yīng)減小控制可控硅的觸發(fā)角度，增大加熱功率，已保證恒溫箱溫度在 800℃850℃。即改變恒溫箱的平均輸入功率，以此來達(dá)到控溫目的 [2]。第三章：本章是控制算法研究部分。本課題設(shè)計一個高溫恒溫箱，采用數(shù)字 PID 算法對采集進(jìn)來的信號進(jìn)行處理，在調(diào)節(jié)功率部分，特色采用零點檢測技術(shù)，運(yùn)用可控硅調(diào)節(jié)功率，這樣可以做到實時調(diào)功，安全穩(wěn)定，而且工作效率比較高，節(jié)電環(huán)保。第二章：本章是設(shè)計的重要部分，即硬件設(shè)計。然后對此數(shù)字量經(jīng)數(shù)字進(jìn)行濾波，通過 LED 顯示溫度。其主要用途是當(dāng)被控制量與系統(tǒng)設(shè)定值偏差較大時,能取消積分作用,避免由于積分作用使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降,超調(diào)量增加。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）52 系統(tǒng)硬件設(shè)計 溫度檢測為了實現(xiàn)對恒溫箱進(jìn)行溫度采集處理，我們設(shè)計此部分，溫度檢測調(diào)制主要任務(wù)是選擇符合課題要求的傳感器，這里選用了 K 型熱電偶，并且運(yùn)用 AD590 進(jìn)行了冷端溫度補(bǔ)償，為了與 A/D 轉(zhuǎn)換器電壓匹配，對熱電偶輸出信號進(jìn)行放大處理。 非接觸式溫度傳感器主要是被測物體通過熱輻射能量來反映物體溫度的高低，這種孫作斌：基于數(shù)字 PID 的溫度自動控制系統(tǒng)設(shè)計6測溫方法可避免與高溫被測體接觸，測溫不破壞溫度場，測溫范圍寬，精度高，反應(yīng)速度快，既可測近距離小目標(biāo)的溫度，又可測遠(yuǎn)距離大面積目標(biāo)的溫度。利用公式（21）可方便地求出任意時刻的冷端溫度θ 0， 經(jīng)過處理之后就可得到該溫度的補(bǔ)償電勢。因此這種轉(zhuǎn)換器主要用于速度要求不高的場合。通過適當(dāng)?shù)耐饨与娐罚蓪?0 到 5V 的模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換 [6]。187。228。247。230。203。191。圖 23 A/D 轉(zhuǎn)換電路Figure 23 A/D circuit本 A／D 轉(zhuǎn)換電路采用常用的 8 位 8 通道數(shù)模轉(zhuǎn)換專用芯片 ADC0809，熱電偶傳感器的輸出端接到 ADC0809 的 IN0。 CPU 選擇用微型計算機(jī)滲透到測試領(lǐng)域并得到充分發(fā)揮，是現(xiàn)代測試技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，也是目前作為智能儀表的設(shè)計的一般方法，目前市場上的單片機(jī)從數(shù)據(jù)總線寬度上來分IN026 msb21 2122 20IN127 23 1924 18IN228 25 826 15IN31 27 14lsb28 17IN42 EOC 7IN53 ADDA 25IN64 ADDB 24ADDC 23IN75 ALE 22ref()16 ENABLE 9START 6ref(+)12 CLOCK 10IC7ADC0809D03 Q0 2D14 Q1 5D27 Q2 6D38 Q3 9D413 Q4 12D514 Q5 15D617 Q6 16D718 Q7 19OE1 LE11IC474LS373EOCCLOCK5VXTAL218INT0/ INT1/EA/VPP 31Vss20RST/Vpd9T1/XTAL119RXD/TO/ 22 27 25 26 28 34 37 38ALE/PROG 30Vcc 40WR/ RD/PSEN 29 39TXD/ 21IC3AT89S51DQRXDTXDXTAL1RST231IC5A74LS02231IC6A74LS025V5Vabcdefgagbfce dd ecfbgahhINT0hA0A1A2孫作斌：基于數(shù)字 PID 的溫度自動控制系統(tǒng)設(shè)計10主要有 8 位機(jī)、16 位機(jī)、32 位機(jī)，其中的 32 位單片機(jī)近年來在信號分析與處理、語音處理、數(shù)字圖象處理等數(shù)字信號處理運(yùn)用領(lǐng)域得到廣泛的運(yùn)用，但在工業(yè)測控現(xiàn)場，占主導(dǎo)地位的還是 8 位機(jī)和 16 位機(jī)，對本課題涉及的一定精度溫度的測量，運(yùn)用單片機(jī)的主要目的是構(gòu)成一個具有一定判斷、運(yùn)算能力以及具有存儲、顯示等功能的系統(tǒng)，它所處理的信息量和復(fù)雜程度由于是溫度因而用 8 位機(jī)已經(jīng)足夠了。2）外部擴(kuò)充存儲器時，當(dāng)作地址總線（A0～A7） 。6．RESET：此腳為高電平時（約兩個機(jī)器周期） ，可將 CPU 復(fù)位。9．EA/VPP1）接高電平時：CPU 讀取內(nèi)部程序存儲器（ROM） ；外部擴(kuò)充 ROM：當(dāng)讀取內(nèi)部程序存儲器超過 0FFFH 時，自動讀取外部 ROM。0Q7溫度顯示電路如圖 26 所示。為此，人們研究了各種避免電壓瞬時大幅度下降和抑制高次諧波的方法，過零觸發(fā)方式很好地解決了此類問題，它可把可控硅導(dǎo)通的起始點限制在電源電壓過零點，從而大大降低了諧波分量。但經(jīng)整流濾波后的直流電源仍不穩(wěn)定會隨著電網(wǎng)電壓或負(fù)載大小而變化，故再加穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，得到一個波紋小，不隨電網(wǎng)電壓和負(fù)載變化的穩(wěn)定的直流電源。測量關(guān)心的是變量，并與期望值相比較，以此誤差來糾正和調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的響應(yīng)。（3） 具有魯棒效應(yīng) [10]。d遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）19這種算法的缺點是，由于采用了全量輸出，所以每次輸出均與過去的狀態(tài)相關(guān)，計算時要對 e(k)量進(jìn)行累加，計算機(jī)運(yùn)算工作量大，而且，因為計算機(jī)輸出的控制量 u(k)對應(yīng)的是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實際位置，如計算機(jī)出現(xiàn)故障，u(k)可能會出現(xiàn)大幅度的變化，會引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的大幅度變化，這種情況往往是生產(chǎn)實踐中不允許的，在某些場合，還可能造成重大的生產(chǎn)事故，因而產(chǎn)生了增量式 PID 控制的控制算法。 積分分離 PID 算法在恒溫箱溫度控制系統(tǒng)中對系統(tǒng)分析可將其近似認(rèn)為是一帶有純滯后的一階慣性環(huán)孫作斌：基于數(shù)字 PID 的溫度自動控制系統(tǒng)設(shè)計20節(jié),對其控制采用的是 PID 控制。主程序流程圖，如圖 41。系統(tǒng)在硬件電路中的溫度檢測電路中，采用廉價的導(dǎo)線來延伸中間距離來彌補(bǔ)熱電偶自身的長度缺陷。對于馬達(dá)控制設(shè)計單片機(jī)的優(yōu)點是單片機(jī)的程序（軟件）是可以改變或改進(jìn)的通過改變一些數(shù)據(jù)文件中的文本。在一些例證中，可以看出單片機(jī)基礎(chǔ)應(yīng)用的成功主要是因為發(fā)展工具的性能而不是它本身。1 關(guān)于電機(jī)控制的單片機(jī)類型單片機(jī)對于控制應(yīng)用的許多類型來說是理想的設(shè)備，其中包括電機(jī)系統(tǒng)。這種方法是程序代碼和數(shù)據(jù)共用一個數(shù)據(jù)總線和地址空間，減少存儲空間但是處理速度變慢，因為程序編碼和數(shù)據(jù)不能同時被讀取。這些基本理論中的每一個都在單片機(jī)的操作中扮演重要的角色。精簡指令系統(tǒng)計算機(jī)類型的單片機(jī)通常執(zhí)行它們的指令在一個時鐘周期內(nèi)。通常它的程序指令和數(shù)據(jù)被存儲在只讀存儲器中（ROM）或者是一次性的存儲器中（OTP） 。對于 EEPROM 的一個設(shè)計變化是一種閃光內(nèi)存。這可以通過使用 EEPROM 型的裝置或由單片機(jī)在停止模式與一個獨(dú)立的電源連接使 RAM 繼孫作斌：基于數(shù)字 PID 的溫度自動控制系統(tǒng)設(shè)計30續(xù)工作。一些更流行的元件包括各式各樣的定時器、通訊、模擬數(shù)字的變換器,鎖相環(huán),數(shù)模轉(zhuǎn)換器,大電流輸出和特殊顯示驅(qū)動程序。)使用 6MHz 水晶頻率被分為兩部分,導(dǎo)致 3MHz 內(nèi)部總線的時鐘頻率或 333 ns 周期時間?，F(xiàn)在一些單片機(jī)的總線可以調(diào)制。第二組的電機(jī)控制要求功能含有特單片機(jī) 8 位電機(jī)控制結(jié)構(gòu),如脈寬調(diào)制信號輸出 A / D 轉(zhuǎn)換、定時器輸入信號。面臨的挑戰(zhàn)是減少單片機(jī)的生產(chǎn)成本,同時增加了單片機(jī)性能。68HC705JJ7 型號的 8 位單片機(jī),如圖 ,利用 CISCtype HC05 基礎(chǔ)架構(gòu)的核心。單片機(jī)也有一個特殊的 64 位只讀存儲器。這個 A / D 轉(zhuǎn)換器是基于內(nèi)部比較器和一個電流充放電功能,如圖 。這是因為一個 16 位的決議是 65,536 個中的一個,換句話說, 模擬信號,在理論上,可以解決 。中央處理器擁有獨(dú)立總線