單片機(jī)閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(存儲(chǔ)版)
【正文】 ilogPIO、 815 815 87C75PF等，其中又以8255A最為常用。鍵盤(pán)控制部分提供一種掃描工作方式，可與 64個(gè)按鍵的矩陣鍵盤(pán)連接，能對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行自動(dòng)掃描、自動(dòng)消抖、自動(dòng)識(shí)別出按下的鍵并給出編碼。數(shù)字電路硬件部分見(jiàn)圖 3。此電路可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)對(duì)地電容電流的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償及自動(dòng)調(diào)整保護(hù)動(dòng)作時(shí)間等功能。 通過(guò) MCS51 內(nèi)部定時(shí)器 T0 產(chǎn)生中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)的。 本軟件具備與硬件實(shí)時(shí)通訊，實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)狀態(tài)的特點(diǎn)。 需要說(shuō)明的是，系統(tǒng)控制程序邏輯采用兩次中斷嵌套方式來(lái)設(shè)計(jì)， T1 中斷嵌套在 T0 中 斷之中。在該中斷的響應(yīng)過(guò)程中，系統(tǒng)要顯示上一次的溫度設(shè)定 值，并且可以通過(guò) AN AN4 來(lái)實(shí)現(xiàn)加 減 1 的輸入修改。 2． 3． 1 標(biāo)度轉(zhuǎn)換子程序 該子程序作用是將溫度信號(hào) (00H~FFH)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的溫度值，以便送顯示或與設(shè)定值在相同量綱下進(jìn)行比較。本設(shè)計(jì)的目的不僅僅是水溫控制本身，主要提供了單片機(jī)外圍電路及軟件包括控制算法設(shè)計(jì)的思想，應(yīng)該說(shuō)，這種思想比控制系統(tǒng)本身更為重要。 ui(k)ur=e(k) |e(k)|≥ε ，使用 PD算法； |e(k)|ε ，使用 PID算法； 給出本算法的控制結(jié)果曲線 (見(jiàn)圖 6) 結(jié)束語(yǔ) ： 本文針對(duì)水溫控制系統(tǒng)模型，提出了一種基于單片機(jī) 89C5l 的設(shè) 計(jì)方案。該信號(hào)經(jīng)放大及 A/D轉(zhuǎn)換后，由單片單板機(jī)讀出對(duì)應(yīng)該熱電勢(shì)的數(shù)字量，這個(gè)數(shù)字量與模擬的溫度標(biāo)準(zhǔn)值構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)，在使用的溫度范圍內(nèi)逐點(diǎn)獲得全部數(shù)據(jù)對(duì)后再采用曲線擬合法的方法建立 A/D 值與溫度之間的函數(shù)關(guān)系式，由此得到 A/D轉(zhuǎn)換值與溫度值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，由這些一一對(duì)應(yīng)關(guān)系制成表格存貯在 ROM 中，供實(shí)際測(cè)試與程序運(yùn)行過(guò)程中查表用。在該中斷響應(yīng)中，單片機(jī)要完成 A／ D 數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波、判斷是否越限、標(biāo)度轉(zhuǎn)換處理、繼續(xù)顯示當(dāng)前溫度、與設(shè)定值進(jìn)行比較，調(diào)用 PID算法子程序并輸出控制信號(hào)等功能。脈沖的寬度由 T1 計(jì)數(shù)器溢出中斷決定。表中“上限、正常和下限”指示當(dāng)前溫度范圍。 1． 8 時(shí)鐘電路 的設(shè)計(jì) 該部分電路為計(jì)算機(jī)提供了一個(gè)精確的時(shí)標(biāo)，在該系統(tǒng)中靠計(jì)算加熱及冷卻脈沖數(shù)（計(jì)時(shí)）來(lái)調(diào)溫，故時(shí)間的準(zhǔn)確與否直接影響數(shù)據(jù)精度。 1． 7 掉電保護(hù)電路的設(shè)計(jì) 掉電保護(hù)電路是為防止系統(tǒng)因?yàn)橐馔獾綦妼?dǎo)致丟失數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的。 按鍵 AN2 與 (JA／ 70)相連，采用外部中斷方式，并且優(yōu)先級(jí)定為最高；按鍵 AN3 和 AN4 平共處分別與 相連，采用軟件查詢的方式； AN1 則為硬件復(fù)位鍵，與 R、 C構(gòu)成復(fù)位電路。 INTEL8279是一種通用可編程鍵盤(pán) /顯示器接口芯片，可直接與 INTEL微型單片機(jī)接口，在我們?cè)O(shè)計(jì)的閉環(huán) PID水溫控制系統(tǒng)中就采用 8279來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的鍵盤(pán) /顯示器擴(kuò)展功能，降低了電路的復(fù)雜度，提高了穩(wěn)定性及可靠性。從原理上說(shuō)，這 4 個(gè)口均可用作雙向并行 I/O接口，但在實(shí)際應(yīng)用中， P0口和 P2口常被用作擴(kuò)展總線， P3口的某些位又常被用作它的第二功能，特別是無(wú) ROM型的單片機(jī)。 采用 PID 控制算法，利用微分作超前補(bǔ)償以解決溫度的惰性問(wèn)題。 1． 2 I/O 通道的硬件電路的設(shè)計(jì) 就本系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，需要實(shí)時(shí)采集水溫?cái)?shù)據(jù)，然后經(jīng)過(guò) A／ D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，送入單片機(jī)中的特定單元，然后一部分送去顯示；另一部分與設(shè)定值進(jìn)行比較，通過(guò) PID 算法得到控制量并經(jīng)由單片機(jī)輸出去控制電爐加熱或風(fēng)扇降溫。硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖 1 所示。所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)有以下功能： (1)溫度控制設(shè)定范圍為40~90C，最小區(qū)分度為 ，標(biāo)定溫差 ，靜態(tài)誤差 ；（ 2）實(shí)現(xiàn)控制可以升溫也可以降溫；（ 3）實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前溫度值；（ 4）按鍵控制：設(shè)置復(fù)位鍵、功能轉(zhuǎn)換鍵、加一鍵、減一鍵；（ 4）越限報(bào)警。在控制精度要求不高的情況下，人們往往采用開(kāi)環(huán)控制，這種控制方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)； PID 算法 ； 串行通訊；熱電偶； 溫度控制 Abstract This text introduced a kind of PID water temperature control system. It can choose and modify the PID parameters by SCM expediently. Moreover, via munication between the Computer and SCM, It can visually control the industry process temperature with the extensive PID arithmetic. It is an actual cooker to spreads to feel with the temperature machine will examine temperature A/ D conversion, sending into the puter inside, proceeding the parison with the initial value, having to out the deviation. Press PID calculate way to proceed the correction to this deviation, beg to should of the control measures the control can control the silicon drives the machine, regulating the heating power of the electric stove, thereby realize to the control of the cooker temperature . Therefore the cooker temperature data accuracy that collects is very importance. Make use of 89 C51s the single a machine realizes temperature intelligence control, can plete automatically the data collect, handles, buffer, convert, bining the proceeding PID puts into practice the control handles and show with the keyboard terminal, including the correction of each paramet
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