【正文】 (flag1==2)amp。(flagk==0)) {kd++。} else if((flag==3)amp。 case 0xEE:break。break。 KEY4_4=0xfb。 } //==================PID 子程序 ====================// uint zlPID(uint sk) { float K,I,D。 delay(100)。 b[1]=t/100。t) for(j=50。 //積分系數(shù) float kd=3。 bit flag2。 物理科學(xué)與工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是在徐東輝老師的 指導(dǎo)下進(jìn)行的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此特表示感謝。 但計(jì)算機(jī)只能處理數(shù)字信號(hào)，因此上述數(shù)學(xué)方程必須加以變換。本章從設(shè)計(jì)思路、軟件系統(tǒng)框 圖出發(fā)，先介紹整體的思路，再逐一分析各模塊程序算法的實(shí)現(xiàn)，最終編寫出滿足任務(wù)需求的程序。 DAC0832 是一個(gè) 8位 D/A 轉(zhuǎn)換器。 物理科學(xué)與工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 74LS164 管腳圖 A 和 B 為 74LS64 的串行輸入端； QAQH 為 74LS64 的并行輸出端； CLK 是串行時(shí)鐘輸入端； CLR是串行輸出清零端； VCC： +5V； GND：接地端。按鍵電平復(fù)位是通過(guò)使復(fù)位端經(jīng)電阻與 Vcc 電源接通而實(shí)現(xiàn)的。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。在每一個(gè)脈沖信號(hào)的下降沿 SO 輸出一個(gè)數(shù)據(jù)， 16 個(gè)脈沖信號(hào)完成一串完整的數(shù)據(jù)輸出，先輸出高電位 D15，最后輸出的是低電位 D0， D14D3 為相應(yīng)的溫度轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，共 12 位，其最小值為 0，對(duì)應(yīng)的溫度值為 0℃；最大值為 4095，對(duì)應(yīng)的溫度值為 ℃，分辨率為 ℃。然后單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)偏差進(jìn)行 PID 調(diào)節(jié)，并且在 LED顯示器上顯示該溫度值， D/A 轉(zhuǎn)換器將運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為模擬電壓，功率放大器把電壓信號(hào)放大，送到晶閘管，使晶閘管的導(dǎo)通角的大小發(fā)生改變，從而電阻爐的加熱電壓也發(fā)生改變，起到控制溫度的作用。目前國(guó)內(nèi)較成熟的電阻爐溫度控制系統(tǒng)中，以 PID 控制器為主。 MAX6675。 經(jīng) PID 運(yùn)算后，比例調(diào)節(jié)輸出量改變 晶閘管控制量，變晶閘管的導(dǎo)通角，從而控制電阻爐的加熱強(qiáng)度。 PID 控制溫度系統(tǒng)的效果，主要取決于 P、 I、 D 三個(gè)參數(shù)。電路部分有時(shí)鐘電路、報(bào)警電路，復(fù)位電路、顯示電路、按鍵電路等。 K型熱電偶輸出信號(hào)，由芯片MAX6675處理，該芯片可實(shí)現(xiàn) A/D轉(zhuǎn)換、放大電路等功能，且可以和單片機(jī)直接通訊，節(jié)約了硬件部分，降低了成本。 STC89C52 單片機(jī)的 引腳說(shuō)明 : VCC：供電電壓； GND：接地。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào) (RST)送至施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2 時(shí)刻對(duì)施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。 設(shè)計(jì)中 采用 4位共陰極 LED靜態(tài)顯示方式，選用 7段顯示數(shù)碼管。系統(tǒng)在程序初始化時(shí)控制鍵盤行線的 口輸出高電位，控制鍵盤列線的 口輸出低電位，在判斷電路是否有按鍵按下時(shí)，讀 端口值，若端口值不是 11110000，則說(shuō)明電路中有按鍵按下。 物理科學(xué)與工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)思路 本部分詳細(xì)介紹了基于 STC89C52單片機(jī)的電阻爐溫度控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。 電阻爐溫度控制通常采用偏差控制法。該系統(tǒng)充分發(fā)揮了 89C52單片機(jī)對(duì)模擬量的采集處理和增量式數(shù)字 PID控制算法的功能， 通過(guò)改變晶閘管導(dǎo)通角 控制加熱 的強(qiáng)度 。 uchar flag1=0。 float D_1=0。 //** 功能： 50MS 延時(shí)程序 //**************************************************************/ void delay_50ms(unsigned int t) { unsigned int j。 //保留最低一位 ,并發(fā)送 CLK=1。 delay(100)。 dat_temp=dat_temp/4。 //第一行掃描 if(KEY4_4!=0xfe) key=KEY4_4。 case 0x7B:key2()。 case 0xE7:break。} } else if(flagk==0) { if(flag11) {flag1=0。amp。(flagk==0)) {ki。} } 物理科學(xué)與工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 void main() { while(1) { t=read()。(flags==0)) {geiding。amp。flagk=1。 case 0xB7:key5()。 //第四行 物理科學(xué)與工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 if(KEY4_4!=0xf7) key=KEY4_4。} else {K=kp/20*(ekek_1)。i16。 b[0]=0。} } // void delay(uint i) { for(。 // 1 2 3 4 // 5 6 7 8 // 9 10 11 12 // 13 14 15 16 unsigned char l_key=0x0。 void key3(void)。當(dāng)我在設(shè)計(jì)過(guò)程中存在疑問(wèn)時(shí)，老師總是在百忙之中抽出時(shí)間及時(shí)的給予我指導(dǎo)，在老師的教導(dǎo)下，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利、及時(shí)地完成。 物理科學(xué)與工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 開(kāi) 始返 回初 始 化定 義 L E D 顯 示 段 碼調(diào) 用 顯 示 子 程 序指 針 顯 示 緩 沖 區(qū) 首 地 址取 顯 示 數(shù) 據(jù)查 表 得 段 碼送 出 段 碼延 時(shí)指 針 加 1掃 描 完 畢 ?NY 圖 顯示子程序流程圖 鍵盤掃描流程圖 矩陣鍵 盤工作原理：行線通過(guò)上拉電阻接到 +5V 上。 主程序流程圖 在系統(tǒng)軟件中，主程序依次完成系統(tǒng)初始化、爐溫檢測(cè)與處理、 PID控制算法、溫度顯示、鍵盤輸入等，這些都由子程序來(lái)完成 。 10V；電流建立時(shí)間為 1μ S； CMOS 工藝，低功耗 20mW。本設(shè)計(jì)采用的是共陰極數(shù)碼管。這樣可以大大提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理速度，還可以方便的對(duì)單片機(jī)進(jìn)行控制。 可編 程輸入 /輸出引腳（ 32根） .STC89C52 單片機(jī)有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別位 P0、P P P3口，每個(gè)口有 8 位（ 8 根引腳），共 32 根。當(dāng) 為高電平時(shí)， MAX6675 開(kāi)始進(jìn)行新的溫度轉(zhuǎn)換。 物理科學(xué)與工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 溫度信號(hào) 采集與處理：這個(gè)部分的主要是用熱電偶傳感器檢測(cè)溫度，溫度傳感器隨外界的溫度變化會(huì)產(chǎn)生不同電壓，再由 MAX6675 將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓信號(hào)放大后送入單片機(jī)中，再單片機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。隨著科學(xué)技術(shù)、控制理論的發(fā)展，國(guó)外的溫度控制系統(tǒng)發(fā)展很迅速，基本實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的智能控制。隨著社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電阻爐被大量的應(yīng)用在電力、冶金、機(jī)械、石油化工等工業(yè)生產(chǎn)中。它對(duì)溫度控制的要求較高，溫度控制的好壞直接影響著產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率，因此電阻爐的溫度控制在科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)中具有重要的意義。 電阻爐的參數(shù)有工作空間尺寸、額定溫度、額定電壓、額定功率。 ℃； ，精度為177。 物理科學(xué)與工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 溫度檢測(cè)部分 K 型熱電偶 熱電偶傳感器是一種將溫度變化轉(zhuǎn)化成電勢(shì)變化的傳感器。所謂最小系統(tǒng)，是指一個(gè)真正可用的單片機(jī)最小配置系統(tǒng)，對(duì)于片內(nèi)帶有程序存儲(chǔ)器的單片機(jī)，只要在芯片外接時(shí)鐘電路和復(fù)位電路就是一個(gè)小系統(tǒng)了。電容取 30PF 左右。然而多位數(shù)碼管，除 了有一位的公共端是連接在一起的，其他的不同位的數(shù)碼管相同端會(huì)連接在一起。鍵盤掃描通常行掃描法和線反轉(zhuǎn)掃描發(fā)，一般是由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)程序不停地查找閉合鍵。 (11) DGND：數(shù)字地 (12) AGND：模擬地 DAC0832 與單片機(jī) 的接法如圖 所示。 物理科學(xué)與工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 開(kāi) 始結(jié) 束聲 光 報(bào) 警關(guān) 閉 電 源是 否 越 限 ？返 回YN 圖 報(bào)警子程序流程圖 PID 子程序 根據(jù)爐溫對(duì)給定溫度的偏差，連續(xù)改變電壓的大小，使?fàn)t溫控制在穩(wěn)定溫度范圍內(nèi)，以滿足電阻爐溫度的需要。其他鍵處的理方式和上述相同，流程圖如下圖。 sbit P1_7=P1^7。 float ph=0。 uint t。c++) { CLK=0。 dat_temp=0。=0x04。 } //====================鍵盤掃描子程序 ====================// //掃描鍵盤 獲取鍵值 void ReadKey(void) //分三個(gè)部份來(lái)理解， { unsigned char i,j,key。i++){ //查表獲得相應(yīng)的鍵號(hào)存放 l_key 變 量中 if (key==key_tab[i]){ l_key=i。 case 0xDB:break。} void key4(void) //選擇鍵 {flag=3。amp。amp。} keysm()。(flag1==0)amp。(flagk==0)) {kp++。flagk=1。break。 return。 //積分分離 else I=ki/20*ek。 if(SO==1) dat_temp=dat_temp|0x01。j++) { fbyte(b[j])。} } //*************顯示程序 *******************// void fbyte(uchar byte) { uchar num,c。 void delay(uint i) 。 void key6(void)。 sbit CS=P3^2。在鍵盤掃描過(guò)程中，還有去抖動(dòng)的問(wèn)題。溫度信號(hào)采集子程序主要包括傳感器初始化、單片機(jī)給傳感器寫命令、單片機(jī)給傳感器寫數(shù)據(jù)、單片機(jī)從傳感器讀數(shù)據(jù)等部分，數(shù)據(jù)處理部分對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，主要是把采集到的物理科學(xué)與工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 二進(jìn)制的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)。 (5) WR2：輸入寫信號(hào) 2，當(dāng)?shù)碗娖綍r(shí)有效 (6) XFE