【正文】 8051 單片機(jī)內(nèi)部自帶 8k 字節(jié)的 ROM 和 256 字節(jié)的 RAM,因此不必構(gòu)建單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展電路。 圖 51 主程序流程圖 13 PID 模塊流程圖的搭建 PID 模塊是本次設(shè)計(jì)的一個(gè)亮點(diǎn)和重點(diǎn)模塊，因?yàn)楸敬萎厴I(yè)設(shè)計(jì)重在要求用PID 算法來(lái)控制溫度變化達(dá)到恒溫的目的，所以 PID 模塊的編寫成為了本次設(shè)計(jì)的重中之重，根據(jù)之前所學(xué)自動(dòng)控制原理，搭建系統(tǒng)閉環(huán)流程圖，并且根據(jù)其算法來(lái)進(jìn)行編程。 當(dāng)然，系統(tǒng)同時(shí)也存在幾點(diǎn)缺點(diǎn)。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpaza dNuKNamp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpa zadNuKNamp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$U*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*adNuKNamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$U*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ks v*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am v^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr W wc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z8vGt YM*Jgamp。 ksv*3tnGK8! z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 UE9aQGn8xp$Ramp。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、所用芯片少、控制精度高。溫 11 度采集模塊的電路圖 44 示： 圖 44 溫度傳感器部分 12 第 5 章 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 軟件系 統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心 ,相當(dāng)于人體的大腦 ,完成溫度的采集 ,PID 運(yùn)算 ,以及 PWM 波的輸出等重要環(huán)節(jié) ,軟件系統(tǒng)是否能夠設(shè)計(jì)的完美 ,決定了整個(gè)系統(tǒng)能否正常工作 ,甚至達(dá)到自己預(yù)設(shè)的那些目標(biāo)。 （ 3） 確定積分時(shí)間常數(shù) Td 積分時(shí)間常數(shù) Td 一般不用設(shè)定，為 0即可。離散化處理的方法為 ： 以 T 作為采樣周期，作為采樣序號(hào)，則離散采樣時(shí)間對(duì)應(yīng)著連續(xù)時(shí)間，用矩形法數(shù)值積分近似代 替積分，用一階后向差分近似代替微分，可作如下近似變換 ： ( = 0 ,1 ,2 ,3 ... ..t k T k? ） 0 = 0 = 0( ) ( ) =kktjjje t d t T e jT T e? ??? (35) 1( ) ( ) [ ( 1 ) T ]()kkd e t e k T e kd t T Tee??? 上式中，為了表示的方便，將類似于 e(Kt)簡(jiǎn)化成 ek。為了實(shí)現(xiàn)這一作用，可在 PI 控制器的基礎(chǔ)上加入微分環(huán)節(jié)，形成 PID控制器。 PID 控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、 積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。在使用 中不需要任何外圍元件，測(cè)溫范圍 55℃ 到 +125℃，最小分辨率達(dá) 度。 PID 控制是比例、積分、微分 控制的簡(jiǎn)稱。經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)驗(yàn)，本系統(tǒng)超調(diào)小，無(wú)振 蕩，基本可以實(shí)現(xiàn)自控系統(tǒng)的穩(wěn) 、準(zhǔn) 、 快的三大目標(biāo)。 方案論證 溫度采集有多種方案，但在水溫控制的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)主要有兩種 ： 方案 用熱電偶采集溫度。 （ 2） 由于采用了離線的方法，很大程度上的減少了編程的麻煩，實(shí)現(xiàn)起來(lái)較容易。可見(jiàn)，積分部分可以消除系統(tǒng)的偏差。 適當(dāng)?shù)剡x擇微分常數(shù) Td，可以使微分作用達(dá)到最優(yōu)。這就給使用者帶來(lái)相當(dāng)?shù)穆闊?，特別是對(duì)初學(xué)者 。 如下圖 41所示 [5]： 圖 41單片機(jī)最小系統(tǒng) 鍵盤模塊的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)需要用鍵盤來(lái)設(shè)定閾值溫度，而不是用電位器以及 AD 的模擬輸入，所以設(shè)置了四個(gè)按鍵，加一按鍵（ INC1），加十按鍵（ INC10） ,確定按鍵（ QUEDING）， 返回按鍵（ FUWEI）。 作為關(guān)鍵部分， 本人通過(guò)仔細(xì)的查閱資料，和分析作用過(guò)程編寫出此模塊詳細(xì)的運(yùn)行流程，進(jìn)一步為編寫程序提供幫助。 19 致 謝 經(jīng)過(guò)三個(gè)月的努力，我從一個(gè)對(duì)軟件設(shè)計(jì)不太了解的新手成長(zhǎng)為一個(gè)可以很輕松的編出一套相對(duì)比較綜合的程序，并且如期完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我感覺(jué)自己的成長(zhǎng)真的好大，在這里我不得不說(shuō)一下我的設(shè)計(jì)艱辛與在這個(gè)過(guò)程中 那些不離不棄的支持我的可愛(ài)的人們。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$U*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am v^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 最后感謝教過(guò)我的各位老師，是您們讓我從一個(gè)青澀的什么不太懂得學(xué)生成長(zhǎng)為一個(gè)對(duì)電氣專業(yè)有相當(dāng)了解的合格大學(xué)生，在畢業(yè)之際，真心感謝老師們的教導(dǎo) ! 20 參考 文獻(xiàn) [1] 胡壽松 編著《 自動(dòng)控制原理 》 ．第五版 .北京：科學(xué)出版社 .2021 [2] 劉建清 編著《 輕松玩轉(zhuǎn) 51 單片機(jī) C 語(yǔ)言 》 .北京：北京航空航天大學(xué)出版社 ． 第一版 ． ． [3] 陸斌 編著《 21天學(xué)通 51單片機(jī)開發(fā) 》 ． 北京 ：電子工業(yè)出版社 ． [4] 夏世英 編著《 關(guān)于電熱水器模糊 PID 水溫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 》 .隴東學(xué)院學(xué)報(bào) .文章編號(hào)： 16741730（ 2021） 04003103. 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