【正文】 機械噪聲，耐振動、耐沖擊，使用壽命長。其最大的缺點是：大電流的切入造成對電網(wǎng)的沖擊，不規(guī)整的脈沖負載電流引起電網(wǎng)波形的 畸變及對其它電設(shè)備的中頻干擾。 沈陽理工大學(xué)計算機控制系統(tǒng)課程設(shè)計論文 10 表 DS18B20 溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表 LS Byte Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 23 22 21 20 21 22 23 24 MS Byte Bit15 Bit14 Bit13 Bit12 Bit11 Bit10 Bit9 Bit8 S S S S S 26 25 24 這是 12 位轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù)，存儲在 18B20 的兩個 8 比特的 RAM 中，二進制中的前面 5 位是符號位，如果測得的溫度大于 0，這 5 位為 0，只要將測到的數(shù)值乘于 即可得到實際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測到的 數(shù)值需要取反加 1再乘于 即可得到實際溫度。C～ +125176。 1XTAL 和 2XTAL 外接晶體引線端 當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘時，此二引線端用語外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。功能強大的 AT89S52 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)和工業(yè)控制系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。使用 Atmel 公司高密度非 易失性存儲器技術(shù)制造 ，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 1987 年 Intel 公司又宣布了性能比 8096 高兩倍的 CMOS型 80C196， 1988 年推出帶 EPROM 的 87C196 單片機。 單片機的發(fā)展概況 1970 年微型計算機研制成功之后，隨之即出現(xiàn)了單片機（即單片微型計算機） — 美國 Intel 公司 1971 年生產(chǎn)的 4 位單片機 4004 和 1972 年生產(chǎn)的雛形 8 位單片機 8008，這也算是單片機的第一次公眾亮相。并通過將智能控制與 PID 控制相結(jié)合，從而實現(xiàn)溫度的智能控 制。由于 PID 調(diào)節(jié)器模型中考慮了系統(tǒng)的誤差，誤差變化及誤差積累三個因素，因此，其控制性能大大地優(yōu)越于定值開關(guān)控溫法。恒值溫度控制的目的是使被控對象的溫度恒定在某一數(shù)值上，且要求其波動幅度（即穩(wěn)態(tài)誤差）不能超過某一給定值。 溫度測控技術(shù)包括溫度測量技術(shù)和溫度控制技術(shù)兩個方面?？刂凭炔桓?，一旦生產(chǎn)環(huán)境發(fā)生變化就需要重新設(shè)置。我國溫度測量控制現(xiàn)狀還遠遠沒有達到工廠化的程度，生產(chǎn)實際中仍然有許多問題困擾著我們，存在著裝備配套能力差，產(chǎn)業(yè)化程度低，環(huán)境控制水平落后，軟硬件資源不能共享和可靠性差等缺點。先是采用模擬式的組合儀表，采集現(xiàn)場信息并進行指示、記錄和控制。文中還著重介紹了軟件設(shè)計部分，實現(xiàn) PID 算法。采用單片機對溫度進行控制具有控制方便、簡單和靈活性大、精度高等優(yōu)點。例如：在冶金工業(yè)、化工工業(yè)、電力工業(yè)、機械加工和食品加工等許多領(lǐng)域，都需要對各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐的溫度進行控制?，F(xiàn)在世界各國的溫度測控技術(shù)發(fā)展很快，一些國家在實現(xiàn)自動化的基礎(chǔ)上正向著完全自動化、無人化的方向發(fā)展。最后，由于生產(chǎn)中的實際情況，電阻加熱爐要求操作方便，易于維護，成本較低等等。 沈陽理工大學(xué)計算機控制系統(tǒng)課程設(shè)計論文 3 第一章 設(shè)計理論基礎(chǔ) 溫 度測控技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀 溫 度是生活及生產(chǎn)中最基本的物理量，它表征的是物體的冷熱程度。但也存在測量誤差較大，儀表指示值一般僅代表表觀溫度，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴等缺點。若當(dāng)前溫度值比設(shè)定溫度值高，則關(guān)斷加熱器，或者開動制冷裝置；若當(dāng)前溫度值比設(shè)定溫度值低，則開啟加熱器并同時關(guān)斷制冷器。其中數(shù)字 PID 調(diào)節(jié)器的參數(shù)可以在現(xiàn)場實現(xiàn)在線整定，因此具有較大的靈活性，可以得到較好 的控制效果。尤其是模糊控溫法在實際工程技術(shù)中得到了極為廣泛的應(yīng)用。 1978 年下半年 Motorola 公司推出M6800 系列單片機， Zilog 公司相繼推出 Z8 單片機系列。 縱觀這短短的 20 年，經(jīng)歷了 4 次更新?lián)Q代，單片機正朝著集成化、多功能 、多選擇、高速度、低功耗、擴大存儲容量和加強 I/O 功能及結(jié)構(gòu)兼容的方向發(fā)展。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash，256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器 /計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。 輸入輸出口線 ～ 0P 口 8 位雙向口線 ～ 1P 口 8 位雙向口線 ～ 2P 口 8 位雙向口線 ～ 3P 口 8 位雙向口線 沈陽理工大學(xué)計算機控制系統(tǒng)課程設(shè)計論文 8 ALE 地址鎖存控制信號 在系統(tǒng)擴展時 ,ALE 用于控制把 0P 口輸出的低 8 位地址送入鎖存器鎖存起來 ,以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時傳送。 3)DS18B20 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有 3 引腳 TO－ 92沈陽理工大學(xué)計算機控制系統(tǒng)課程設(shè)計論文 9 小體積封裝形式；溫度測量范圍為－ 55℃ ～＋ 125℃ ,可編程為 9位～ 12位 A/D轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達 ℃ 。 溫度采集電路模塊如圖 所示。由晶閘管實現(xiàn)交流功率調(diào)節(jié)的途徑有兩條：一種是通過改變交流電壓每周期內(nèi)電壓波形的導(dǎo)通角，使得 負載端電壓有效值得以調(diào)節(jié)，進而實現(xiàn)電功率調(diào)節(jié)。但通斷控制也存在抗電源干擾能力弱等缺點。因此 SSR作為自動控制的執(zhí)行部件得到越來越廣泛的應(yīng)用。 吸收電路是為防止從電源中傳來的尖峰、浪涌 (電壓 )對開關(guān)器件雙向可控硅管的沖擊和干擾 (甚至誤動作 )而設(shè)計的，一般是用 “RC”串聯(lián)吸收電路或非線性電阻 (壓敏電阻器 )。 沈陽理工大學(xué)計算機控制系統(tǒng)課程設(shè)計論文 16 比例微分積分被控對象Rin(k) Yout(k)+++ 圖 PID 控制系統(tǒng)原理框圖 PID 調(diào)節(jié)規(guī)律的基本輸入輸出關(guān)系可用微分方程表示為： ?????? ??? ?t DIP dt tdeTdtteTteKtu 0 )()(1)()( 式中 )(te 為調(diào)節(jié)器的輸入誤差信號，且 )()()( tCtrte ?? 、 其中： )(tr 為給定值， )(tC 為被控變量； )(tu 為調(diào)節(jié)器的輸出控制信號； PK 為比例系數(shù)； IT 為積分時間常數(shù)； DT 微分時間常數(shù)。 算式中的各項有正有負，以最高位作為符號位，最高位為 0 表示為正數(shù)，為1 表示 負數(shù)。 //繼電器控制口 sbit DQ=P2^7。 // Sums of Errors }。 uint temper。 // 讀出溫度暫放 uchar data display[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}。 TH0=0xD8。 if(temp_data[1]127) {n=1。 display[1]=display[4]%100。 while(TI==0)。 // 清除數(shù)據(jù)傳送標(biāo)志 flag=0。 delay(6)。 i) {DQ=1。_nop_()。 uchar value = 0。 // _nop_()。_nop_()。 // 發(fā)讀命令 temp_data[0]=read_byte()。 // 偏差 ppSumError += Error。i5。i++) { rout = PIDCalc ( amp。 // 開機先轉(zhuǎn)換一次 write_byte(0xCC)。 for(h=0。h100。 else{x=0。 沈陽理工大學(xué)計算機控制系統(tǒng)課程設(shè)計論文 29 temp_5[y]=text。 set_temper=(temp_5[0]amp。} //標(biāo)志位置 1 else{if(text==0x43) up=1。二極管、三極管也是根據(jù)其特性用萬用表的歐姆檔測量即可。 （ 2）上電后的調(diào)試 在確保硬件電路正常，無異常情況 (斷路或短路 )方可上電調(diào)試，上電調(diào)試的目的是檢驗電路是否接錯，同時還要檢驗原理是否正確。在有溫度改變時（例如用手去接觸），顯示溫度能改變 就基本完成本設(shè)計。當(dāng)然，這與老師和同學(xué)的熱心幫助也是分不開的。同時，在實踐過程中，可以通過查找資料、分析資料和請教老師和同學(xué)，使一些不清楚的問題得以解決，這樣的話，可以起到事半功倍的效果。本程序采用單片機 C 語言編寫，用 Keil C51 編譯器編程調(diào)試。 （ 1）上電前的調(diào)試 在上電前，必須確保電路中不存在斷路或短路情況，這一工作是整個調(diào)試工作的第一步，也是非常重要的一個步驟。 在電路安裝焊接前，首先是對元器件的檢測。0x0f)。 y++。 TR0=1。amp。 TR0=1。 = 。 } } } } void PIDInit (struct PID *pp) { memset ( pp,0,sizeof(struct PID))。 else open=200。 return (ppProportion * Error // 比例項 + ppIntegral * ppSumError // 積分項 + ppDerivative * dError)。 // Skip ROM write_byte(0x44)。 return(value)。 //4us DQ = 1。_nop_()。 //66us val=val/2。 _nop_()。 } DQ=1。_nop_()。 // 等特數(shù)據(jù)傳送 TI = 0。 } } // 傳送字串 void send_str() { SBUF =dis_9[display[2]]。 display[4]=((temp_data[0]amp。 //允許串口中斷 EA=1。t)。 沈陽理工大學(xué)計算機控制系統(tǒng)課程設(shè)計論文 21 uchar up=0。 uint y=0。 // 積分常數(shù) Integral Const unsigned int Derivative。為了便于實現(xiàn)對晶閘管的通斷處理， PID 的輸出現(xiàn)在在 0～ 250 之間。本設(shè)計采用 Zi