【正文】 re unsigned int rout。 Kp、 Ki、 Kd在實(shí)際控制中的作用 ① 比例環(huán)節(jié)：即時(shí)成比例地反映控制系統(tǒng)的偏差信號(hào) e(t)，偏差一旦產(chǎn)生，調(diào)節(jié)器立即產(chǎn)生控制作用以減小偏差。 if(!display[2]) { display[2]=0x0a。 // 兩字節(jié)合成一個(gè)整型變量 i=(i4)amp。 return(value)。_nop_()。 //從高拉倒低 DQ=0。_nop_()。 discan=0xff。 Disdata=dis_7[display[1]]。 if(time_sum==100) time_sum=0。 if(temp_ge==10) temp_ge=0。 8 段 LED 數(shù)碼管顯示器內(nèi)部由 8 個(gè)發(fā)光二極管組成，能顯示數(shù)字 09和部分字母。 湖州師范學(xué)院本科畢業(yè)論文 10 圖 213 DS18B20 測(cè)溫原理圖 溫度控制電路設(shè)計(jì) 在本課題研究的抗酸染色實(shí)驗(yàn)恒溫箱中，要求試樣的溫度恒定保持在 5085℃，因此這里只需考慮加熱控制而不考慮制冷。 E2C3B1Q1P N PQ2P N PQ3P N PR11KR21KR31K1H 2H 3HP10P11P121H 2H 3H 4H 5H 6HQ4P N PQ5P N PQ6P N PR41KR51KR61K4H 5H 6HP13P14P15+ 5VA B C D E F G DPA B C D E F G DPe1d246c4a11b73829f10112h3g5A B CU5L E D 3De1d246c4a11b73829f10112h3g5A B CU6L E D 3D 圖 210 LED 顯示電路 湖州師范學(xué)院本科畢業(yè)論文 9 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 報(bào)警電路分為聲音報(bào)警和發(fā)光二極管閃爍報(bào)警，即聲光報(bào)警。通過(guò) I/O口輸出的電平高低來(lái)控制彩燈亮滅，當(dāng)輸出為低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的階段作出顯示，分別是正在加熱、報(bào)警、定時(shí)倒計(jì)時(shí)。 （ 3） 程序存儲(chǔ)器 (8KB Flash ROM)： 89C52 片內(nèi)集成有 8KB 的 Flash存儲(chǔ)器，用來(lái)存儲(chǔ)程序。故選擇方案二。DS18B20 的測(cè)溫范圍是 55~125℃，精度為 177。文獻(xiàn)【 5】介紹了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的 PID溫度控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。維修機(jī)械溫控，更換電阻絲、電熱管、水箱補(bǔ)漏等故障，幾乎要分解箱體，不方便維修； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有重要作用，過(guò)高或者過(guò)低的溫度都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確性，從而得到錯(cuò)誤的結(jié)論，影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)程]2][1[ 。因此，研究高性能的恒溫控制系統(tǒng)對(duì)于抗酸染色實(shí)驗(yàn)具有重要意義。 無(wú)超溫、漏電保護(hù)裝置，采用電阻絲熱源的箱體存在明火，有安全隱患 ]3[ 。文獻(xiàn)【 6】介紹了模糊 PID的控制原理，以及在恒溫箱溫度控制中的應(yīng)用。 ℃。 3. 顯示模塊 方案一：采用 LCD1602液晶顯示器。 （ 4） 中斷系統(tǒng) ： 8個(gè)中斷源， 4級(jí)中斷優(yōu)先權(quán)。 D2L E DD3L E D+ 5VR 184 70報(bào)警 紅定時(shí) 黃R 174 70R L E DY L E DD1L E D加熱 綠R 164 70B L E D 圖 29 彩燈狀態(tài)顯示電路 湖州師范學(xué)院本科畢業(yè)論文 8 LED 數(shù)碼管顯示電路 LED顯示器是由發(fā)光二極管構(gòu)成的，常用的為 8段數(shù)碼管，每一個(gè)段對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)光二極管。光報(bào)警在前文闡述過(guò)，這里討論聲音報(bào)警。由于電加熱管需要 220V供電，因此不能直接連接單片機(jī)。 LED 發(fā)光二極管發(fā)出閃爍光，結(jié)合蜂鳴發(fā)出蜂鳴響聲，可以實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警功能。 }while(!keyup)。 } while(!keyup)。 //溫度 個(gè)位 DIN=0。 溫度采集程序設(shè)計(jì) 由于 DS18B20 外接電路極為簡(jiǎn)單，所以電路連接沒(méi)有問(wèn)題，但是在軟件編程上，就要求嚴(yán)格按照時(shí)序進(jìn)行讀寫操作。_nop_()。_nop_()。_nop_()。 } /****************讀出溫度函數(shù) ************************/ uint read_temp() { uchar i,j。0x7f。 //最高位為 0時(shí)不顯示 } } 溫度控制程序設(shè)計(jì) 本控制系統(tǒng)中，采用的是數(shù)字 PID控制算法。比例作用大，可以加快調(diào)節(jié)，減少誤差，但過(guò)大比例會(huì)使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降。 // PID Response (Output) unsigned int rin。 if(set_temptemp) { if(set_temptemp1) { high_time=100。 rin = s。 } } 定時(shí)和報(bào)警程序設(shè)計(jì) 當(dāng)前溫度到達(dá)設(shè)定值后，就啟動(dòng)定時(shí)器，開始倒計(jì)時(shí)。在驅(qū)動(dòng)電路的調(diào)試中，濾波電容發(fā)生炸裂。 ④ 受環(huán)境影響較大 微分系數(shù)小，對(duì)及時(shí)變化反應(yīng)慢；設(shè)定的基本定時(shí)周期過(guò)長(zhǎng)，不能得到及時(shí)修正。 系統(tǒng)硬件和恒溫箱實(shí)物圖分別如圖 41 和圖 42 所示。 感謝你們和我一路走來(lái)，讓我在此過(guò)程中倍感溫暖！ 湖州師范學(xué)院本科畢業(yè)論文 31 附 錄 一、控制板原理圖 1234ABCD4321D C B ATitleNumberRevisionSizeA4Date:21Dec2010Sheet of File:E:\電子設(shè)計(jì)\我的\恒溫箱\電路圖\恒溫箱控制器.DdbDrawn By:EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336。 設(shè)定溫度 /℃ 穩(wěn)定時(shí)間 /min 穩(wěn)定下限 /℃ 穩(wěn)定上限 /℃ 50 1 60 3 70 5 80 8 85 10 表 41 數(shù)據(jù)結(jié)果記錄表 從測(cè)定數(shù)據(jù)分析可以得出：該系統(tǒng)測(cè)量的溫度誤差保持在177。然后分模塊介紹了各部分功能的程序設(shè)計(jì)，分別是鍵盤控制、 LED 顯示、溫度采集、溫度控制等。于是考慮去掉濾波電容調(diào)試，結(jié)果證明這一方案可行，并且對(duì)整個(gè)系統(tǒng)并無(wú)影響。程序流程圖如圖 38 所示。spid,rin )。 } else { for(i=0。//占空比調(diào)節(jié)參數(shù) unsigned int s。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù) Ti。 PID 簡(jiǎn)介 在模擬控制系統(tǒng)中，控制器最常用的控制規(guī)律是 PID控制。0x0f)。 ow_reset()。 湖州師范學(xué)院本科畢業(yè)論文 18 DQ=0。_nop_()。 delay(50)。將 DQ 線拉低 480μs 至 960μs，再將 DQ 拉高15μs 至 60μs，然后 DS18B20 發(fā)出 60μs至 240μs 的低電平作為應(yīng)答信號(hào)，這是主機(jī)才能對(duì)它進(jìn)行其 它操作。 delay(80)。 if(keydown==0) { time_sum。 if(keydown==0) { temp_ge?！妫垢蓴_能力強(qiáng)。雙向可控硅和加熱管串接在交流 220V供電回路中，單片機(jī)經(jīng)運(yùn)算輸出 模擬 PWM，經(jīng)過(guò)光電耦合器，控制雙向可控硅的通斷，從而實(shí)現(xiàn)控制電加熱管的加熱。采用蜂鳴器發(fā)出蜂鳴的聲音來(lái)達(dá)到報(bào)警的功能。共陰極數(shù)碼管的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。 （ 6）串行口： 1個(gè)全雙工的串行口，具有 4種工作方式。其體積小、功耗低、顯示操作簡(jiǎn)便 。信號(hào)傳輸采用單總線結(jié)構(gòu)，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。 因此，在抗酸染色實(shí)驗(yàn)裝置中采用基于數(shù)字 PID算法和單片機(jī)的恒溫控制系統(tǒng)必然會(huì)成為一種發(fā)展趨勢(shì)。隨著電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，智能控制越來(lái)越普遍，具有簡(jiǎn)單、精確、可靠以及智能化等特點(diǎn)。在現(xiàn)代的各種工業(yè)生產(chǎn)中，很多地方都需要用到溫度控制系統(tǒng)，而傳統(tǒng)的溫度控制系統(tǒng)控制精度低，控制能力較弱，故智能化的控制系統(tǒng)成為一種發(fā)展的趨勢(shì)。本文針對(duì)課題中的溫度控制部分進(jìn)行研究。電阻絲、電熱管長(zhǎng)時(shí)間工作易蒸發(fā)老化壽命短； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。各種新的控制理論和經(jīng)典的控制方法在溫度控制中的研究與應(yīng)用也在不斷發(fā)展，新型的、現(xiàn)代化的測(cè) 溫技術(shù)不斷出現(xiàn)；溫度信號(hào)的轉(zhuǎn)化與處理趨于數(shù)字化、微機(jī)化和智能化；智能控制理論與技術(shù)日漸成為溫度控制的基本理論與技術(shù)。原理框圖如圖 21所示。原理框圖如圖 24 所示。它由如下功能部件組成 ]11[ ： （ 1） 微 處理器 （ CPU）： 89C52單片機(jī)中有 1個(gè) 8位的 CPU，包括了運(yùn)算器和控制器。通過(guò)設(shè)置鍵可以設(shè)定目標(biāo)溫度和定時(shí)時(shí)間，加減鍵來(lái)增加和降低溫度和時(shí)間的設(shè)定值。通過(guò) P1口可以使相應(yīng)的數(shù)碼管位被選中，然后通過(guò) P0口送入相應(yīng)的段碼顯示。計(jì)數(shù)器 1 對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置值見到 0 時(shí)，溫度寄存器的值將加 1，計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值將重新被裝入，計(jì)數(shù)器 1 重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)知道計(jì)數(shù)器 2 技術(shù)到 0 時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。然后詳細(xì)介紹了系統(tǒng)各模塊的設(shè)計(jì)原理，分 別是鍵盤控制、 LED 顯示、聲光報(bào)警、溫度采集、溫度控制、電源電路等模塊。 } if(keysetnum==1) //設(shè)置鍵按下第 1次，設(shè)定溫度個(gè)位 { if(keyup==0) { delay1(10)。 } } if(keysetnum==3) //設(shè)置鍵按下第 3次，設(shè)定定時(shí)時(shí)間 { if(keyup==0) { delay1(10)。 delay(80)。 discan=0xfd。 圖 34 溫度采集程序流程圖 湖州師范學(xué)院本科畢業(yè)論文 17 溫度采集部分程序如下： /****************DS18B20復(fù)位函數(shù) ************************/ ow_reset(void) { char presence=1。_nop_()。i0。 delay(6)。 temp1=8。 // 取后兩位數(shù)據(jù)暫存 display[2]=display[1]/10。不同的控制對(duì)象需要選取不同的值，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試才能獲得較好的效果。 // Sums of Errors }。溫度比較在主程序中進(jìn)行，當(dāng)系統(tǒng)加熱器啟動(dòng)加熱后，先是迅速升溫階段，當(dāng)溫度比較當(dāng)前值與設(shè)定值小于 1 度時(shí)，啟動(dòng) PID 控制，調(diào)節(jié) PWM輸出，控制加熱器通斷時(shí)間比例，抑制升溫過(guò)快。 } else { for(i=0。 gled=1。 beepled=1。 比例系數(shù)過(guò)小 ，加溫比例不夠；積分系數(shù)過(guò)小，對(duì)靜差補(bǔ)償不足?？梢怨┥a(chǎn)、科研、醫(yī)院和計(jì)量部門等實(shí)驗(yàn)室作恒定溫度試驗(yàn)和鑒定溫度之用。同時(shí)導(dǎo)師對(duì)我耐心的指導(dǎo)和嚴(yán)格的要求使我的學(xué)習(xí)有了不斷提高和收獲，并將繼續(xù)激勵(lì)我在今后的工作中克服困難，迎接挑戰(zhàn)。 Applied University,2021. 湖州師范學(xué)院本科畢業(yè)論文 29 結(jié) 束 語(yǔ) 幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)工作，通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際，實(shí)踐推動(dòng)理論創(chuàng)新，鞏固了我 在單片機(jī)應(yīng)用方面的實(shí)踐技能 ；進(jìn)一步增強(qiáng)了自己的動(dòng)手實(shí)踐能力，勤動(dòng)手多動(dòng)腦；提高我自學(xué)能力的同時(shí)，也鍛煉了我分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力； 也讓我深深體會(huì)到實(shí)踐的樂(lè)趣與成功的興奮。 湖州師范學(xué)院本科畢業(yè)論文 2