【正文】 固態(tài)繼電器按其工作性質(zhì)分直流輸入交流輸出型、直流輸入直流輸出型、交流輸入交流輸出型、交流輸入直流輸出型。工作原理：固態(tài)繼電器是一種無觸點(diǎn)電子開關(guān)，由分立元器件、膜固定電阻網(wǎng)絡(luò)和芯片，主要由輸入（控制）電路，驅(qū)動(dòng)電路和輸出（負(fù)載）電路三部分組成。主要特點(diǎn)：低輸入失調(diào)電壓：75uV(最大)低失調(diào)電壓溫漂：℃(最大)低失調(diào)電壓時(shí)漂：(最大)低噪聲： PP(最大)寬輸入電壓范圍：177。鍵盤設(shè)定：用于溫度設(shè)定，共三個(gè)按鍵。實(shí)現(xiàn)思想：Ui(k)為第k次采樣溫度值，Ur 為設(shè)定值。比例積分加微分控制(PID控制) 微分的作用使控制器的輸出與偏差變化的速度成比例，它對克服對象的容量滯后有顯著的效果；在比例基礎(chǔ)上加入微分作用，使穩(wěn)定性提高，再加上積分作用，可以消除余差；PID控制適用于負(fù)荷變化大、容量滯后較大、控制品質(zhì)要求又很高的控制系統(tǒng)。目前在過程控制中應(yīng)用較多的還是PI控制算法、PD控制算法和PID控制算法。 溫度控制系統(tǒng)算法分析系統(tǒng)算法控制采用工業(yè)上常用的位置型PID數(shù)字控制，并且結(jié)合特定的系統(tǒng)加以算法的改進(jìn)，形成了變速積分PID—積分分離PID控制相結(jié)合的自動(dòng)識別的控制算法。 CPU（Computer processing Unit）中央處理器方案一：采用8031作為控制核心，以使用最為普遍的器件ADC0804作模數(shù)轉(zhuǎn)換，控制上使用對電阻絲加電使其升溫和開動(dòng)風(fēng)扇使其降溫。電壓放大電路用超低溫漂移高精度運(yùn)算放大器OP07將溫度電壓信號進(jìn)行放大，用單片機(jī)控制SSR固態(tài)繼電器的通斷時(shí)間以控制水溫，系統(tǒng)控制對象為1升凈水，容器為搪瓷器皿。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前，國外溫度控制系統(tǒng)及儀表正朝著高精度智能化、小型化等方面快速發(fā)展。 溫度控制系統(tǒng)在國內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然已經(jīng)十分廣泛，但從國內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器來講，總體發(fā)展水平仍然不高，同國外的日本、美國、德國等先進(jìn)國家相比，仍然有著較大的差距。水溫可以在環(huán)境溫度降低時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，以保持設(shè)定的溫度基本不變，具有較好的快速性與較小的超調(diào)。此方案簡易可行，器件的價(jià)格便宜，但8031內(nèi)部沒有程序存儲器，需要擴(kuò)展，增加了電路的復(fù)雜性。該方法不僅大大減小了超調(diào)量，而且有效地克服了積分飽和的影響，使控制精度大大提高。水溫控制系統(tǒng)的控制對象具有熱儲存能力大，慣性也較大的特點(diǎn)，水在容器內(nèi)的流動(dòng)或熱量傳遞都存在一定的阻力，因而可以歸于具有純滯后的一階大慣性環(huán)節(jié)。如圖6所示。e(k) ≥ε 使用PD算法；e(k) ＜ε使用變速積分PID算法。數(shù)據(jù)采樣：將由傳感器及相關(guān)電路采集到的溫度轉(zhuǎn)為電壓信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，送入AT89S52相應(yīng)接口中，換算成溫度值，用于控制和顯示。14V 寬電源電壓范圍：3V～18V圖10所示的是本人用Multimeter8軟件模擬OP07典型放大電路，8腳用來調(diào)零的，中間接兩個(gè)固定電阻和一個(gè)電位器滑動(dòng)端接電源正極就行了，固定電阻用于把電壓衰減便于細(xì)調(diào)；其實(shí)不用調(diào)零端也可以調(diào)零，在輸入端加入可調(diào)的偏置即可。固態(tài)繼電器的輸入電路是為輸入控制信號提供一個(gè)回路，使之成為固態(tài)繼電器的觸發(fā)信號源。而本系統(tǒng)采用的是直流輸入交流輸出型，常開式，型號是SSR/1P15A，允許電流為15A。分辨率為8位，轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs，輸出電壓范圍為0～5V，增加某些外部電路后，輸入模擬電壓可為177。CLKR：內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器外接電阻端，與CLKIN端配合，可由芯片自身產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖，其頻率為1/。如CS、RD同時(shí)為低電平，則數(shù)據(jù)鎖存器三態(tài)門打開，數(shù)據(jù)信號送出，而在RD高電平到來后三態(tài)門處于高阻狀態(tài)。在線路設(shè)計(jì)中，必須將所有器件的模擬地和數(shù)字地分別相連，然后將模擬地與數(shù)字地僅在一點(diǎn)上相連接。整個(gè)數(shù)據(jù)采集過程中，由微處理器有序地執(zhí)行若干指令完成。插座每個(gè)引腳都有唯一的信號定義，家用PC的COMCOM2就是標(biāo)準(zhǔn)RS232C接口。按S3后，系統(tǒng)開始測溫，并與采集的溫度進(jìn)行比較，通過軟件來控制電爐的開關(guān)。本系統(tǒng)硬件接口如下：P1AD；P00～P07LEDa～LEDdp.；P25～P27S1～S3；P20～P23COM1～COM3；此系統(tǒng)包括主控制程序，A/D采樣數(shù)據(jù)處理程序，PID算法程序，LED顯示及按鍵處理程序。 //PID初始化 while(1){ KeyValue = GetCh()。對端口的初始化即是對端口相應(yīng)位進(jìn)行設(shè)置。我們采用軟件的方法，利用主程序循環(huán)掃描，主程序每循環(huán)一次掃描到的鍵值相同時(shí)，則說明是某鍵按下。 k = s。其中均值處理是一個(gè)比較重要的環(huán)節(jié)，是A/D轉(zhuǎn)換前必不可少的工具，流程圖如圖28所示，以下是子程序。 while(!INTR)。 nop()。 //確定溫度系數(shù) else K = 。 // 設(shè)置PID微分值Out = 100*PIDCalc ( amp。 for(i=0。i10。//========================================================================//函數(shù): void PID_Initial(void)//語法：void PID_Initial(void)//描述：PID初始化//參數(shù)：無//返回：無//========================================================================void PID_Initial(void){ = 0。 ppLastError = Error?？刂瞥绦蛑袛喑绦蛄鞒虉D//========================================================================//函數(shù): void active()//語法：void active()//描述：PID輸出值的處理//參數(shù)：無//返回：無//========================================================================void active(){ if(Out=0){ turn_off_relay()。空閑模式下，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。驗(yàn)證上位機(jī)和下位機(jī)接收正常。（4）測量釋放電壓和釋放電流像上述那樣連接測試，當(dāng)繼電器發(fā)生吸合后，再逐漸降低供電電壓，當(dāng)聽到繼電器再次發(fā)生釋放聲音時(shí)，記下此時(shí)的電壓和電流，亦可嘗試多幾次而取得平均的釋放電壓和釋放電流。電路焊好后，接上電源，通過數(shù)據(jù)線連接電腦下載編好的程序，進(jìn)行調(diào)試。團(tuán)隊(duì)的皆同合作是相當(dāng)重要的，有時(shí)候1+12的作用。最大的體會(huì)還是理論運(yùn)用到實(shí)踐還是有很大差距，理論學(xué)得再好到了實(shí)際運(yùn)用的時(shí)候還是會(huì)出現(xiàn)很多問題，這些問題通過多實(shí)踐積累經(jīng)驗(yàn)可以得到解決。調(diào)試過程中，遇到不少問題，主要是經(jīng)驗(yàn)不足，經(jīng)過問老師和有經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)，問題基本上得到了解決。結(jié) 論此畢業(yè)設(shè)計(jì)是水溫控制系統(tǒng)，首先是方案的選擇。由此可以區(qū)別出那個(gè)是常閉觸點(diǎn)，那個(gè)是常開觸點(diǎn)。主要功能特性：兼容MCS51指令系統(tǒng)8k可反復(fù)擦寫(1000次）ISP Flash ROM32個(gè)雙向I/O口 3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘頻率033MHz全雙工UART串行中斷口線256x8bit內(nèi)部RAM2個(gè)外部中斷源低功耗空閑和省電模式中斷喚醒省電模式單片機(jī)最小系統(tǒng)就是一塊單片機(jī)芯片＋晶振電路＋復(fù)位電路，就是一塊AT89S52單片機(jī)外接一塊12MHz晶振所構(gòu)成的，機(jī)器周期為1181。 //停止計(jì)時(shí) } else{ if(Out30*) //溫度低于設(shè)定值2攝氏度 turn_on_relay()。} 繼電器控制繼電器是和AT89S52單片機(jī)的P25口相連的，它的開斷完全取決于P25口的輸出，即PID計(jì)算的結(jié)果。 = 0。 //計(jì)算累計(jì)值 Sum = Sum maxmin。i++){ if(ADC_DataSave[i]max) max = ADC_DataSave[i]。 // PID計(jì)算