【正文】 ....................................................................................................... 17 測(cè)試數(shù)據(jù) ............................................................................................................... 17 系統(tǒng)誤差分析 ........................................................................................................ 17 5結(jié)論 ......................................................................................................................................... 18 設(shè)計(jì)心得 ..................................................................................................................................... 18 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................................... 18 致謝 ............................................................................................................................................ 19 附錄 1 單片機(jī)源程序 .................................................................................................................. 19 附錄 2 LabVIEW 程序框圖 ............................................................................................................ 25 附錄 3單片機(jī)系統(tǒng)電路 ................................................................................................................ 27 附錄 4設(shè)計(jì)實(shí)物圖 ....................................................................................................................... 28 文獻(xiàn)綜述 ........................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 (6)加熱狀態(tài)顯示和定時(shí)加熱。 關(guān)鍵詞 : LabVIEW； AT89S52； DS18B20； 溫度 控制； VISA Tank temperature control system design and production Abstract: This paper introduces the LabVIEW at the core of the temperature control system theory and design methods. AT89S52 Singlechip as a temperature acquisition and relay control device. DS18B20 temperature signal acquisition and digital signal transmitted to the singlechip, singlechip digital signal through the serial port to the PC, the use of PC puting power and processing capacity, the temperature display and control the work of the relay. This paper described the control system hardware and software of the control system have been tested and high precision, stable operation. This system is suitable for industrial control. Keywords: LabVIEW； AT89S52； DS18B20； temperature control； VISA 2 0 引言 由于工業(yè)過(guò)程控制的需要，特別是在電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及自動(dòng)控制理論和設(shè)計(jì)方法發(fā)展的推動(dòng)下，國(guó)外溫度控制系統(tǒng)發(fā)展迅速，并在智能化自適應(yīng)參數(shù)自整定等方面取得成果。 ⑷顯示水的實(shí)際溫度。 （ 2）方案二：采用單片機(jī)加計(jì)算機(jī)，單片機(jī)作為溫度的采集，將信 號(hào)通過(guò)串口發(fā)到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)處理接收到的信號(hào)，將溫度值、溫度曲線、運(yùn)行狀態(tài)顯示在顯示器，其次通過(guò)串口發(fā)出控制信號(hào)，單片機(jī)接收到控制信號(hào)，控制繼電器工作。如圖 3，該控制系統(tǒng)是把輸出量檢測(cè)出來(lái)，經(jīng)過(guò)物理量的轉(zhuǎn)換，再反饋到輸入端去與給定量進(jìn)行比較（綜合），并利用 控制器形成的控制信號(hào)通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)繼電器對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制，抑制內(nèi)部或外部擾動(dòng)對(duì)輸出量的影響，減小輸出量的誤差，達(dá)到控制目的。使用集成芯片，能夠有效的減小外界的干擾，提 8 高測(cè)量的精度，簡(jiǎn)化電路的結(jié)構(gòu)。當(dāng) 4N25 的 2 端口接高電平的時(shí)候繼電器接通電熱絲，開始加熱，通過(guò)改變加載到輸出端 周期方波的占空比的方式來(lái)改變電熱絲的功率，最終實(shí)現(xiàn)使電熱杯中的水的溫度穩(wěn)定在設(shè)定值上。 之后在 t1時(shí)刻將總線拉高，產(chǎn)生讀時(shí)間隙，讀時(shí)間隙在 t1 時(shí)刻后 t2時(shí)刻前有效。使用這種語(yǔ)言編程時(shí)，基本上不寫程序代碼，取而代之的是流程圖或流程圖。發(fā)送數(shù)據(jù)使用 VISA Write，接收數(shù)據(jù)使用 VISA Read。 ⑶ 動(dòng)態(tài)測(cè)試：設(shè)定溫度為 60℃，系統(tǒng)由低溫開始進(jìn)入升溫狀態(tài)。朱老師淵博的知識(shí)、高尚的品格、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度感染著我。放跳過(guò) ROM 命令 LCALL WRITE_18B20 MOV A,4EH LCALL WRITE_18B20 。將四位二進(jìn)制數(shù)所對(duì)應(yīng)數(shù)轉(zhuǎn)化成其 ascii 碼 MOVC A,A+DPTR RET DIGTAL: CLR C 。若不存在則返回 TSS2: MOV A,0CCH 。************程序起始 ******************** ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H LJMP ZHSF ORG 000BH LJMP PWM ORG 0100H 。 ⑵ 由于本系統(tǒng)采用的是機(jī)械觸點(diǎn)式的繼電器，即使加光電隔離，也很難阻止對(duì)數(shù)字系統(tǒng)的干擾，溫 度曲線上有時(shí)會(huì)出現(xiàn)毛刺。由此可以區(qū)別出那個(gè)是常閉觸點(diǎn)，那個(gè)是常開觸點(diǎn)。它還支 持多平臺(tái)作、多接口控制，是一個(gè)多類型的函數(shù)庫(kù)，很方便而且開發(fā)效率高。 T1初 始 化將 讀 取 的 兩 字節(jié) 溫 度 量 轉(zhuǎn) 化為 四 字 節(jié)ASCII碼發(fā) 送 四 字 節(jié)ASCII碼等 待 接 收 兩 字節(jié) ASCII碼 控制 量將 兩 位 ASCII碼 轉(zhuǎn) 換 為 一 位十 六 進(jìn) 制 數(shù) 并保 存 在 R7中結(jié) 束 圖 繼電器控制 對(duì)繼電器的控制是依據(jù)計(jì)算機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的控制量來(lái)調(diào)節(jié)周期為兩秒方波的占空比，進(jìn)而控制電熱杯的功率。 下位機(jī)（ AT89S52）程序 本系統(tǒng)的控制主程序?yàn)槿糠?，?別為溫度采集、串口通信、繼電器控制 下位機(jī)（ AT89S52）主程序 程序按照模塊化設(shè)計(jì)，所有功能都可通過(guò)調(diào)用子程序完成，主程序較簡(jiǎn)單，流程圖如圖 7 所示。 C，在 10~+85176。 自適 應(yīng)控制、最優(yōu)控制方法以及模糊控制算法是建立在精確的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上的，在實(shí)時(shí)過(guò)程控制中，由于控制對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型難于建立，系統(tǒng)參數(shù)經(jīng)常發(fā)生變化，運(yùn)用控制理論進(jìn)行綜合分析要花很大代價(jià)，主要是時(shí)間。在工業(yè)過(guò)程控制中 90%以上的控制系統(tǒng)回路具有 PID 結(jié)構(gòu)，在目前的溫度控制領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，即使在科技發(fā)達(dá)的日本，PID 在其溫度控制應(yīng)用中仍然占 80%的比例。除此之外，根據(jù)題目要求，還要選取合適的控制算法來(lái)達(dá)到系統(tǒng)參數(shù)的要求。 溫度、壓力，流量和液位是四種最常見的過(guò)程變量，其中溫度是一個(gè)非常重要的過(guò)程變量，因?yàn)樗苯佑绊懭紵?、化學(xué)反應(yīng)、發(fā)酵、烘烤、煅燒、蒸餾、濃度、擠壓成形，結(jié)晶以 及空氣流動(dòng)等物理和化學(xué)過(guò)程。 自適應(yīng)控制、最優(yōu)控制方法以及模糊控制算法是建立在精確的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上的，在實(shí)時(shí)過(guò)程控制中，由于控制對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型難于建立，系統(tǒng)參數(shù)經(jīng)常發(fā)生變化，運(yùn)用控制理論進(jìn)行綜合分析要花很大代價(jià)，主要是時(shí)間。 溫度信號(hào) DS18B20 采集，并以數(shù)字信號(hào)的方式傳送給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)串口將數(shù)字信號(hào)送到 計(jì)算機(jī) ，利用 計(jì)算機(jī) 強(qiáng)大的運(yùn)算與處理能力 ,將溫度顯示，并控制繼電器工作。 AT89S52 單片機(jī)作為溫度的采集與繼電器的控制器件。 ③ 根據(jù)模糊集合理論得到模糊控制算法?，F(xiàn)在，我國(guó)在溫度等控制儀表業(yè)與國(guó)外還有著一定的差距。 圖 1 過(guò)程控制組成框圖 由圖可知，在這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，主要設(shè)計(jì)如圖幾個(gè)部分。 5 ⑴ 常規(guī) PID PID 在溫度控制中已使用數(shù)十年，是一種成熟的技術(shù)，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于理解和實(shí)現(xiàn)，且一些高級(jí)控制都是以 PID 為基礎(chǔ)改進(jìn)的。 ③ 根據(jù)模糊集合理論得到模糊控制算法。 C~+125176。 圖 10 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的程序主要由兩部分組成，分別是：下位機(jī)（ AT89S52）程序，上位機(jī)（ LabVIEW）程序。要與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的是 ASCII 碼，所以在發(fā)送之前必須將數(shù)據(jù)量轉(zhuǎn)化成其 ASCII 碼；同樣在接收數(shù)據(jù)時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)過(guò)來(lái)的也是 ASCII碼必須將 ASCII 碼轉(zhuǎn)化為單片機(jī)可以識(shí)別的十六進(jìn)制數(shù)。用可以用一個(gè) API控制包括 VXI、 GPIB及串口儀器在內(nèi)的不同種類的儀器。 圖 15 上位機(jī)主程序流程圖 4 系統(tǒng)調(diào)試 繼電器測(cè)試 ⑴ 測(cè)觸點(diǎn)電阻 用萬(wàn)能表的電阻檔，測(cè)量常閉觸點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)電阻，其阻值應(yīng)為 0；而常開觸點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)的阻值就為無(wú)窮大。 測(cè)試數(shù)據(jù) 設(shè)定值（攝氏度） 40 50 60 70 80 90 穩(wěn)態(tài)值 (攝氏度 ) 系統(tǒng)誤差分析 從整個(gè)電路原理框圖來(lái)看，系統(tǒng)的主要誤差來(lái)源于以下幾個(gè)方面： ⑴最大誤差在算法上，由于采用的是分段線性的方法，所以只是在特定溫度范圍內(nèi)，特定環(huán)境溫度下控制精度會(huì)比較的高，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化，誤差就會(huì)比較的大。DS18B20 存在標(biāo)志位 DQ BIT MARK BIT 01H MARK1 BIT 02H SHUCHU BIT TEMPER_L EQU 29H TEMPER_H EQU 28H 。*****************發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令