【正文】 zlPID()。amp。} else if(((flag==2)||(flag==3))amp。} else if(((flag==2)||(flag==3))amp。(flag1==0)amp。} else {flag2=!flag2。} 物理科學與工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 32 void key2(void) //手動鍵 {flag=1。 case 0xDE:break。break。break。 KEY4_4=0XFF。 //設(shè)定初值 KEY4_4=0xfe。 //計算比例計算增量 D=kd/20*(ek2*ek_1+ek_2)+*D_1。 dat_temp=dat_temp4。i++) { SCK=1。 CS=1。 for(j=0。0x01。i0。 uint temperature。 //定義變量，存放鍵值 unsigned char l_keyold=0xFF。 float pk_1=0。 void key4(void)。 //設(shè)定值 uchar flag=0。同時在 設(shè)計的過程中還得到了學校領(lǐng)導(dǎo)和系領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷，為我們的設(shè)計提供了開放式的教室和設(shè)備等諸多便利條件。 初 始 化開 始 D / A 轉(zhuǎn) 換是 否 采 樣 完 畢 ?返 回開 始NY 圖 DA 轉(zhuǎn)換子程序流程圖 物理科學與工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 23 本 設(shè)計 主要從硬件和軟件兩個方面具體 闡述 了基于 STC89C52單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計 。無按鍵，行線處于高電平狀態(tài)，有鍵按下，行線電平狀態(tài)將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。按照偏差的比例、積分和微分產(chǎn)生控制作用（ PID 控制），是 過程控制中應(yīng)用最廣泛的一種控制形式。流程圖如圖 。 (2) CPU 同時控制各路的 DAC 寄存器，使得輸入寄存器中的數(shù)據(jù)進入 DAC 寄存器，實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)換輸出。 DAC0832 轉(zhuǎn)換器芯片為 20 引腳，雙列直插式封裝，其引腳排列如圖 所示 。電路中共 16 個按鍵，其中 0到 9 為數(shù)字鍵， A(設(shè)置鍵 )、 3 個溫度參數(shù)和時間設(shè)置鍵、 E(增加鍵 ) 、 F(減小鍵 )。共陰極公共端接地，高電平有效（燈亮），共陰極數(shù)碼管內(nèi)部發(fā)光二極管的陰極 (負極 )都聯(lián)在一起，此數(shù)碼管陰極 (負極 )在外部只有一個引腳。他是利用了人的眼睛的視覺暫留特點，按次序通給每個數(shù)碼管公共端加上有效的信號，這個時候給該數(shù)碼管加有用的數(shù)據(jù)信號，等到全段掃描的速度大于視覺暫留速度時，它就會顯示出來。計算機與外界的數(shù)據(jù)傳送大部分都是串行的，其傳送距離可以從幾米到幾千米。 復(fù)位電路 整個復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。 PO 口（ Pin39～ Pin32）： 8 位雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P1 口（ Pin1～ Pin8）： 8 位準雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P2 口（ Pin21～ Pin28）： 8 位準雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P3 口（ Pin10～ Pin17）： 8 位準雙向 I/O 口線，名稱為 ～ STC89C52 的 P3 口的特殊功能介紹如下所示： 物理科學與工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 8 /RXD 串行數(shù)據(jù)接收； /TXD 串行數(shù)據(jù)發(fā)送； /INT0 外部中斷 0 申請； /INT1 外部中斷 1 申請； T0 定時計數(shù)器 0 輸入； T1 定時計數(shù)器 1 輸入； /WR 外部 RAM 寫選通； /RD 外部 RAM 讀選通； 本設(shè)計 STC89C52 單片機的 口和 口接 LED 顯示， X1 和 X2 接的是晶振電路，RESET 接復(fù)位電路。本電路的小系統(tǒng)主要由三部分組成，一塊 STC89C52 芯片、復(fù)位電路及時鐘電路。 物理科學與工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 7 圖 溫度檢測電路 單片機 STC89C52 是 STC 公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。熱電偶將不同兩種的金屬 A和 B構(gòu)成一個回路，當兩個接觸端溫度不同時，回路中產(chǎn)生熱 電 勢。 人機交互及串口通信：人機交互主要是為了提高系統(tǒng)的友好性和實用性。 系統(tǒng)總體設(shè)計方案 本系統(tǒng)由單片機、 D/A 轉(zhuǎn)換器、 MAX667電阻爐、熱電偶傳感器等主要器件組成。具有自適應(yīng)、自協(xié)調(diào)、自學習等能力，使控制系統(tǒng)的控制精度、穩(wěn)定性、抗干擾能力等性能得到保證。 電阻爐的溫度控制主要有： 傳統(tǒng) PID 控制； 智能控制。在這些工業(yè)生產(chǎn)中，溫度的測量及控制影響著生產(chǎn)安全、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率等重要的技術(shù)經(jīng)濟指標，電阻爐溫度控制的穩(wěn)定性、精度、可靠性等要求也逐步提高。 該系統(tǒng) 利用 K 型熱電偶溫度傳感器，把檢測到的電阻爐溫度的信號送入 MAX6675 芯片，經(jīng)過 信號放大等一系列轉(zhuǎn)換后， 再將信號送到 單片機 STC89C52 內(nèi)進行 PID 運算， 同時可以通過鍵盤調(diào)節(jié) PID 參數(shù)。電阻爐廣泛地應(yīng)用在化工、冶金等行業(yè)。 SCM STC89C52。 它主要作用于： ①機械零件的淬火、退火、滲碳等熱處理 ； ②各種材料的干燥、加熱、燒結(jié)、熔化等。 PID 控制器對小型實驗用的電阻爐控制效果良好，但對 于大型工業(yè)用電阻爐，就難以保證電阻爐溫度控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及精度等問題。 系統(tǒng)技術(shù)指標 本系統(tǒng)的技術(shù)指標要求如下： 制溫度均可以數(shù)字顯示； 0～ 1000℃，精度為177。其方案圖如圖 所示： 單片機電阻爐溫 度 轉(zhuǎn) 換 傳 感 器晶 閘 管報 警L E D 顯 示鍵 盤時 鐘 電 路 圖 系統(tǒng)總體設(shè)計方案圖 單片機：主要功能是讀取溫度數(shù)據(jù)在對其進行數(shù)據(jù)處理，對各單元進行控制，執(zhí)行各種指令。可以對生產(chǎn)環(huán)境的溫度，實現(xiàn)自動控制，提高生產(chǎn)的效率和生產(chǎn)的質(zhì)量、產(chǎn)品的數(shù)量并能讓生產(chǎn)變得更加安全可靠。由于 MAX6675 內(nèi)部經(jīng)過了激光修正，因此，其轉(zhuǎn)換結(jié)果與對應(yīng)溫度值具有較好的線性關(guān)系。單片機系統(tǒng)的擴展，一般是以基本最小系統(tǒng)為基礎(chǔ)的。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。晶體振蕩頻率可以在 ～ 12MHz 之間選擇，電容值在 5～ 30pF 之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調(diào)的作用。其電路圖如圖所示 圖 復(fù) 位電路圖 串口通信電路 串口通信的主要功能是完成單片機與上位機的通信，便于進行溫度數(shù)據(jù)統(tǒng)計，為將來系統(tǒng)功能的擴展做好基礎(chǔ)工作。一般的數(shù)碼管分 為 8 段，也就是有 8 段 LED 顯示，這種是為了工程上的應(yīng)用設(shè)計的，分別叫 A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 DP， DP 是小數(shù)點段位。 一英寸以下的的 LED 數(shù)碼管內(nèi)，每一筆段含有一只 LED 發(fā)光二極管，導(dǎo)通在串聯(lián)方式中，確定電源電壓 VCC 時，每只 LED 工作電壓通常以 計算， 4 英寸 7 段 LED 數(shù)碼顯示器 LC4141 的每一筆段由四只 LED 發(fā)光二極管按串聯(lián)方式連接而成，因此導(dǎo)通電壓應(yīng)在 78V 之間，電源電壓 VCC 必須取9V 以上。鍵盤上每個鍵都擔負著一項處理功能，所以鍵盤接口對應(yīng)的軟件。單電源供電，從 +5V～ +15V 均可正常工作。 (9) Rfb— 反饋電阻端 就是運算放大器的反饋電阻端， 物理科學與工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 14 (10) Vref：基準電壓。 本系統(tǒng)要完成溫度信號的采集與控制，需要實現(xiàn)溫度信號的采集與 A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)傳輸?shù)然竟δ堋＞唧w流程圖如下圖 。若設(shè)溫度的采樣周期為 T，第 n次采樣得到的輸入偏差為 en調(diào)節(jié)器輸出為 un則有 Te_en=dt )t(de 1n（微分用差分代替） 式 () ∑∫ n 0=kt0 Te k=dt)t(e （積分用求和代替） 式 () 這樣，式（ 41）便可以改為 物理科學與工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計 19 ]T eeT d+T∑ n T i1+[ e ( t )=u n 1nn0=k kk p e 式 () 經(jīng)遞推公式改寫成 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )[ ]P+P+P+)1n(u=}2nE+1nE2nEK+nEK+1nEnE{k+)1n(u=)n(uDIPDIP 式 () PID控制流程圖如圖 ： EK S 計 算 偏 差 EK計 算 KD[ E ( k ) 2 E ( k 1 ) + E ( k 2 ) ]計 算 K P * [ E ( K ) E ( K 1 ) ]計 算 K I * E ( K ) EK B輸 出 P ( k )返 回 Δ P ( k ) = 0Δ P ( k ) = Kp[ E ( k ) E ( k 1 ) ] + KD[ E ( k ) 2 E ( k 1 ) + E ( k 2 ) ]Δ P ( k ) = Kp[ E ( k ) E ( k 1 ) ] + KIE ( k ) + KD[ E ( k ) 2 E ( k 1 ) + E ( k 2 ) ]NYNY開 始P ( k ) = P ( k 1 ) + Δ P ( k ) 圖 PID 控制流程 顯示流程圖 顯示模塊需要用高電平導(dǎo)通點亮，因此驅(qū)動功率要求較大。 開 始返 回延 時 1 0 m s行 掃 描 有 鍵 按 下 嗎 ？列 掃 描 有 鍵 按 下 嗎 ？計 算 鍵 值閉 合 鍵 是 否 釋 放 ?鍵 值 計 算NYYNYN 圖 鍵盤掃描子程序流程圖 鍵盤處理流程圖 鍵 盤掃描子程序在調(diào)用的過程中，程序的結(jié)果是：有閉合鍵，如果有，則再檢測增加鍵是否有按下，如果有，鍵值加 1，否則再檢測減少鍵是否有按下，如果有，鍵值減 1。在設(shè)計的初期，郝師就對我的設(shè)計思想進行了深刻的指導(dǎo)，讓我在設(shè)計的開始就明確了設(shè)計方向，樹立正確的設(shè)計觀念。 sbit CLK=P1^1。 void key1(void)。 float ek_2=0。 //微分系數(shù) /*=====09=====AG=====*/ uchar a[16]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0x86,0x8e,0x82}。 void delay_50ms(unsigned int t)。j0。c8。 b[2]=t/10%10。 unsigned int dat_temp,dat_6675。 SCK=0。 dat_tempamp。 //比例增量 ,積分增量 ,微分增量 ek=gdsk。 } re