【正文】 ***************************************/void Beep(unsigned char ttt){ PWME_PWME1 = 1。 PWMSCLB = 0X02。 for(ii=0。 SciTx(ge)。 qian=qian+0x30。 char qian=0,ge=0,si=0,bai=0。 return。0x80)) 。 = 。 return Du。 } else { Perr=ErrpPreerr。 //Perr=E(k)E(k1) Derr=Err2*(pPreerr)+pPre2err。 //本次誤差 float Max_e。 //選擇調(diào)整的參數(shù) P or I or Dfloat temp=。 //接口數(shù)組反饋值int i=0。通過軟件和硬件的結(jié)合，也更進一步的體會了嵌入式編程，這也是這次設(shè)計中收獲最大的地方。回顧整個設(shè)計的過程，差不多也就是熟悉MC9S12DG128這款單片機和數(shù)字PID控制的過程。而DDC(直接數(shù)字控制)系統(tǒng)直接控制。在本系統(tǒng)中，微分時間常數(shù)設(shè)為0。1．試湊法首先確定比例增益Kp，確定比例增益Kp時，首先去掉PID的積分項和微分項，一般是令=0,Td=0，使PID為純比例調(diào)節(jié)。從理論上來講，采樣頻率越高，失真越小，但從控制空對空本身而言，大都依靠偏差信號E(k)進行計算。MC9S12DG128的定時器寄存器比較復(fù)雜，本次設(shè)計中用到的寄存器有TSCRTSCRTIE、TCNT、TIOS、TCTL、TFLG1。本系統(tǒng)中串口的發(fā)送模塊是用于鍵盤程序的人機交互，以及PID運算后輸出的增量值。圖39　鍵盤功能實現(xiàn)第三部分流程說明：flag為set鍵按下標志，flag1為參數(shù)選擇鍵按下標志。鍵盤功能實現(xiàn)第一子模塊實現(xiàn)在100ms標志時的PID設(shè)置鍵(SET)按下判斷。如果B取得太大，則系統(tǒng)將產(chǎn)生很大的滯后，當B＝0時，或K＝1時，則為PID控制。增量式PID控制的算法如圖32所示。單片機上電后進行上電復(fù)位，復(fù)位后程序開始運行，分別對D/A轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、串口、定時器、PWM進行初始化。鍵盤訪問方式有兩種方法，一種是采用中斷方式，另一種是采用輪詢方式。只簡單地提供鍵盤的行列與矩陣，其他操作比如按鍵的識別，按鍵的讀數(shù)等全靠軟件完成，故硬件較為簡單，但相對編碼鍵盤非編碼鍵盤占用CPU時間較多。 鍵盤方案的比較與選擇鍵盤實際上是由排列成矩陣形式的一系列按鍵開關(guān)組成的，它是單片機系統(tǒng)中最常用的一種輸入設(shè)備，常用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入、命令傳送等功能，是人工干預(yù)的主要手段。下面分別對兩種方案進行比較和選擇。第二章　硬件設(shè)計　設(shè)計思路結(jié)晶器振動控制系統(tǒng)的設(shè)計思想是以MC9S12DG128單片機為核心，通過單片機控制外圍芯片及電路。增量式控制雖然只是在算法上作了一點改進，但卻帶來了不少的優(yōu)點：1. 由于計算機輸出增量，所以誤動作時影響小，必要時可用邏輯判斷的方法去除。 K：采樣序號，k=0，１……。這種系統(tǒng)多用電動(或氣動)單元組合儀表DDZ(或QDZ)來完成。理想PI控制器的階躍響應(yīng)如圖8所示?？梢姡e分部分可以消除系統(tǒng)的偏差。當僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差，比例控制的階躍響應(yīng)特性如圖17所示。習(xí)慣上稱e(t)0為正偏差，e(t)0為負偏差。開發(fā)人員可以能過它向目標板下載程序，同時也可通過BDM對調(diào)試器對目標板MCU的Flash存儲器進行寫入、擦除等操作。MC9S12在內(nèi)部集成了完整的振蕩電路，XTAL和EXTAL分別為振蕩器的輸出和輸入引腳。當上述事件觸發(fā)復(fù)位時，HCS12在程序計數(shù)器中旋轉(zhuǎn)一個復(fù)位向量（內(nèi)存地址），處理器執(zhí)行啟動例程。（1）外部復(fù)位：HCS12 MCU配備一個標記為的低電平有效復(fù)位引腳，當該引腳電壓為低時，觸發(fā)復(fù)位。MC9S12DG128最小系統(tǒng)為保證系統(tǒng)能夠成功運行，應(yīng)該包括以下幾個部分：電源電路、時鐘電路、串口電路、BDM接口、復(fù)位電路、調(diào)試小燈。特殊功能使能后，對應(yīng)引腳的通用I/O關(guān)閉。復(fù)位后為通用I/O引腳，要使用某特殊功能，可以通過相應(yīng)功能寄存器的使能位來實現(xiàn)。（3）AD口ATD子系統(tǒng)輸入或通用輸入引腳，復(fù)位后默認為通用I/O輸入引腳并且只能做輸入。(6) BKGD： 背景調(diào)試引腳。(4) PE1 ()： 可屏蔽外部中斷輸入腳，可通過程序選擇（中斷控制寄存器INTCR），該引腳是否中斷邏輯連接，以及下降沿或電平觸發(fā)方式。XTAL是晶體驅(qū)動輸出，當EXTAL外接時鐘時，該引腳必須懸空。電壓調(diào)整器關(guān)閉時。要在兩個之間放置旁路電容，并且要盡量靠近MCU。該系列單片機有很高的集成度，片上集成了很多功能模塊，如串行通信接口、串行設(shè)備接口、USB接口、A/D轉(zhuǎn)換器、PWM和CAN等，豐富的外設(shè)資源使用戶使用起來十分方便。這種嵌入式系統(tǒng)的主要任務(wù)是提高智能化水平應(yīng)用，如智能化儀器儀表、智能化家電等。嵌入式系統(tǒng)相對于通用計算機而言，主要用于控制領(lǐng)域，兼顧數(shù)據(jù)處理。1978年出現(xiàn)了第三代16位微處理器，其典型代表為Intel公司的808Zilog公司的Z800以及Motorola公司的M68000。1971年，Intel公司生產(chǎn)了世界上第一臺4位微處理器Intel4004，它本身就是為了嵌入式應(yīng)用（即計算器）而設(shè)計的。由于拉速提高后結(jié)晶器保護渣用量相對減少，坯殼與結(jié)晶器壁之間發(fā)生粘結(jié)而導(dǎo)致了漏鋼的可能性增加。目前連鑄結(jié)晶器的常用振動波形有正弦波和非正弦波兩種方式。這種振動方式對鑄坯脫模是有效的。與此同時，容漢斯振動結(jié)晶器又被應(yīng)用于德國曼內(nèi)斯曼（Mannesmann）公司胡金根廠（Huckiugen）的一臺試驗連鑄機上。Pehrson）曾提出結(jié)晶器應(yīng)按照一定的振幅和頻率做往復(fù)運動的想法，即采用結(jié)晶器振動裝置使結(jié)晶器按照給定的振幅、頻率和波形運動。結(jié)晶器工藝圖如圖11所示。因此對于結(jié)晶器必須具有良好的導(dǎo)熱性能，鋼水進入后能夠迅速形成足夠的初生坯殼，還有較強的耐磨性和較長的使用壽命及有良好的剛性和結(jié)構(gòu)工藝性。H勒德隆鋼公司（Allegheng Ludlum Steel Corporation）的Watervliet廠的一臺方坯試驗連鑄機上采用了振動結(jié)晶器。最早出現(xiàn)的是矩形速度振動規(guī)律，其特點是結(jié)晶器在下降時與鑄坯做同步運動，然后以3倍的拉坯速度上升，即所謂的3:1型振動方式。采用偏心輪設(shè)備簡單，易于加工制造、安裝和維護，運動精度高，設(shè)備運動平穩(wěn)，沖擊小，易于采用較高頻率振動。隨著高速鑄機的開發(fā)，拉坯速度越來越快，結(jié)晶器上振時與鑄坯間的相對運動速度越來越大，特別是結(jié)晶器應(yīng)用高頻振動后此速度更大?！CS12單片機 微處理器與嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展從20世紀70年代起，VLSI(very large scale integrated circuits)技術(shù)，即超大規(guī)模集成電路技術(shù)的運用使得我們可以將整個中央處理器集成在一個芯片上。同時期微處理器的同類產(chǎn)品還有Motorola公司的M6800、Zilog公司的Z80、Intel公司的8085等。在2001年中國單片機學(xué)會召開的年會上，才把單片機與嵌入式系統(tǒng)聯(lián)系在一起。這一階段系統(tǒng)的主要特點是CPU種類繁多、通用性較弱、系統(tǒng)的開銷小、操作系統(tǒng)的兼容性和擴展性較低、應(yīng)用軟件較為專業(yè)、用戶界面不夠友好以及網(wǎng)絡(luò)功能較弱。MC9S12有多個系列幾十個品種，而且仍然在不斷發(fā)展之中。(2) VDDX和VSSX： I/O電源和接地引腳，提供I/O驅(qū)動。(6) VDDPLL和VSSPLL： 振蕩器和鎖相環(huán)供電引腳。EXTAL既可接晶振，也可接COMS兼容的時鐘信號信號，驅(qū)動內(nèi)部時鐘產(chǎn)生電路，器件中所有時鐘信號都源于該引腳輸入的時鐘。內(nèi)部復(fù)位首先將該引腳拉低并保持131134個系統(tǒng)時鐘周期然后釋放該引腳，再過64個系統(tǒng)時鐘周期采樣該引腳電平，如果該引腳回到了高電平，說明復(fù)位是由時鐘監(jiān)視器或COP看門狗電路引起的，CPU將取得時鐘監(jiān)視器或COP看門狗的復(fù)位向量；如果該引腳仍然是低電平，就確定為外部復(fù)位，將取得外部復(fù)位的向量。該中斷申請經(jīng)常用于系統(tǒng)掉電、硬件故障等場合。輸入可內(nèi)部上拉，輸出具有降低功率驅(qū)動功能，但PEPE0固定為輸入。（6）P口SPI、脈寬調(diào)制輸出、I/O中斷或通用I/O。（10）H口I/O與I/O中斷共享，復(fù)位后為通用I/O引腳。MC9S12DG128上面帶有一個串行接口，可以通過串口驅(qū)動電路的RS232電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232將TTL電平轉(zhuǎn)換成RS232電平，然后通過9芯串行電纜和PC機進行通信。３．復(fù)位電路HCS12系列MCU共有四種事件可以觸發(fā)系統(tǒng)復(fù)位。（4）時鐘監(jiān)控復(fù)位：當系統(tǒng)時鐘頻率低于某個預(yù)設(shè)值時或停止時，將觸發(fā)時鐘監(jiān)控復(fù)位。S12微控制器系統(tǒng)時鐘范圍較廣，實際可以高達到40MHz。5． BDM接口電路背景調(diào)試模式(BDM)是由Freescale半導(dǎo)體公司自定義的片上調(diào)試規(guī)范。在單回路控制系統(tǒng)中，由于擾動作用使被控變量偏離給定值，從而產(chǎn)生偏差e(t)=r(t)y(t) 式中e(t)為偏差，r(t)為輸入值，y(t)測量值。其控制器的輸出與誤差信號成比例關(guān)系，也是唯一能復(fù)原輸入信號的控制規(guī)律。只有在偏差e(t)＝0時，它的輸出才能是一個常數(shù)。在階躍信號加入的瞬間，輸出突跳到某一值，這是比例作用的輸出()；以后隨時間不斷增加，為積分作用的輸出()?！ID算法的數(shù)字化在模擬系統(tǒng)中，其過程控制方式就是將被測參數(shù)，如溫度、壓力、流量、成分、液位等，由傳感器轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標準信號送入調(diào)節(jié)器中與給定值進行比較，然后把運算得到的差值經(jīng)PID運算后送到執(zhí)行機構(gòu)，改變進給量以達到自動調(diào)節(jié)的目的。 ：第(K1)次采樣時的偏差值。對應(yīng)閥門實際位置的控制量，目前采用較多的是利用算式P(k)=P(k1)十△P(k)通過軟件來完成。綜上可以得出，在計算機系統(tǒng)中一般都采用增量式PID控制算法，而不使用位置式PID控制算法。PID調(diào)節(jié)器可由硬件或軟件來實現(xiàn)。經(jīng)反復(fù)比較及實際應(yīng)用要求，最終選擇方案2。非編碼鍵盤：靠軟件識別的稱為非編碼鍵盤。兩種鍵盤示意圖如圖22所示。人機接口包括串行口發(fā)送和鍵盤掃描，PID算法實現(xiàn)系統(tǒng)的PID控制。增量式PID控制算法對D/A轉(zhuǎn)換器輸入數(shù)據(jù)和A/D轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)據(jù)進行增量式PID運算。死區(qū)B是一個可調(diào)的參數(shù)，B值太小使調(diào)節(jié)動作過于頻繁，不能達到穩(wěn)定被調(diào)對象的目的。鍵盤程序通過判斷標志位，當為1時清除標志位并進行鍵盤掃描，如果有鍵按下就執(zhí)行相應(yīng)功能。當PID設(shè)置鍵按下標志位和PID參數(shù)選擇鍵按下標志位都為1時，進入第三部分子模塊，實現(xiàn)PID參數(shù)的改變，程序流程圖如圖39所示。根據(jù)結(jié)晶器振動控制要求，設(shè)置SCI0CR2的值為0x0c，設(shè)置SCI0CR1的值為0x0。定時器在應(yīng)用之前必須先進行初始化。但是數(shù)字調(diào)節(jié)器除的整定除和自身的參數(shù)有關(guān)外，還與外部采樣周期T有關(guān)。 常用的PID整定方法有試湊法和擴充臨界比例度法。若要設(shè)定，與確定Ｋp和的方法相同，取不振蕩時的30%。對于模擬系統(tǒng)，其誤差平方積分可由紙上計算。圖41　程序開始運行截圖第五章　總結(jié)到目前為止，基本完成了畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容。軟件的編寫，不僅涉及到PID的算法，還涉及到硬件電路。 //接口數(shù)組設(shè)定值int F_DATA[20]={2,10,90,108,17,161,5,143,142,21,10,9,84,77,67,54,41,13,20,11}。//鍵盤檢查標志char pid_choose。 //上次誤差 float Preerr。 //本次誤差Err=E(k) if(Err) { Perr=ErrpPreerr。 return Du。 if(Du) //min Du=。 = 。) { while(!(SCI0SR1amp。 SCI0DRL = 0x09。 } void SciPID(float t){ //int k。 ge=((t(100*qian)(10*bai)(si))+)*10。 SciTx(0x2e)。 if (ms1) ms=1。 //對clock SA 進行2*PWMSCLA=4分頻；pwm clock=clockA/4=125KHz。 PWME_PWME1 = 0。 } /**************************************************************//*MAIN主函數(shù)*//**************************************************************/void main(void) { /* put your own code here */ DDRH=0x00。 pid_set = 1。 =S_DATA[i]。 //print_str(\nRout is )。 //SciPID()。 if(set==0) //如果set鍵按下 通過標志位確定程序入口 { Dly_ms(10)。 SciPID()。 SciPID()。 SciPID(Rout)。 print_str(\n*******************pid_set_choose )。 i