【正文】 rIn = sensor ()。) { = 。 sPID。 Error = ppSetPoint // Integral。 LCD_Init()。 if(DHamp。 DL=1。 AD_CONVST = 0。 delay(1)。 AD_SCKL = 0。 sf=(date%100)/10。}。DW=60。 }void LCD_Init(){ uchar num。y0。sbit AD_CONVST = P3^7。欣慰之余，我要向關(guān)心和支持我學(xué)習(xí)的所有領(lǐng)導(dǎo)、同事和朋友們表示真摯的謝意！感謝他們對我的關(guān)心、關(guān)注和支持！同窗之誼和手足之情，我將終生難忘！師生之情，血濃于水的感情將陪伴我度過一生，這將是我進(jìn)步的階梯。謝 辭論文終于定稿了，此刻的我思緒萬千，心情久久不能平靜。系統(tǒng)還設(shè)置了按鍵調(diào)節(jié)功能。編寫程序時，首先要將內(nèi)存中指定的單元存入PID運(yùn)算所需的參數(shù)，除固定常數(shù)、以外，其他數(shù)據(jù)都要每個采樣周期更新一次。(2) 增量型控制算法求出每步的控制量 因?yàn)? 故增量型控制量為 式中，在增量型控制算法中，只需要知道當(dāng)前值及兩個歷史輸入值就可求出當(dāng)前的控制增量，如步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)量。PD控制改善了系統(tǒng)的動態(tài)性能，提高了系統(tǒng)的快速性，但系統(tǒng)的抗干擾能力減弱。 PID控制的基本原理所謂PID控制，就是對偏差信號e(t)進(jìn)行比例、積分和微分運(yùn)算變換后形成的一種控制規(guī)律，即 （41）式中： ——比例控制項，KP為比例系數(shù)； ——積分控制項，Ti為積分時間函數(shù)； ——微分控制項，Td為微分時間常數(shù)。另一方面，在需要手動調(diào)節(jié)電壓值時，MAX531轉(zhuǎn)換器保證了調(diào)節(jié)的精度。本設(shè)計是通過AD7896將信號采集間接執(zhí)行單片機(jī)采樣，通過編寫代碼將電壓值在LCD1602顯示屏上實(shí)現(xiàn)。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。 LCD1602極限參數(shù)表名稱符號標(biāo)準(zhǔn)值單位MINTYPEMAX電路電源VDDVSSVLCD驅(qū)動電壓VDDVEEVDD+ V輸入電壓VINVDD+V靜電電壓100V工作溫度20+70176。在此模式下，啟動信號CONVST一般處于高電平。例如：在雙極性模式帶阻性負(fù)載時，把DAC代碼設(shè)置為中間值800H。 MAX531芯片具有高分辨率D/A轉(zhuǎn)換集成電路。對于D/A轉(zhuǎn)換器來說，則用12位的轉(zhuǎn)換器。電感濾波之后，利用電容再一次濾掉交流分量，這樣，便可得到更為平直的直流輸出電壓。若極性接反，過高的反向電壓可能擊穿電容器。 橋式整流整流電路的任務(wù)是將交流電變換成直流電。因此壓差大時建議分檔調(diào)壓。其中輸入電壓為交流220V，經(jīng)過變壓器次級輸出，再進(jìn)行整流。，包括主控電路、鍵盤電路、顯示電路、電源電路、放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路以及采樣電路。利用單片機(jī)程控輸出數(shù)字信號，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器（DA0832）輸出模擬量，再經(jīng)過運(yùn)算放大器隔離放大，控制輸出功率管的基極，隨著功率管基極電流的變化而輸出不同的電壓。如何使得在用電過程中保護(hù)電壓的恒定也是本設(shè)計中所需研究解決的問題。 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀在我國，以電力電子學(xué)為核心技術(shù)的電源產(chǎn)業(yè)，從二十世紀(jì)60年代中期開始形成，到了90年代以來，電源產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展時期。程控電源可以任意設(shè)定輸出電壓或電流，所有功能由面板上的鍵盤或通過串口通信連接的上位微機(jī)實(shí)現(xiàn)，給電路實(shí)驗(yàn)帶來極大的方便，提高了工作效率。數(shù)字化智能電源模塊是針對傳統(tǒng)智能電源模塊的不足提出的，數(shù)字化能夠減少生產(chǎn)過程中的不確定因素和人為參與的環(huán)節(jié)數(shù)，有效地解決電源模塊中諸如可靠性、智能化和產(chǎn)品一致性等工程問題，極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的可維護(hù)性。電力電子技術(shù)是電能的最佳應(yīng)用技術(shù)之一。新的變換技術(shù)和控制理論的不斷發(fā)展，各種類型專用集成電路、數(shù)字信號處理器件的研制應(yīng)用，到90年代，功率密度達(dá)到每立方英寸50W的數(shù)控電源。Matthew等提出了采用多路D/A分別設(shè)定多路輸出電壓，以及以多路A/D進(jìn)行輸出檢測的微機(jī)數(shù)控電源。具有較高的使用價值。系統(tǒng)設(shè)計的目的是要用微處理器來替代傳統(tǒng)直流穩(wěn)壓電源中手動旋轉(zhuǎn)電位器，實(shí)現(xiàn)輸出電壓的連續(xù)可調(diào)，精度要求高。 方案一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖方案二：采用51系列單片機(jī)作為整機(jī)的控制單元，通過改變輸入數(shù)字量來改變輸出電壓值，從而使輸出功率管的基極電壓發(fā)生變化，間接地改變輸出電壓的大小。 方案三系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計本文所設(shè)計的基于單片機(jī)的智能穩(wěn)壓系統(tǒng)，是以89C51單片機(jī)系統(tǒng)為控制核心，以PID算法為調(diào)節(jié)器，采用12位的AD7896轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行電壓數(shù)據(jù)采集和串行控制的12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器MAX531進(jìn)行調(diào)節(jié)，以LCD1602顯示屏顯示電壓值，利用繼電器來選擇接地和電池，便于調(diào)零電位。因?yàn)樵诟叻€(wěn)定電源中，溫度系數(shù)和漂移這兩個關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)的好壞都是由這個因素所決定的。當(dāng)317穩(wěn)壓塊的輸出電流小于其最小穩(wěn)定工作電流時，317穩(wěn)壓塊就不能正常工作。由于它內(nèi)部還是線性穩(wěn)壓，因此功耗比較大。本設(shè)計穩(wěn)壓電源以可調(diào)三端穩(wěn)壓集成電路LM317為基礎(chǔ)() ,。 單相橋式整流濾波電路波形圖 濾波電路濾波電路用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般由電抗元件組成，如在負(fù)載電阻兩端并聯(lián)電容器C，或與負(fù)載串聯(lián)電感器L，以及由電容、電感組合而成的各種復(fù)式濾波電路。反之，當(dāng)電流減小時，自感電動勢的方向與電流的方向相同，自感電動勢阻止電流的減小，同時將能量釋放出來，使電流減小緩慢，因而使負(fù)載電流和負(fù)載電壓脈動大為減小。+，+1V。內(nèi)部運(yùn)算放大器根據(jù)需要可配置成＋1或＋2的增益，也可作四象限乘法器。MAX531輸入數(shù)據(jù)以16位為一個單元，因此需要兩個寫周期把數(shù)據(jù)存入DAC。VDD輸入同時用作器件的基準(zhǔn)電壓，因而無需外部基準(zhǔn)電壓。 LCD1602的引腳功能序號 符 號 名 稱 功 能 1Vss接地0V 2VDD電路電源5V177。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。 本設(shè)計主要是采用STC89C52單片機(jī)作為整個系統(tǒng)的控制核心部件。數(shù)據(jù)讀取程序以子程序調(diào)壓的形式出現(xiàn)，方便了子程序的移植。在連續(xù)時間控制系統(tǒng)中，PID控制應(yīng)用得非常廣泛。(3) 比例加微分控制：控制器傳遞函數(shù)：e(s)U(s)－ PD控制器方框圖微分控制作用具有預(yù)測特性，時間常數(shù)Td就是微分控制作用超前于比例控制作用效果的時間間隔。 從式（42）可見，采樣周期越大，積分作用越強(qiáng)，但微分作用越弱。 PID子程序流程圖PID算法子程序的作用在于：根據(jù)給定電壓、實(shí)測電壓和調(diào)節(jié)器參數(shù)計算輸出量，并將輸出量按比例轉(zhuǎn)換為雙晶閘管的導(dǎo)通時間。預(yù)置電壓（V）顯示電壓（V）測量電壓（V）用單片機(jī)控制電源時，輸出直流036V，液晶顯示器顯示清晰正確，誤差極小，完美的實(shí)現(xiàn)了數(shù)控恒壓源這一課題。通過這次設(shè)計，本人從中受益匪淺。無論是在理論學(xué)習(xí)階段，還是在論文的選題、資料查詢、開題、研究和撰寫的每一個環(huán)節(jié)，無不得到導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)和幫助。sbit MAX_SCKL = P2^2。 for(x=z。 LCD_E=1。 if (Set8)Set=0。 else Set+=8。 if(Set=1869)date+=860。 //////////啟動轉(zhuǎn)換////////////// AD_CONVST = 0。 } for(ii=0。 //////////啟動轉(zhuǎn)換//////////// AD_CONVST = 1。 AD_SCKL = 0。// for(i=0。 } MAX_CS = 1。 double // dError, // 積分項 )。 PIDInit ( amp。 }}void main(){ Z_Init()。 = 。 + ppLastError = Error。 // double MAX_SCKL =1。 date|=DH。 /////////////數(shù)據(jù)讀取//////////////// for(ii=0。 AD_SCKL = 1。 //while(AD_BUSY ==0)。 write_date(0x30+shi)。 if(KEY4==0) { while(KEY4==0)。 if(KEY2==0) { while(KEY2==0)。 write_(0x0c)。 LCD_E=0。/////////LCD1602//////////////sbit LCD_E = P3^4。在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)了數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的基本思想和方法，學(xué)會了科學(xué)的分析實(shí)際問題，通過查資料、分析資料及請教老師和同學(xué)等多種途徑，獨(dú)立解決問題。將整個系統(tǒng)根據(jù)不同的功能化分成模塊，再分別進(jìn)行設(shè)計，逐個攻破，最后再將其整合即可。與傳統(tǒng)的需要A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)相比，控制更加簡單，抗干擾性大大增強(qiáng)。如果需求被控物理量始終保持恒定，那么就是一個常數(shù)，由鍵盤輸入后存入內(nèi)存即可；如果要求被控制量隨時間變化，那么一般要每次通過計算求出后存入內(nèi)存。進(jìn)一步，可寫出位置算法的推理式為 采用這種遞推式要求控制器必須具有保持功能，能后保持上一次的輸出值。因此，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)。在PID控制系統(tǒng)中，D（s）完成PID控制規(guī)律，稱為PID控制器。 寄存器選擇功能表RSR/W操作00指令寄存器(IR)寫入 01忙標(biāo)志和地址計數(shù)器讀出 10數(shù)據(jù)寄存器(DR)寫入11數(shù)據(jù)寄存器讀出 在對LCD1602編寫代碼之前必須進(jìn)行初始化，否則模塊無法正常顯示，其初始化方法有兩種；利用內(nèi)部復(fù)位電路進(jìn)行初始化和軟件復(fù)位初始化，本文主要采用內(nèi)部復(fù)位電路進(jìn)行初始化。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計硬件設(shè)計的各個功能模塊構(gòu)成了整個控制系統(tǒng)的物理基礎(chǔ)，各功能模塊需通過一定的軟件程序參與，才能完成自身的功能，要使各功能模塊協(xié)調(diào)配合真正的運(yùn)作起來，需通過一定的軟件將它們連接成一個有機(jī)的整體，整個系統(tǒng)才能完成制定的功能。XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。PSEN：外部程序存儲器的選通信號。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。主要處理采樣電路所采集的數(shù)據(jù)和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路所要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，同時對按鍵掃描執(zhí)行電壓值加減。經(jīng)過最大8μs時間后轉(zhuǎn)換結(jié)束，BUSY自動從高電平變?yōu)榈碗娖?，轉(zhuǎn)換結(jié)果保存在輸出寄存器中。 MAX531的工作時序圖 采樣電路本設(shè)計的采樣電路是利用AD7896芯片組成。 芯片外部引腳圖 各個引腳功能 MAX531工作原理MAX531芯片采用5V或177。然后送至給電源的輸出端，從而構(gòu)成閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 鍵盤電路鍵盤是由若干各按鍵組成的，它是單片機(jī)最簡單的輸入設(shè)備。除了剛過最小值的一小段時間內(nèi)，仍有Uc=U的關(guān)系外，之后就出現(xiàn)UUc的情況，二極管承受反向電壓，處于截止?fàn)顟B(tài)。常見的幾種整流電路有單相半波、全波、橋式和倍壓整流。本電路中使用的電容大小為100uF，耐壓為50V。電網(wǎng)供電有高峰期和低谷期，不可能始終穩(wěn)定如初。為了能夠使系統(tǒng)具備檢測實(shí)際輸出電壓值的大小，可以經(jīng)過12位的ADC7896進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，間接用單片機(jī)實(shí)時對電壓進(jìn)行采樣，再經(jīng)過12位的D/A轉(zhuǎn)換器MAX531將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量便于輸出量的PID調(diào)節(jié)。由于采用美觀方便的按鍵操作代替了傳統(tǒng)的開關(guān)或旋鈕，避免了手動控制帶來的人為誤差；由于采用具有顯示信息量大等優(yōu)點(diǎn)的液晶顯示器LCD，大大增強(qiáng)了操作者和微處理器之間的對話能力。目前國內(nèi)在這兩方面研究比較多的是成都電子科技大學(xué)和廣州華南理工大學(xué)，主要是利用單片機(jī)和可編程系統(tǒng)器件(PSD)來控制開關(guān)直流穩(wěn)壓電源或數(shù)字化電壓單元達(dá)到數(shù)控的目的，但和國外的比較起來，效果不是很理想，還有很大的差距。普通直流穩(wěn)壓電源品種很多，但均存在以下問題：輸出電壓是通過粗調(diào)(波段開關(guān))及細(xì)調(diào)(電位器)來調(diào)節(jié)。在電子設(shè)備中，直流穩(wěn)壓電源的故障率是最高的（長期工作在大電流和大電壓下，電子元器件很容易損壞）但在直流穩(wěn)壓電源中，通過整流、濾波電路所獲得的直流電源的電壓往往是不穩(wěn)定的。隨著數(shù)控電源在電子裝置中的普遍使用，普通電源在工作時產(chǎn)生的誤差，會影響整個系統(tǒng)的精確度。但其產(chǎn)品存在數(shù)控程度達(dá)不到要求、分辨率不高、功率密度比較低、可靠性較差的缺點(diǎn)。直流穩(wěn)壓電源朝著數(shù)字化方向發(fā)展。以單片機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)而設(shè)計制造出來的新一代智能穩(wěn)壓電源不但電路簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、價格低廉、性能卓越，而且由于單片機(jī)具有計算和控制能力，利用它對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行