【正文】 。由于這些不足，采用 PID 的工業(yè)控制系統(tǒng)總是受產(chǎn)品質(zhì)量、安全、產(chǎn)量和能源浪費(fèi)等問(wèn)題的困擾。因此，許多自身整定參數(shù)的 PID 控制器經(jīng)常工作在自動(dòng)整定模式而不是連續(xù)的自身整定模式。 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 積分調(diào)節(jié)作用：使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高無(wú)差度。微分作用對(duì)噪聲干擾有放大作用，因此加強(qiáng)微分調(diào)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)抗干擾不利。 (2)算式中的各項(xiàng)有正有負(fù) ,以最高位作為 符號(hào)位 ,最高位為 0表示正數(shù) ,為 1表示負(fù)數(shù) ,正 負(fù)數(shù)都用補(bǔ)碼表示 ,最后的計(jì)算結(jié)果以原碼輸出?？梢?jiàn)，一旦 PC“跑飛” ,在其錯(cuò)誤的引導(dǎo)下， CPU 可能會(huì)一錯(cuò)再錯(cuò)，執(zhí)行一系列的錯(cuò)誤指令，發(fā)出錯(cuò)誤的控制命令，導(dǎo)致系統(tǒng)失控， CPU 在執(zhí)行錯(cuò)誤的指令的過(guò)程中，可能會(huì)破壞數(shù)據(jù)區(qū)、專用寄存器內(nèi)容、堆棧指針等等。因此，常在一些對(duì)程序流向其決定作用的指令（如 RET、 RETI、 LACALL、LJMP、 JC、 JNC、 DJNZ 等等）和某些對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)至關(guān)重要的指令（如 SETB、 EA 等等）之前插入兩條 NOP 指令，確保正確地執(zhí)行。 不相等轉(zhuǎn) AJMP CMP2 。 CMP3 : JC CMP4 。 XCH A, 2CH 。 DATA = 1。 } //讀一個(gè)字節(jié) ReadOneChar(void) { uchar i=0。 delay(8)。 delay(10)。 Init_DS18B20()。//高位 t=b。 //顯示小數(shù)點(diǎn) delay(50)。 P0=table[ge]。//顯示百位 shi=temp%100/10。 while(1) { temp=ReadTemperature()。//顯示百位 delay(50)。 } /*顯示子函數(shù) */ void display(int bai,int shi,int ge) { P2=0XFB。 //讀取溫度寄存器等（共可讀 9 個(gè)寄存器） 前兩個(gè)就是溫度 a=ReadOneChar()。 int t=0。 DATA = datamp。 DATA = 1。 x=DATA。 //定義變量 /***************************延時(shí)子函數(shù) ****************/ void delay(uint num) { 初始化 DS18B20 發(fā)報(bào)警搜索指令 告警標(biāo)志置位？ 返 回 將 P13 置 0 Y N 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 while(num) 。 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 RET 。 MOV 2AH, A 。本系統(tǒng)采用中值濾波法 ,就是連續(xù)三次取樣 ,取中間值作為本次采樣值 .程序如下： MOV A, 2CH 。 方法是在雙字節(jié)指令和三字節(jié)指令之后插入兩條 NOP 指令，可保護(hù)其后的 指令被完整地執(zhí)行而不被拆散，從而使程序走上正軌。根據(jù) PC“跑飛”后的不同運(yùn)動(dòng)軌跡，可將其分為：（ 1） PC 可能指向系統(tǒng)未使用的存貯器空間；（ 2） PC可能指向程序區(qū)或數(shù)據(jù)區(qū)。 計(jì)算機(jī)只能處理數(shù)字信號(hào) ,若采樣周期為 T,第 n 次采樣輸入偏差為 en,輸出為un,PID算法中的微分 de/dt用差分 (enen1)/T代替 ,積分∫ e(t)dt用Σ ekT代替 ,于是得到： ??????????? ?? ????n0k T1nndkinpn eeTTeT1eKU ）（ () 寫(xiě)成遞推形式 : Un＝ Un1+Kp[enen1+T/Ti en+Td/T(en2en1+en2)] () 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 寫(xiě)成 : Un＝ U(n1)+Kp[E(n)E(n1)+KiE(n) +Kd(E(n)2E(n1)+E(n2)] =U(n1)+Pp+Pi+Pd () 從上面的計(jì)算公式可知 ,計(jì)算機(jī)需要進(jìn)行四則運(yùn)算 .因?yàn)閰⑴c運(yùn)算的數(shù)可能式小數(shù) ,整數(shù) ,混和數(shù) ,還可能是負(fù)數(shù) ,必須變成計(jì)算機(jī)易于處理的形式。因此，可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。 （ 3） PID 參數(shù)的作用 PID 參數(shù) Kp,Ki,Kd 這是做好一個(gè)控制器的關(guān)鍵常數(shù)，分別稱為比例常數(shù)，積分常數(shù)，微分常數(shù)，不同的控制對(duì)象他們需要選擇不同的數(shù)值，還需要經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試才能獲得較好的效果 。如果自整定是基于控制律的，經(jīng)常難以把由負(fù)載干擾引起的影響和過(guò)程動(dòng)態(tài)特性變化引起的影響區(qū)分開(kāi)來(lái)，因此受到干擾的影響控制器會(huì)產(chǎn)生超調(diào)，產(chǎn)生一個(gè)不必要的自適應(yīng)轉(zhuǎn)換。第三， PID 控制器在實(shí)踐中也不斷的得到改進(jìn)，下面兩個(gè)改進(jìn)的例子。 PID 控制器由比例單元（ P）、積分單元（ I）和微分單元（ D）組成。為了滿足要求的控制性能，就需要經(jīng)常改變控制器的參數(shù)，這是很麻煩的。除在最簡(jiǎn)單情況下一些場(chǎng)合采用開(kāi)關(guān)控制外， PID控制器基本上占據(jù)了統(tǒng)治地位。i0。 while(!TI)。 } else { beep=1。 write_dat(39。 write_(0x80+0x40+5)。 write_dat(39。T39。 write_(0x38)。 lcden=0。 temp=f_temp*10+。 tempwritebyte(0xcc)。 i++； i++。 i++； i++。 uchar j。 } uchar tampered(void) //讀一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)函數(shù) { uchar i,j,dat。i++。 i=103。 // 溫度下限值 溫度值乘以 10 后的結(jié)果 uint warn_h=600。在知道所有在線的三個(gè) DS18B20 的序列號(hào)后，開(kāi) 始 初始化 DS18B20 發(fā) search ROM 發(fā) F0H 讀出在線的 DS18B20 序列號(hào) 初始化 DS18B20 發(fā) skip rom 和 convert 啟動(dòng)所有 DS18B20 并做 A/D 轉(zhuǎn)換 等待 1s L=3 發(fā) MATCH ROM 命令 發(fā)一個(gè) DS18B20 序列號(hào) 存在一個(gè) DS18B20？ Y N 初始化 DS18B20 發(fā) BEH 指令 讀溫度寄存器值 讀匹配的 DS18B20 的溫度 送數(shù)據(jù)儲(chǔ)存單元 所有的 DS18B20讀完？ L=L－ 1 Y N 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 對(duì)其進(jìn)行操作。系統(tǒng)流程圖如圖 所示： 并行口初始化 串行口初始化 中斷初始化 將 P11， P12， P13 置 1 將 P14， P15， P16， P17， P27 置 0 DS18B20 初始化 調(diào)讀溫度子 程序 調(diào)溫度檢測(cè)子程序 調(diào)顯示子程序 開(kāi)始 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 圖 系統(tǒng)程序流程圖 系統(tǒng)模塊程序 在應(yīng)用程序總體的結(jié)構(gòu)中 ,將以下幾個(gè)功能程序作為模塊程序：溫度設(shè)定的 中斷程序，顯示設(shè)定的溫度值的中斷程序，讀 DS18B20 子程序，溫度檢測(cè)子程序，溫度顯示子程序 ,溫度控制子程序，報(bào)警子程序。它的價(jià)格與 8255 差不多，但是多了內(nèi)部鎖存的功能。但 74LS138 電流驅(qū)動(dòng)能力較小，為此，我們使用了未級(jí)驅(qū)動(dòng)三極管 2SA1015 作為地址驅(qū)動(dòng)。 方案二和方案三同樣采用動(dòng)態(tài)掃描實(shí)現(xiàn)顯示過(guò)程。可分為電氣量繼電器及非電氣量繼電器兩大類。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊 距離可達(dá) 150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離進(jìn)一步加長(zhǎng)。因此系統(tǒng)對(duì) DS18B20 的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。 拷貝暫存器命令（ 48H）將溫度寄存器中值拷貝到 EERAM 中。 匹配 ROM 命令（ 55H）多片在線時(shí)，可用此命令匹配一個(gè)給定序列號(hào)的 DS18B20。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。 內(nèi)部集成看門(mén)狗計(jì)時(shí)器，不再需要像 89C51 那樣外接看門(mén)狗計(jì)時(shí)器單元電路 。 水溫檢測(cè)與控制系統(tǒng)主要硬件介紹 單片機(jī)簡(jiǎn)介 AT89S51 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k Bytes ISP (In system programmable)的可反復(fù)擦寫(xiě) 1000 次的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 圖 AT89S51 單片機(jī) 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 芯片內(nèi)集成了通用 8位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S51 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。這種控制系統(tǒng)湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 成本低，又有一定的控制精度，能較好的滿足群眾的需求，但由于控制系統(tǒng)的核心單片機(jī)在數(shù)據(jù)處理能力及儲(chǔ)存容量的限制，控制精度有限，對(duì)參數(shù) 要求較高的一些特殊情況不能很好地滿足要求。 溫度、壓力、流量和液位是四種最常見(jiàn)的過(guò)程變量，其中溫度是一個(gè)非常重要的過(guò)程變量，因?yàn)樗苯佑绊懭紵⒒瘜W(xué)反應(yīng)、發(fā)酵、烘烤、煅燒、蒸餾、濃度、擠壓成形，結(jié)晶及空氣流動(dòng)等物理和化學(xué)過(guò)程。 該智能水溫控制系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)可靠，能利用最少的資源對(duì)不同溫度進(jìn)行高精確 度 該智能水溫控制系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)而又可靠，能夠利用最少的資源起到對(duì)不同的溫度進(jìn)行高精確度的測(cè)量，信息性能可靠、操作便利，在實(shí)際的使用中獲得了理想的效果。 在人類生活的環(huán)境當(dāng)中，溫度扮演著極其重要的角色。單片機(jī)的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)才能算得上是真正的從科學(xué)的殿堂走入尋常百姓家理，成為人民群眾廣泛運(yùn)用的工具之一。 過(guò)高或過(guò)低的溫度都會(huì)使水資源數(shù)去應(yīng)有的作用，從而造成水資源浪費(fèi) 。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文章以明確方式注明。溫度信號(hào)通過(guò) DS18B20 檢測(cè)輸入 AT89S51，與鍵盤(pán)電路預(yù)先設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行比較，由 AT89S51進(jìn)行處理后，輸出三個(gè)信號(hào) ； 一信號(hào)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)電路，控制 繼電器 ，從而實(shí)時(shí)控制電源的通斷 ； 一信號(hào)進(jìn)入顯示電路，實(shí)時(shí)顯示溫度；一信號(hào)進(jìn)入 報(bào)警電路，在溫度達(dá)到預(yù)先設(shè)定數(shù)值時(shí)進(jìn)行報(bào)警。 隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，運(yùn)用計(jì)算機(jī)測(cè)量控制技術(shù)，已經(jīng)具有控制精度高，操作簡(jiǎn)單，以及性價(jià)比高等特點(diǎn)。工業(yè)的發(fā)展與溫度的控制是有著絕對(duì)的聯(lián)系。目前，國(guó)外溫度控制系統(tǒng)及儀表正朝著 高精度智能化，小型化等方面快速發(fā)展。盡管溫度控制很重要，但是要控制好溫度常常會(huì)遇到意想不到的困難。在溫度控制系統(tǒng)電路中，廣泛采用的是通過(guò)熱電偶、熱電阻或 PN 結(jié)測(cè)溫度電路經(jīng)過(guò)相應(yīng)的信號(hào)調(diào)理電路，轉(zhuǎn)換成 A/D 轉(zhuǎn)換器能接收的模塊量，經(jīng)過(guò)采樣，保持電路后進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，最終送入單片機(jī)及其相應(yīng)的外圍電 路，完成監(jiān)控?？臻e模式下， CPU 暫停工 作，而 RAM 定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。 主要功能特性： （ 1）兼容 MCS51 指令系統(tǒng) （ 2） 4k 可反復(fù)擦寫(xiě) (1000 次 )ISP Flash ROM （ 3） 32 個(gè)雙向 I/O 口 （ 4） 工作電壓 （ 5） 2 個(gè) 16位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 （ 6）時(shí)鐘頻率 033MHz （ 7）全雙工 UART 串行中斷口線 （ 8） 128x8bit 內(nèi)部 RAM （ 9） 2 個(gè)外部中斷源 （ 10）低功耗空閑和省電模式 （ 11）中斷喚醒省電模式 （ 12） 3級(jí)加密位 （ 13）看門(mén)狗（ WDT）電路 （ 14）軟件設(shè)置空閑和省電功能 （ 15）靈活的 ISP 字節(jié)和分頁(yè)編程 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 （ 16）雙數(shù)據(jù)寄存器指針 DS18B20 DS1820（如圖 ）是美國(guó) DAUAS 公司生產(chǎn)的集成溫度傳感器。 DS18B20 的性能是新一代產(chǎn)品中最好的！性能價(jià)格比也非常出色！ DS18B20 和 DS18B22 使電壓、特性及封裝有更多的選擇，讓我們可以構(gòu)建適合自己的經(jīng)濟(jì)的測(cè)溫系統(tǒng)。 尋找 ROM 命令（ F0H）讀出在線的 DS18B20 的序列