【正文】 1 RS232/485 轉(zhuǎn)換電路 ...............................................................................................................12 PWM 式鍵盤接口電路 ............................................................................................................14 可控硅調(diào)功電路 .....................................................................................................................15 第 4 章 芯片介紹 ............................................................................................................................17 單片機(jī) AT89C51 介紹 .............................................................................................................17 MC14499 芯片介紹 .................................................................................................................17 MAX197 芯片 ..........................................................................................................................18 74HC4060 芯片 .......................................................................................................................19 第 5 章 系統(tǒng)控制算法仿真 ..............................................................................................................21 飛升曲線 ................................................................................................................................21 PID 算法仿真 ..........................................................................................................................22 第 6 章 MCGS 組態(tài) ..........................................................................................................................27 的整體結(jié)構(gòu) ...................................................................................................................27 MCGS 軟件的功能和特點(diǎn) .......................................................................................................27 MCGS 組態(tài)過程 ......................................................................................................................28 3 第 7 章 系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì) .................................................................................................................31 系統(tǒng)主程序 ............................................................................................................................31 系統(tǒng)中斷服務(wù)程序 .................................................................................................................41 系統(tǒng) PID 子程序 .....................................................................................................................42 第 8 章 附錄 ....................................................................................................................................48 參考資料 ................................................................................................................................48 大林仿真程序 .........................................................................................................................48 系統(tǒng)程序 ................................................................................................................................49 硬件設(shè)計(jì)總圖 .........................................................................................................................51 第 9 章 總結(jié) ....................................................................................................................................46 4 第 1 章 緒論 課題的提出 近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)在 社會(huì)各領(lǐng)域的滲透， 單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷 地走向深入，同時(shí)也帶動(dòng)了傳統(tǒng)控制檢測(cè)的更新與發(fā)展 。在工業(yè)生產(chǎn) 的很多領(lǐng)域中，人們都需要對(duì)各類加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測(cè)和控制。本設(shè)計(jì)是以 AT89C51 單片機(jī)為系統(tǒng)的控制核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的采集、檢測(cè)和控制。該觸發(fā)脈沖由 AT89C51用軟件在 引腳上產(chǎn)生，受過零同步脈沖同步后經(jīng)光耦合管和驅(qū)動(dòng)管輸出送到可控硅的控制極上。 除上述電路， AT89C51 還要有 MC14499﹑ 74HC4060﹑ RS232RS485﹑和 MAX197等芯片接口電路?？刂瞥绦蚴怯脕?lái)對(duì)被控 進(jìn)行采樣，數(shù)據(jù)處理，根 據(jù)控制算法進(jìn)行計(jì)算和輸出等。 被控制對(duì) 象具有 典型的多階容積遲后特性，在工程上往往近似為包含有純滯后的二階容積遲后；由于被控 對(duì)象電容量大，通常采用可控硅作調(diào)節(jié)器的執(zhí)行器 。 AT89C51 通過可控硅調(diào)功能電路實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制。 系統(tǒng)控制程序采用兩重中斷嵌套方式設(shè)計(jì)。 2）三位式調(diào)節(jié) 它有上下限兩個(gè)給定值，當(dāng)爐溫低于下限給定值時(shí)招待器全開；當(dāng)爐溫在上、下限給定值之間時(shí)執(zhí)行器部分開啟；當(dāng)爐溫超過上限給定值時(shí)執(zhí)行器全閉。（一般采用晶閘管調(diào)節(jié)器為執(zhí)行器）。溫度檢測(cè)元件 Pt100 的電阻值與溫度的關(guān)系為 Rt=R0+（ 1+at+bt2） ， 式中 a=℃ ， b=℃ 2。 而 W7900 系列則輸出負(fù)極性電壓，其輸出電壓及電流則與 W7800 一樣。收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號(hào)是相對(duì)于信號(hào)地。它 采用平衡發(fā)送和差分接收， 因此 具有抑制共模干擾的能力。具體轉(zhuǎn)換電路如圖 所示。 RS232/RS485 轉(zhuǎn)換電路圖 PWM 式鍵盤接口電路 以往電路設(shè)計(jì)中，為實(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)的鍵盤、 LED 顯示，常采用兩種方法：一是用815 8255 并行擴(kuò)展 接 口構(gòu)成顯示、鍵盤電路。 ⑴ 工作原理 AT89C51 的數(shù)據(jù)輸入端 P1口，然后由傳感器、運(yùn)算放大器、 A 巾轉(zhuǎn)換器 (如 5G14433等 )組成的前置通道，由 P1 口采集的數(shù)據(jù)是 4 位 BCD 碼。字位選擇端 I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ經(jīng)反向器驅(qū)動(dòng)后，分別接在 4 個(gè)數(shù)碼管的公共端。 SA 置于 “1”擋， VD5 顯示； SA置于 “4” 擋，則 VD2 顯示； R5 是限流電阻，用來(lái)保護(hù) VS。波段開關(guān)SA 用 KZX12D11W。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容 。 MAX197 無(wú)需外接元器件就可獨(dú)立完成 A/D 轉(zhuǎn)換功能。 對(duì)于模擬到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換 ， 時(shí)序要求非常嚴(yán)格 ， 由于 MAX197 的數(shù)字信號(hào)輸出引腳是復(fù)用的 ,要正確讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果 ， 時(shí)序要求尤其重要。通過 RS 輸入端，振蕩器可由外部時(shí)鐘信號(hào)代替。實(shí)驗(yàn)中得到以 下飛升曲線。因?yàn)槠?(e)是給定值 (SP)與過程變量值 (PV)之差(en=SPnPVn)。 5. PID 手、自動(dòng)控制方式，在現(xiàn)場(chǎng)控制回路中，我們有時(shí)會(huì)出現(xiàn)擾動(dòng)的強(qiáng)變引起現(xiàn)場(chǎng)過程值的跳變，如果這時(shí)采用了 I 控制規(guī)律，要消除這個(gè)擾動(dòng)，會(huì)使得調(diào)節(jié)時(shí)間過長(zhǎng)、過慢，這時(shí)就需要人為的進(jìn)行干預(yù)。在加積分作用之前，應(yīng)將比例度加大為原來(lái)的 倍左右。穩(wěn)態(tài)誤差約為 %。 27 第 6 章 MCGS 組態(tài) MCGS 全中文工業(yè)自動(dòng)化控制組態(tài)軟件（以下簡(jiǎn)稱 MCGS 工控組態(tài)軟件或 MCGS）為我們建立全新的過程測(cè)控系統(tǒng)提供了一整套解決方案， MCGS 工控組態(tài)軟件是一套 32位工控組態(tài)軟件，可穩(wěn)定運(yùn)行于 Windows95/NT 操作系統(tǒng)，集動(dòng)畫顯示、流程控制、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制與輸出、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、雙機(jī)熱備、工 程報(bào)表、數(shù)據(jù)與曲線等諸多強(qiáng)大功能于一身，并支持國(guó)內(nèi)外眾多數(shù)據(jù)采集與輸出設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油、電力、化工、鋼鐵、礦山、冶金、機(jī)械、紡織、航天、建筑、材料、制冷、交通、通信、食品、制造與加工業(yè)、水處理、環(huán)保、智能樓宇、實(shí)驗(yàn)室等多種工程領(lǐng)域。提供近百種繪圖工具和基本圖符，快速構(gòu)造圖形界面 ； MCGS 組態(tài)過程 MCGS 為每一種基本圖形元素定義了不同的動(dòng)畫屬性，如：一個(gè)長(zhǎng)方形的動(dòng)畫屬性有可見度，大小變化，水平移動(dòng)等，每一種動(dòng)畫屬性都會(huì)產(chǎn)生一定的動(dòng)畫效果。 如何對(duì)工程運(yùn)行流程實(shí)施有效控制： MCGS 開辟了專用的 “運(yùn)行策略 ”窗口，建立用 29 戶運(yùn)行策略。 MCGS 用主控窗口、設(shè)備窗口和用戶窗口來(lái)構(gòu)成一個(gè) 應(yīng)用系統(tǒng)的人機(jī)交互圖形界面．組態(tài)配置各種不同類型和功能的對(duì)象或 結(jié) 構(gòu)。選用寄存器組 0 MOP SP, 4FH 。調(diào)用按鍵初始程序 JNB TIME160K, MAIN1 。采樣中間位存于 2AH RET PID 控制程序 PIDPROGROM MOV R5, 61H 。 MOV A, R7 。e(k)﹥∑時(shí) Ki* JNB SPID SPD: MOV 69H, 00H MOV 6AH, 00H RET SPID: MOV R5, 69H 。求 KP△ 2e(k) MOV R4, 6AH MOV R3, 6DH