【正文】 程序 以下是總程序 COEFUR:EQU 40H 。這個(gè)時(shí)候除了本身的 20 知識(shí)外，最重要的就是擁有良好的團(tuán)隊(duì)精神。單片機(jī)有著它獨(dú)特的優(yōu)越性，功能強(qiáng)、可靠性高、運(yùn)用方便。大多數(shù)情況下只靠單片機(jī)自身的 I\O 口，不足以測(cè)控眾多的外部電路設(shè)備。 功能：把 R6R2R3 和 R7R4R5 的兩個(gè)三字節(jié)浮點(diǎn)數(shù)進(jìn)行相加或相減，結(jié)果存放到 R4R2R3 中。由于結(jié)果數(shù)不一定為規(guī)格化數(shù)，因此必須結(jié)束后進(jìn)行規(guī)格化操作。三字節(jié)的浮點(diǎn)數(shù)由三個(gè)字節(jié)組成， 字節(jié)的浮點(diǎn)數(shù)的取值范圍為－ 64～＋ 63，三字節(jié)浮點(diǎn)數(shù)的尾數(shù)用原碼表示 其中尾數(shù)為二個(gè)字節(jié)。 浮點(diǎn)數(shù)是指尾數(shù)固定，小數(shù)點(diǎn)的位置隨小數(shù)點(diǎn)的位置而浮動(dòng)。 （ 2）閉環(huán)系統(tǒng)對(duì)給定信號(hào)的跟蹤，要求采樣周期要小。解決的辦法是使克服誤差的作用的變化要有些 “超前 ”，即在誤差接近零時(shí)，克服誤差的作用就應(yīng)該是零。 微分 D 控制： 在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差訊號(hào)的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差（ Steadystate error）。 二 :增量式 PID 算法 當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的不是控制量的絕對(duì)值，而是控制量的增量（例如去驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)）時(shí)，需要用 PID的 “ 增量算法 ” 。由于 PID 控制器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)健、參數(shù)易于調(diào)整，是目前單片機(jī) 控制系統(tǒng)中應(yīng)用的最主要的控制算法。專家 PID 控制采用規(guī)則 PID 控制形式， 6 通過(guò)對(duì)系統(tǒng)誤差和系統(tǒng)輸出的識(shí)別，以了解被控對(duì)象過(guò)程動(dòng)態(tài)特性的變化，在線調(diào)整 PID三個(gè)參數(shù)，直到過(guò)程的響應(yīng)曲線為某種最佳響應(yīng)曲線。這些算法包括模擬化算法、數(shù)字PID 算法、純滯后補(bǔ)償控制算法、自校正控制算法以及模糊控制算法，而在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，應(yīng)用最多的是 PID 算法，在本課題的設(shè)計(jì)中，正是采用了這種算法。其中令人關(guān)注的是對(duì)象復(fù)雜程度和已知程度。進(jìn)入計(jì)算機(jī)的連續(xù) 時(shí)間信號(hào) ,必須經(jīng)過(guò)采樣和整量化后，變 成數(shù)字量，方能進(jìn)入計(jì)算機(jī)的存貯器和寄存器，而在數(shù)字計(jì)算機(jī)中的計(jì)算和處理，不論是積分還是微分，只能用數(shù)值計(jì)算去逼近。 DAC0832DA 轉(zhuǎn)換是由輸入寄存器， DAC 寄 存器 DA 轉(zhuǎn)換器等組成的 CMOS 集成器件，其主要特點(diǎn)是內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)獨(dú)立的 8 位寄存器，因而具有雙緩沖功能，能將轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)寄存在 DAC 的寄存器中供 DA轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換的同時(shí)，又可接收新的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)裝入寄存器。用 與 WR RD組合作為 0809 的 START ALE 和 OE的信號(hào)，當(dāng)其為低電平時(shí)有效，這樣，在編程時(shí) 0809 4 的地址是 0BFFH，每執(zhí)行一條輸出指令，選通 IN0通道啟動(dòng)一次 AD轉(zhuǎn)換。 A\D 轉(zhuǎn)換器的分類： 積分型、逐次逼近型、并行比較型 /串并行型、 Σ Δ 調(diào)制型、電容陣列逐次比較型及壓頻變換型。系統(tǒng)采用模糊控制方式 ，不需調(diào)試即可進(jìn)入正常工作?？蓮V泛用于印刷、紡織、化工等行業(yè)，實(shí)現(xiàn)紙張、紡織品、塑料薄膜等卷狀物在卷繞過(guò)程中，保持張力恒定，從而大大減少人工干預(yù)， 并使產(chǎn)品質(zhì)量顯著提高。 單片機(jī) 張力控制系統(tǒng)要解決的主要問(wèn)題 (1)芯片的選取 (2)用 PID 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制 (3)數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換 (4)電壓、電流的相互轉(zhuǎn)換 本次課題內(nèi)容主要是設(shè)計(jì)一個(gè)由單片機(jī)控制的張力控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用傳感器輸入模擬量，通過(guò) D/A， A/D 轉(zhuǎn)換把傳感信號(hào)進(jìn)行處理， PID 過(guò)程由變成設(shè)定，輸出由模擬量控制的電壓，控制電機(jī)的運(yùn)行。 1 目錄 .............................................................................1 單片機(jī)控制發(fā)展歷史： .......................................................1 單片機(jī)張力控制系統(tǒng)要解決的主要問(wèn)題 ..........................................2 .............................................................................2 主要系統(tǒng)設(shè)置 ...............................................................3 A\D轉(zhuǎn)換 .............................................................3 D\A轉(zhuǎn)換 .............................................................4 PID控制 .............................................................4 系統(tǒng)控制方法 ........................................................5 PID控制 .............................................................5 PID參數(shù)的作用 .......................................................9 控制采樣 ...........................................................10 浮點(diǎn)數(shù)的概念及其運(yùn)算 ...............................................11 程序設(shè)計(jì)流程 ..............................................................11 PID程序設(shè)計(jì) ........................................................11 子程序設(shè)計(jì) .........................................................12 輔助電路： ................................................................17 電流變換電路 .......................................................17 電壓電路 ...........................................................18 觸發(fā)器分頻 .........................................................18 ......................................................................19 ........................................................................20 ........................................................................32 單片機(jī)控制發(fā)展歷史： 現(xiàn)代 單片機(jī)以其功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、造價(jià)低和開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)， 成 為自動(dòng)化和各個(gè)測(cè)控領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的器件，在工業(yè)生產(chǎn)中 是 必不可少的器件，尤其是在日常生活中發(fā)揮的作用也越來(lái)越大。 張力控制系統(tǒng)可以預(yù)設(shè)并精確控制張力，廣泛運(yùn)用在需要提供穩(wěn)定張力的電線電纜、光纖光纜、紡織、纖維、編織等機(jī)械中。 采用大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)，脈寬調(diào)制電壓輸出，全數(shù)字 3 式控制， PID 算法，控制精度高，力矩輸出無(wú)死區(qū)，用戶設(shè)置方便，自動(dòng)記憶存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。單片機(jī)張力控制不受設(shè)備機(jī)械條件限制，不受線速度變化影響。 而我 到的 AD0809 是最常用的 8 位 AD 轉(zhuǎn)換器，屬逐次逼近型 。采用查詢方式，把 EOC接 ,在啟動(dòng)轉(zhuǎn)換后，查詢 ，一旦出現(xiàn)高電平，則表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。 DAC 0832 本身是輸出電流型的，在 DAC0832 的 I0 I1 輸出端加接一個(gè)運(yùn)算放大器，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓輸出，在我的設(shè)計(jì)中需要的是 420MA 的電流輸出，為方便控制，在設(shè)計(jì)時(shí)，在加上一個(gè)運(yùn)算放大器的同時(shí)，再加上一個(gè) V\I 的芯片 XRT101，把最后送出的模擬信號(hào)變成符合要求的電流控制信號(hào)。 在數(shù)字計(jì)算機(jī)中， PID 控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)，也必須用數(shù)值逼近的方法。其次要考慮對(duì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。 PID 控制 傳統(tǒng)的 PID控制最主要的問(wèn)題是參數(shù)整定問(wèn)題，一旦整定計(jì)算好后，在整個(gè)控制過(guò)程中都 是固定不變的，而在實(shí)際系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)狀態(tài)和參數(shù)等發(fā)生變化時(shí)，過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)狀態(tài)和參數(shù)的不確定性，系統(tǒng)很難達(dá)到最佳的控制效果。它是一種基于啟發(fā)式規(guī)則推理的自適應(yīng)技術(shù)，其目的就是為了應(yīng)付過(guò)程中出現(xiàn)的不確定性。 基本的 PID控制方法有：位置控制法、增量式控制法。 8 圖 2－ 3 由位置算法求出 再求出 (38) 兩式相減，得出控制量的增量算法 式 (38)稱為增量式 PID 算 法。 積分 I 控制 在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤 差訊號(hào)的積分成正比關(guān)系。微分的作用反映系統(tǒng)偏差信號(hào)的變化率，具有預(yù)見(jiàn)性，能預(yù)見(jiàn)偏差變化的趨勢(shì)，因此能產(chǎn)生超