【正文】 128 字節(jié)的特殊功能寄存器 SFR 地址空間，這個空間又分為 256 個 SFR 頁，由特殊功能寄存器 SFRPAGE 來切換。該芯片的 JTAG調(diào)試方式支持在系統(tǒng)、全速、非插入調(diào)試和編程 ,且不占用片內(nèi)資源。1℃。1186。一般的有兩種方法 :第一種就是手動調(diào)壓法 ,第二種控制方法在主回路中采取雙向可控硅裝置 ,并結(jié)合一些簡單的儀表 ,使得保溫階段能夠自動 ,但這兩種方法的升溫過程都是依賴于試驗(yàn)者的調(diào)節(jié) ,并不能精確的按照給定的升降溫速度來調(diào)節(jié)。利用 單片機(jī)來對溫度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。 成都大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì) ） I 基于 PID 的單片機(jī)溫度控制系統(tǒng) 摘要 ： 本設(shè)計(jì)主要任務(wù)是完成電阻爐 的 溫度測控，利用 C8051 單片機(jī)套件模塊作為核心器件配以適當(dāng)?shù)耐鈬娐穼?shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)，實(shí)施溫度監(jiān)控。 關(guān)鍵詞 ：單片機(jī)； 溫度控制； PID； 硬件系統(tǒng)； 軟件系統(tǒng) Design Of SCM’s Temperature Control System Based On PID Abstract： Design of the main tasks is to plete the resistance furnace temperature monitoring, Boards using C8051 MCU module as a core device temperature regulation, the implementation of temperature control. The system is divided into two partshardware and software. Which also includes hardware detection of nickel chromium / nickel and aluminum two thermocouple transmitter, control part C8051F060 Boards module, operative and other solidstate relay. Some major software also includes main program and procedures T0 interrupted several parts. This system mainly use software control temperature. I use PID control the temperature in this design. When the temperature changes result in a deviation of, through the PID algorithm to change its output pulse width, thus changing the solid state relays ontime and eventually change the heating wire power, to achieve the purpose of regulating temperature. We will thermocouple, the input and output channels。而采用以參數(shù)自整定 PID 控制為基礎(chǔ)的溫控系統(tǒng)具有自動檢測、數(shù)據(jù)實(shí)時采集、處理及控制結(jié)果顯示等功能，簡單、可靠 , 具有真正的智能化和靈活性，大大提高了控制質(zhì)量及自動化水平 ,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，對提高電爐溫度的控制精度 具有較好的意義。C。 系統(tǒng)是一個由 C8051F060 單片機(jī)控制的電阻爐溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)。 （２）片上集成有 64KＢ Ｆ lash、 4352Ｂ內(nèi)部 RAM（ 256＋ 4KB,可外擴(kuò)至 64KB）、 59 個Ｉ／Ｏ口、 ２通道 16 位１Ｍ SPS的可編程增益 Ａ DC、８通道 10 位 200KSPS可編程增益 ADC、２路 12 位DAC、３路模擬比較器、內(nèi)部電壓基準(zhǔn) 以及片內(nèi)電源監(jiān)視、降壓檢測和看門狗等功能。這樣，單片機(jī)就有足夠的 SFR 來設(shè)定和配制各種接口資源，并為以后擴(kuò)展預(yù)留了足夠的空間， 低端的 128 字節(jié) RAM 可通過直接或間接尋址來訪問，這和 8051 單片機(jī)的 RAM 完全一樣。 64KB 的 Flash 存儲器區(qū)除了可以存放程序代碼外，也可以用來存放非易失數(shù)據(jù)。 ADC1也有 靈活的轉(zhuǎn)換控制機(jī)制，允許用軟件命令、定時器溢出或外部信號輸入啟動 ADC1轉(zhuǎn)換；用軟件可以使 ADC1與 ADC0同步轉(zhuǎn)換。當(dāng)ADO_CON、 ADl– CON 為高電平時，運(yùn)放的輸出 OUT2 進(jìn)入 ADO 進(jìn)行 A／ D 轉(zhuǎn)換，運(yùn)放的輸出OUT4 進(jìn)入 ADl進(jìn)行 A／ D 轉(zhuǎn)換；當(dāng) ADO_CON、 ADl– CON 為低電平時，運(yùn)放的輸出 OUTl進(jìn)入ADO 進(jìn) 行 A／ D 轉(zhuǎn)換，運(yùn)放的輸出 OUT3 進(jìn)入 AD1 進(jìn)行 A／ D 轉(zhuǎn)換， 如 圖 所示 。定時器 0和 1幾乎完全相同 ，并且有 4種工作方式。在被訪問時以兩個字節(jié)的形式出現(xiàn)：一個低字節(jié) TL0或 TL1和一個高字節(jié) TH0或 TH1。 5位： TF0： 定時器 0 溢出標(biāo)志 當(dāng)定時器 0 溢出時由硬件置位該標(biāo)志能被軟件清除當(dāng) CPU 進(jìn)入定時器 0 中斷服務(wù)程序時它被自動清除。 1 /INT1是邊沿觸發(fā)。 6位： C/T1： 計(jì)數(shù) 器 /定時器 1選擇。 3位 : T0M 定時器 0 時鐘選擇 此位控制計(jì)數(shù)器 /定時器 0 的系統(tǒng)時鐘的分頻。在 ISR 返回前必須使該中斷請求無效，否則將產(chǎn)生另一個中斷請求。當(dāng)兩種不同導(dǎo)體 A， B接觸是時，由于導(dǎo)體兩邊的自由電子密度不同，在交界上邊產(chǎn)生電子的互相擴(kuò)散。 成都大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì) ） 11 圖 2－ 10 圖 2－ 11 熱電偶是由兩種不同導(dǎo)線或半導(dǎo)體材料焊接而成。但是，這種方法是不經(jīng)濟(jì)的， 因?yàn)閺默F(xiàn)場到儀表室一般較遠(yuǎn)，這將要耗費(fèi)許多貴重的熱電板材料。 它適用于氧化性或中性介質(zhì)中使用。該儀表的輸入回路與輸出回路，電源回路之間只有磁的聯(lián)系，無電 的直接聯(lián)系，因此它們之間是安全隔離的，調(diào)整校驗(yàn)步驟如下： ⑴ 準(zhǔn)備工作：按要求準(zhǔn)備好設(shè)備，檢察供電電壓是否 24VDC，極性是否正確，檢查接線無誤后接通電源，待通電半小時后，按照技術(shù)條件逐次檢查，首先根據(jù)該臺儀表的型號按表列出檢查點(diǎn)的輸入信號值，一般檢查點(diǎn)的量程范圍 0％， 10％， 30％， 50％， 70％， 90％， 100％，調(diào)整電阻箱，用Ｖ tg測量輸入信號，記下電阻箱的數(shù)據(jù)。 有如下兩種應(yīng)用于轉(zhuǎn)換溫度信號的典型電路： 成都大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì) ） 13 圖 2－ 13 溫 度轉(zhuǎn)換一 圖 2－ 14 溫度轉(zhuǎn)換二 固態(tài)繼電器 固態(tài)繼電器簡稱 SSR，它是晶體管或可控硅代替常規(guī)繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)，而在前級把光電隔離器融為一體，因此，固態(tài)繼電器實(shí)際上是一種帶光電隔離器的觸點(diǎn)開關(guān)。 圖 2－ 15 固態(tài)繼電器原理圖 過零觸發(fā)型 AC— SSR為四端器件，其內(nèi) 部電路如圖 215所示。 圖 216 電壓波形 圖 2－ 17 交流 SSR 輸出波形圖 成都大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì) ） 15 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) PID 算法 根據(jù)對偏差的比例（ P），積分（ I） ,和微分（ D） 運(yùn)算而進(jìn)行控制（簡稱 PID 控制），是對過程控制系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的一種 控制規(guī)律，此控制規(guī)律對許多工業(yè)過程控制時，都能得到比較滿意結(jié)果。但是，比例控制不能消除穩(wěn)態(tài)誤差。 由于自動控制系統(tǒng)有較大的慣性 組件（環(huán)節(jié)）或有滯后（ delay）組件，在調(diào)節(jié)過程中可能出現(xiàn)過沖甚至振蕩。隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，把它移植到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中來，將原來的硬件實(shí)現(xiàn)的功能用軟件來代替，因此稱作 PID 控制器，所形成的一整套算法則稱為數(shù)字 PID算法。滿足這一定理，采樣信號方可恢復(fù)或近似地恢復(fù)為原模擬信號，而不丟失主要信息。 Dk 微分系數(shù)， pDD kTk T? 。其余符號的意義。而放大系數(shù)和積分作用對系統(tǒng)的影響與此相似，即放大系數(shù)變大和積分作用變強(qiáng)都會使系統(tǒng)穩(wěn)定性變壞。 ● 用記錄儀表記錄被調(diào)量在階躍輸入下的整個變化過程曲線。但階躍信號也不能取得太小，否則干擾對測量結(jié)果誤差的影響就相對增加。輸出從起始值到達(dá) 。首先使 T0定時器產(chǎn)生每 5秒一次的定時中斷，作為本系統(tǒng)的采樣周 期。 對 A清零 MOV 2FH, A MOV 30H, A MOV 3BH, A MOV 3CH, A MOV 3DH, A MOV 3EH, A MOV 44H, A 。 CPU 開放中斷 LOOP: ACALL DISPLAY 。在 T0 中斷服務(wù)程序中， C8051 一方面把計(jì)算出來的 PID 值的補(bǔ)碼送入 TL0（ TH0 為FFH），使 “ 1”狀態(tài)和啟動 T1工作，然后等待 T1中斷，并在該中斷服務(wù)程序中使“ 0”狀態(tài)，以便在 ，控制加在固態(tài)繼電器上的同步脈沖數(shù)，達(dá)到對爐內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)。清顯示緩沖區(qū) MOV TMOD,56H 。脈沖的寬度則由 T1計(jì)數(shù)器溢出中斷決定。 但實(shí)際的飛升曲線起始有彎曲 ，不易找到確切的位置來滯后時間，這時可用一階加純滯后的虛線曲線來迫近，使后面大部分重合，而起始部分則可定出一個等效的滯后時間τ ， 這使我們可在曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)（即拐點(diǎn)）處作一切線，如圖與時間軸的交點(diǎn)認(rèn)為是一階的起點(diǎn)，即純滯后時間τ，而切線與穩(wěn)態(tài)值的交點(diǎn)時間常數(shù)應(yīng)為 T0，加上純滯后時間則實(shí)測為 τ +T0。它在穩(wěn)定控制信號作用下系統(tǒng)有一個穩(wěn)定的輸出，然后突然在輸入端加一幅適宜的階躍控制信號。 表 32 擴(kuò)充曲線響應(yīng) 表 成都大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì) ） 22 控制度 控制規(guī)律 T Kp Ti Td PI PID PI PID PI PID PI PID （ ３ ）階躍響應(yīng)曲線的測定 一階對象： 對象的微分方程為： Ty(t)‘ +y(t)=Kc(t) （ 38） 它的傳遞函數(shù)為： W(s)=K/(T0S+1) （ 39） 圖 3－ 7 一階曲線圖 它的曲線如上圖所示。如上圖中介紹的三種工能的各自特性，這樣，完全可以按照其大小 來選擇控制度?？刂菩Ч脑u價函數(shù)通常采用 20()E t dt?? （誤差平方積分）表示。 由式（ 31）可得孔子其在 K1 個采樣值為： 11 1 1 2 00[ ( ) ]k Dk p k j k kjI TTu k e e e e uTT?? ? ? ??? ? ? ? ?? （ 33） 將式（ 31）與式（ 33）相減，并整理，可得增量式 PID 控制算法公式為： 1 1 1 1 2[ ( 2 ) ]Dk k k p k k k k k kI TTu u u k e e e e e eTT? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 成都大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì) ） 19 112( 1 ) ( 1 )D D Dp k p k p kI T T TTk e k e k eT T T T??? ? ? ? ? ? (34) 上式可以寫成： ( ) ( 1 ) [ ( ) ( 1 ) ] ( ) [ ( ) 2 ( 1 ( 2 ) ]p I DU n U n k E n E n k E n k E n E n E n? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?） ( 1)p I DU n p