【正文】 個存儲單元，其中存儲的指令就可以被取出，然后再被執(zhí)行。 減確定參數(shù)選擇加X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0. 0/ A D 039P 0. 1/ A D 138P 0. 2/ A D 237P 0. 3/ A D 336P 0. 4/ A D 435P 0. 5/ A D 534P 0. 6/ A D 633P 0. 7/ A D 732P 2. 7/ A 1 528P 2. 0/ A 821P 2. 1/ A 922P 2. 2/ A 1 023P 2. 3/ A 1 124P 2. 4/ A 1 225P 2. 5/ A 1 326P 2. 6/ A 1 427P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78P 3. 0/ R X D10P 3. 1/ T X D11P 3. 2/ I N T 012P 3. 3/ I N T 113P 3. 4/ T 014P 3. 7/ R D17P 3. 6 / W R16P 3. 5/ T 115U2A T 80 C 5 1R147 kR247 kR347 kR447 k 圖 系統(tǒng)按鍵電路 顯示電路的設計 本次論文中對于顯示部分，我們用四位數(shù)碼管顯示，一位顯示 PID 三個參數(shù)（可以以 P、 I、 D 顯示），另三位作為數(shù)字顯示，就是三個參數(shù)（比例系數(shù)， 積分時間常數(shù)、微分時間常數(shù)）的設定數(shù)值，通過按鍵來修改這些數(shù)值。 （ 3）中斷設置。學習并使用 ADC0832 可是使我們了解 A/D 轉換器的原理，有助于我們單片機技術水平的提高。 ADC0832 為 8 位分辨率 A/D 轉換芯片，其最高分辨可達 256 級，可以適應一般的模擬量轉換要求。高速模數(shù)轉換的整個過程 均需要使用硬件。定時器的中斷由中斷允許寄存器 IE，中斷優(yōu)先權寄存器 IP 中的相應位進行控制。 (3) 準確輸出按鍵值（或鍵號），以滿足跳轉指令的要求。 P1 口 只做 I/O口使用：其內部有上拉電阻。 : (1) VCC 芯片電源，接 +5V； (2)VSS 接地端； : XTAL XTAL2 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。在進行加法或減法運算時，若低半字節(jié) 向高半字有進位或借位， AC=1，否則 AC=0， AC 還作為 BCD 碼運算調整時的判別位。在實際應用中，針對不同的需求要選擇合適的單片機，選擇單片機時要注意下幾點： (1)單片機的基本性能參數(shù)； (2)單片機的增強功能； (3)單片機的存儲介質； (4)芯片的封裝形 式； (5)芯片工作溫度范圍符合工業(yè)級、軍品級還是商業(yè)級； (6)單片機的工作電壓范圍； (7)單片機的抗干擾性能好； (8)單片機開發(fā)是否支持高級語言以及編程環(huán)境要好用易學； 根據(jù)上面的原則和本次系統(tǒng)設計的要求，我們選擇了 8051 單片機作為主控模塊的核心芯片。 看單片機的發(fā)展過程，可以預示單片機的發(fā)展趨勢，大致有： 低功耗 CMOS 化 微型單片機 主流與多品種共存 中國礦業(yè)大學徐海學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文 ） 15 單片機的特點 (1) 控制性能好、可靠性高 可對 I/O 端口直接操作，位操作能力更是其它計算機無法比擬的。片上還有 8 路 10 位 ADC、 1 路 PWM 輸出及高速 I/O 部件等。 P,I,D 三個參數(shù)和參數(shù)的設定值。 ③智能 PID 控制技術有待進一步研究，將自適應、自整定和增益計劃設定有機結合，使其具有自動診斷功能；結合專家經(jīng)驗知識、直覺推理邏輯等專家系統(tǒng)思想和方法對原有 PID 控制器設計思想及整定方法進行改進；將預測控制、模糊控制和 PID 控制相結合，進一步提高控制系統(tǒng)性能，都是智能PID 控制發(fā)展的極有前途的方向。微分作用不能單獨使用，需要與另外兩種調節(jié)規(guī)蓄料目結合，組成 PD 或 PID 控制。 (2)誤差的微分信號的產(chǎn)生沒有太好的辦法 由于微分器物理不可實現(xiàn)，只能近似實現(xiàn)。 積分（ I）控制 在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關系。國際著名自動化儀表廠商都十分注意 PID 功能的應用，如 20 世紀 70 年代至 80 年代中期，從 DCS 的 PID 組態(tài)，擴大各種 PID 控制功能（如抗積分飽和、疊加邏輯狀態(tài)等）到推出自整定 PID 控制（如日本東芝公司的FuiiMicrer 自整定調節(jié)器、美國 Foxboro 公司的 Exact 自整定調節(jié)器、日本橫河機電株式會社的 YS80 專家自整定調節(jié)器）。也就是， PID 參數(shù) Kp， Ki 和 Kd 可以根 據(jù)過程的動態(tài)特性及時整定。 中國礦業(yè)大學徐海學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文 ） 2 圖 模擬 PID 控制系統(tǒng)原理框圖 PID 控制的發(fā)展和趨勢 PID 控制技術的發(fā)展可以分為兩個階段。一個控制系統(tǒng)包括控制器﹑傳感器﹑變送器﹑執(zhí)行機構﹑輸入輸出接口這幾個部分。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確的方式標明。 本次論文以 8051 單片機為基礎設計一個 PID 控制器，包括電源、顯示、按鍵電路和復位晶振電路還有 A/D 和 D/A 轉換電路，最后在 Proteus 與 Keil搭建的仿真平臺上進行仿真。它的 產(chǎn)品已經(jīng)在工程實際中得到了廣泛的應用，很多大公司都開發(fā)了具有 PID 參數(shù)自整定功能的智能控制器。值得提出的是 , 1939 年 Taylor 儀器公司推出的一款帶有所謂“ Pre2act”功能的名為“ Fulscope”的氣動控制器以及同時期 Foxboro 儀器公司推出的帶有所謂“ Hyper2re2set”功能的“ Stabilog”氣動控制器都是最早出現(xiàn)的具有完整結構的 PID 控制器。另一方面 ,某些新控制技術的發(fā)展要求更精確的 PID控制 ,從而刺激了 PID控制器設計與參數(shù)整定技術的發(fā)展。第六章是對本次設計的總結，主要有這次論文的不足和對 PID 控制的展望。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近于零時，抑制誤差的作用就應該是零。 穩(wěn)定性下降，甚至造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。 K． J． Astrom、 ． Hang、Qingguo Wang、 Z． J． Palmor、 S． H． Shen 等自整定專家不斷在幾大國際雜志上發(fā)表新的研究成果，顯示了 PID 自整定技術強大的理論生命力 。這種方法不需要事先知道過程的數(shù)學模型，可直接在系統(tǒng)中進行現(xiàn)場整定，比較中國礦業(yè)大學徐海學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文 ） 11 簡單。 (2) 性能完善提高階段 1980 年， Intel 公司推出了 MCS51 系列的單片機： 8 位 CPU、 4K 字節(jié)ROM、 128 字節(jié) RAM、 4 個 8 位并口、 1 個全雙工串行口、 2 個 16 位定時 /計數(shù)器。另一方面，如此琳瑯滿目的單片機品種，著實給單片機應用的工程師提供了巨大的選擇空間。 單片機的應用領域 主要的幾個方面： (1) 智能儀器儀表 (2) 機電一 體化產(chǎn)品 (3) 實時工業(yè)控制 (4) 家用電器 目前單片機滲透到人們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。 （ 8）內部時鐘電路?？刂齐娐吠瓿芍笓]控制工作，協(xié)調單片機各部分正常工作。 ① EA 功能：內外 ROM 選擇端。 圖 7805 穩(wěn)壓電源電路 用 7805 實現(xiàn)的全橋整流電路 如果輸入端的是 220V的話，那么 N1： N2=1： 。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管，共陰數(shù)碼管在應用時應將公共極 COM 接到地線 GND 上，當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應字段就點亮，當某一字段的陽極為低電平時，相應字段就不亮。完成 A/D 轉換的器件即為 A/D 轉換器。 DI：數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制。 CLK：時鐘信號。 A/D 轉換電路 用來把連續(xù)的模擬信號轉變成數(shù)字形式，即二進制數(shù)。它的內部是 4 個數(shù)碼管共用 a~dp 這 8 根數(shù)據(jù)線，為人們的使用提供了方便，因為里面有 4 個數(shù)碼管，所以它有 4 個公共端，加上 a~dp，共有 12 個引腳，下面便是一個共陰的四位數(shù)碼管的內部結構圖（共陽的與之相反）。這個電路輸入的是 220v 的交流電，經(jīng)過全橋整流穩(wěn)壓后輸出穩(wěn) 定的 +5v 直流電。 4. I/O 線 : 80C51 共有 4 個 8 位并行 I/O 端口： P0、 P P P3 口，共 32 個引腳。 堆棧指針 SP：是用來指示堆棧的起始地址。 （ 1） 運算器 運算器以算術邏輯單元 ALU為核心，加上累加器 ACC、暫存寄存器 TMP和程序狀態(tài)字寄 存器 PSW 等所組成。更不用說家用電器，汽車設備領域，計算機網(wǎng)絡和通信領域，自動控制領域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機械了。相對過去以剖析、復制外國產(chǎn)品為主的思路有了相當?shù)母倪M。 特點：結構體系完善，性能已大大提高，面向控制的特點進一步突出。不同的 PID 參數(shù)組合，有時會得到十分相近的控制結果。而 Fisher Control、 Yokogawa、 Eurotherra 等公司紛紛在各自的工業(yè)控制器系列中也結合了不同的 PID 參數(shù)自動整定算法。 加入積分調節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動態(tài)響應變慢。所以對有較大慣性或滯后的被控對象，比例加上微分 (PD)控制器能改善系統(tǒng)在調節(jié)過程中中國礦業(yè)大學徐海學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文 ） 7 的動態(tài)特性。 PID 控制，實際中有 PI和 PD 控制。針對這些問題，長期以來， 人們一直在尋求 PID 控制器參數(shù)的自動整定技術，以適應復雜的工況和高指標的控制要求。 1974 年英國倫敦大學 教授 是國外最早取得應用成果的，他先利用模糊控制語句組的模糊控制器，用于鍋爐和汽輪機的運行控制； 我國的模糊控制理論和研究工作是在 1979 年開始的，如對模糊控制系中國礦業(yè)大學徐海學院 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文 ） 3 統(tǒng)的結構、模糊推理算法、自學習或自組織模糊控制器以及模糊控制器的穩(wěn)定性方面的研究； 80 年代末對模糊控制器和 PID 控制器的關系進行研究， 1985 年，徐承偉提出模糊控制器輸出與被控對象之間存在積分作用； 1987 年胡家耀在這基礎上提出 FuzzyPI 調節(jié)器，用于退火爐燃燒過程中； 1988 年，河北廊坊市工具廠李利民、王金奎研制的高溫 鹽浴爐微機控制系統(tǒng)以磁性調壓器作為執(zhí)行元件，采用 MPID 調解方式，當爐溫在 11001300攝氏度范圍內任意調節(jié)誤差小于 20 度； 1989 年，武漢鋁廠鄭恭恒、沈協(xié)和用單片機實現(xiàn)爐溫控制，采 BangBang和 PID 相結合的算法，達到升溫速度快，超調量小的升溫效果； 1997 年，吉林工業(yè)大學呂俊偉、王文成、黃海東研制的模糊 PI 開關混合控制器用于滲炭爐溫度控制系統(tǒng)，縮短了升溫時間，大大提高了控制精度最大超調量小于 1 度； DESBOROUGH 和 MILLER 在 2020 年的一次統(tǒng)計報告中指出，目前在美國有超過 11600 個有 PID 控制器結構的調節(jié)器在工業(yè)控制中應用，有一些復雜的控制律其基本控制也用的 PID 控制算法，有大部分的反饋回路都是用的 PID 控制算法。當被控對象的結構和參數(shù)不能完全掌握，或者當使用者得不到精確的數(shù)學模型時，控制理論的其它技術很難采用時，系統(tǒng)控制器的結構和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗和現(xiàn)場調試來確定，這時用 PID 控制技術是最方便的。 8051 單片機； PID 參數(shù)； ABSTRACT With the growing scale of production in modern industrial production , product quality increasing the plexity of modern environmental and industrial process control systems have bee essential equipment in the production . PID control is the most widespread and mon control , PID controller is its simple structure , good stability , reliable , and easy to adjust and bee one of the industrial control . Although a variety o