【正文】 圖 3－ 7 PID算法程序流程圖 雙字節(jié)加法 程序 DSUM。 ACALL DSUM 。 MOV R3,4AH 。 ACALL CPL1 。 MOV R3,3BH 。 存入 4AH和 4BH單元 MOV 4BH,R6 。 MOV R0,46H 。計(jì)算 PI=KI E（ K） MOV R5,39H 。 27 ACALL CPL1 。否則（ 2EH）送 2AH RET 。若（ 2DH）！ =(2EH),則 CMP3 MOV 2AH,A 。 N Y Y N N N Y Y Y N N N Y Y N Y 圖 2－ 5采樣子程序流程圖 圖 2－ 6 數(shù)學(xué)濾波程序流程圖 采樣值始址送 R0采樣次數(shù)送 R2 （ 2CH ）！ ＝（ 2DH） ? （ 2CH）送 A A/D 完成 返回 （ 2DH ）送2AH (2CH) (2DH)? （ 2DH） （ 2EH） ? （ 2CH）?。剑?2EH） ? （ 2EH） （ 2CH） ? 選通 IN0啟動(dòng) ADC 延時(shí) 所有采樣結(jié)束？ (2CH)送 2AH （ 2CH)（ 2DH） ? （ 2DH）?。剑?2EH） ? （ 2DH ）送2AH （ 2DH ）送2AH （ 2EH ）送2AH 返回 26 相應(yīng)程序清單為： FILTER:MOV A,2CH 。 清越限標(biāo)志 POP DPH 。若 上次未越限，則轉(zhuǎn) WL INC 44H 。中斷返回 MTPL: JNC HAT 。啟動(dòng) T1 SETB ET1 。若溫度不越限，則令綠燈亮 ACALL PID 。轉(zhuǎn)上限處理程序 POP DPH 。保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) SETB D5H 。 在 T0 中斷服務(wù)程序中，還需要用到一系列子程序。 啟動(dòng) T0工作 SETB ET0 。 MOV DISM3, A 。 MOV 3BH, A 。溫度顯示和鍵盤(pán)掃描等程序。今天，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，用計(jì)算機(jī)算法代替模擬式PID調(diào)節(jié)器，實(shí)現(xiàn)數(shù)字 PID控制，使其控制作用更靈活、更易于改進(jìn)和完善。相應(yīng)地址分配為： 0000H－ 00FFH 8155內(nèi)部 RAM 0100H 命令 /狀態(tài)口 0101H A口 0102H B口 0103H C口 0104H 定時(shí)器低 8位口 0105H 定時(shí)器高 8位口 2732是 4KB EPROM型器件。 過(guò)零同步脈沖是一種 50Hz交流電壓過(guò)零時(shí)刻的脈沖，可使可控硅在交流電壓正弦渡過(guò)零時(shí)觸發(fā)通導(dǎo)。 MOV DPTR， 03F8H MOVX DPTR,A 若 8031 執(zhí)行下列程序： MOV DPTR， 03F8H MOVX A， DPTR 則可以從 ADC0809 輸入 A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量 溫度控制電路 8031對(duì)溫度的控制是通過(guò)可控硅調(diào)功器電路實(shí)現(xiàn)的。 這里需要說(shuō)明的示， ADC0809 的三個(gè)地址端 A、 B、 C 即可如前所述與地址線(xiàn)相連，也可與數(shù)據(jù)線(xiàn)相連，例如與 D0～ D2 相連?？蓳?jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)子程序， A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)后即調(diào)用此子程序，延遲時(shí)間一 到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 OE=0，輸出數(shù)據(jù)線(xiàn)呈高阻； OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 ADC0809 的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)由外界提供，因此有時(shí)鐘信號(hào)引腳。 圖 24 通道選擇 示意圖 （二） ．信號(hào)引腳 ADC0809 芯片為 28引腳為雙列直插式封裝，其引腳排列見(jiàn)圖 22。作為第一功能使用時(shí)，為普通 I/O口，其功能和操作方法與 P1相同。在 EPROM編程和程序驗(yàn)證時(shí)，它輸入低 8位地址。如采用外部時(shí)鐘電路時(shí)，對(duì)于 HMOS單片機(jī)，該引腳輸入外面時(shí)鐘脈沖；對(duì)于 CHMOS單片機(jī)，此引腳懸空。下面分別說(shuō)明這些引腳的名稱(chēng)和功能。（ ADC0809 的限定電壓為 05v） 為了提高測(cè)量精度，變送器可以進(jìn)行零點(diǎn)遷移。它既利用了單片機(jī)和 PLC 價(jià)格低、功能強(qiáng)、可靠性高的優(yōu)點(diǎn) 構(gòu)建適宜于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控站或下位機(jī)，又結(jié) 合 PC 機(jī)豐富的軟硬件資源，提供管理功能強(qiáng)大、人機(jī)界面友好的操作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了信息集中管理、過(guò)程分散控制的有機(jī)結(jié)合。集散控制是以微處理機(jī)為核心，把微型計(jì)算機(jī)，工業(yè)控制機(jī)，數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，顯示操作裝置，過(guò)程通道，模擬儀表等有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，采用組合組裝式組成系統(tǒng)。它還具有巡回檢測(cè)的全部功能，可以顯示參數(shù)值，打印報(bào)表，并能進(jìn)行越限報(bào)警和故障自診。此時(shí)的計(jì)算機(jī)只起到 “ 離線(xiàn) ” 的應(yīng)用，且計(jì)算機(jī)與過(guò)程裝置之間沒(méi)有任何物理上的連接。近幾年來(lái)快速發(fā)展了多種先進(jìn)的溫度控制方式，如： PID 控制，模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法控制等。電阻爐 。 temperature control system 3 第一章 引言 課題背景及研究意義 近 幾年來(lái)，在我國(guó)以信息化帶動(dòng)的工業(yè)化正在蓬勃發(fā)展，溫度已成為工業(yè)對(duì)象控制中一種重要的參數(shù)，特別是在冶金、化工、機(jī)械等各類(lèi)工業(yè)中，廣泛使用各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等。單片機(jī)以其功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、造價(jià)低和開(kāi)發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，成為自動(dòng)化領(lǐng)域和其他測(cè)控領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的器件，在工業(yè)生產(chǎn)中成為必不可少的器件。 一般來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)對(duì)爐溫控制大致采用以「四種方式 」 (data acquisition system, DAS) 計(jì)算機(jī)采集和處理系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為 核心對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行智能化，全工況開(kāi)環(huán)監(jiān)視系統(tǒng)。 圖 1－ 3 計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 6 SCC 系統(tǒng)不僅可以進(jìn)行給定值控制，同時(shí)還可以進(jìn)行順序控制，最優(yōu)控制及自適應(yīng)控制，它是 DAS 和 DDC 系統(tǒng)的綜合和發(fā)展。此種方式能夠?qū)崿F(xiàn)工 程系統(tǒng)的最優(yōu)控制，使生產(chǎn)過(guò)程能長(zhǎng)期在最佳狀態(tài)下進(jìn)行，且具有較高的可靠性，提高了系統(tǒng)的功能和效率，另外它的軟件和硬件采用模塊化結(jié)構(gòu)，使用維護(hù)方便，系統(tǒng)易開(kāi)發(fā)，易擴(kuò)展，有利于分批投資逐步擴(kuò)展 。 8 第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 溫度測(cè)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖 2－ 1 所示 。 8031是一種速度快，功耗大的 TTL型8位單片機(jī)。 （二） 時(shí)鐘電路引腳 XTAL1和 XTAL2 XTAL1：接外部晶體的一端。 PSEN：外部程序庫(kù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。在 CPU訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，它輸出高 8位地址。 P3口能驅(qū)動(dòng) 4個(gè) LSTTL負(fù)載。 12 START—— 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。使用中該狀態(tài)信號(hào)即可作為查詢(xún)的狀態(tài)標(biāo)志，又可作為中斷請(qǐng)求信號(hào)使用。其典型值為 +5V(Vref(+)=+5V, Vref()=5V). （三） . 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送 A/D 轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。 C． 中斷方式 把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)（ EOC）作為中斷請(qǐng)求信號(hào)，以中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 電路連接主要涉及兩個(gè)問(wèn)題。在給定周期 T內(nèi)， 8031只要改變可控硅管 15 的接通時(shí)間便可改變加熱絲功率，以達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。方波的正邊沿和負(fù)邊沿分別作為兩個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入觸發(fā)信號(hào)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出的兩個(gè)窄脈沖經(jīng)二極管或門(mén)混合后就可得到對(duì)應(yīng)于交流 220V市電的過(guò)零同步脈沖。有源校正環(huán)節(jié)一般是有運(yùn)算放大器和電阻、電容組成的反饋網(wǎng)絡(luò)連節(jié)而成，被廣泛地用于工程控制系統(tǒng)中，常常被稱(chēng)為調(diào)節(jié)器。 控制論告訴我們， PID控制的理想微分方程為： 1 ( )( ) [ ( ) ( ) ]0t d e tU t K e t e t d t TpdT d ti? ? ?? （ ） 式中， e(t)=r(t)y(t)稱(chēng)為偏差值，可作為溫度調(diào)節(jié)器的輸入信號(hào)，其中 r(t)為給定值， y(t)為被測(cè)變量值； Kp為比例系數(shù)； Td為積分時(shí)間常數(shù)； u(t)為調(diào)節(jié)器的輸出控制電壓信號(hào)。 50H送 SP CLR 5EH 。 MOV 3EH, A 。 MOV TMOD, 56H 。 調(diào)用顯示程序 ACALL SCAN 。 T0中斷服務(wù)程序框圖如圖 33所示。調(diào)用數(shù)學(xué)濾波程序 CJNE A,42H,TPL 。 RETI 。 對(duì) PID值求補(bǔ)，作為 TL1值 INC A 。顯示溫度 JB D5H,LOOP 。取 PID最大值輸出 CPL A 。 SUBB A,N 。 RETI 。否則，轉(zhuǎn) CMP2 CMP1: JNC CMP2 。若（ 2DH） （ 2EH），則 CMP4 MOV 2AH,A 。否則，（ 2EH） （ 2CH） CMP6: MOV 2AH,A 。 E（ K）送 39H和 3AH單元 MOV 3AH,R6 。 E（ K－ 1）送 R3R2 MOV R2,3CH 。 Pp的高 16位送 R5R4 MOV R4,48H 。 MOV R3,3DH 。對(duì) E(K1)求補(bǔ) ACALL DSUM 。 KD送 R5R4 MOV R4,38H 。求得 。 MOV 3DH,3BH 。 MOV R6,A 。對(duì) R7求補(bǔ) CPL A ADDC A,00H MOV R7,A POS1: MOV A,R5 RLC A 對(duì)積高 16 位求補(bǔ) 兩乘數(shù)符號(hào)皆為正？ 返回 31 MOV SIGN2,C 。否則，判兩乘數(shù)為正 ORL C,SIGN2 。R3+bcl送（ R0＋ 1） MOV A,R2 ADDC A,B ；加法，并形成 Cy MOV R2,A