【文章內容簡介】 極為方便。另外，比較方便的是該芯片內置在線仿真、編程接口，可以方便實現在線調試，這大大加快了系統(tǒng)的開發(fā)與調試。二、系統(tǒng)硬件電路設計　電路方框圖及說明 語音播放：語音播放水溫設置溫度，并播報整數溫度變化。鍵盤設定：用于溫度設定。共三個按鍵。KEY1:設置溫度的十位數；09KEY2:設置溫度的個位數；09KEY3:溫度設置確認；并語音播報./溫度重新設置。系統(tǒng)上電后，數碼管全部顯示為零，根據按KEY1次數,十位的數碼管順序增加。同樣KEY2,也如此。按KEY3后，系統(tǒng)開始測溫，開關電爐。并語音播報變化的整數值溫度。數據采樣：將電壓信號經AD轉換后，換算成溫度值，用于播報和顯示。數據顯示：采用三位八段數碼管顯示，設置溫度與測量溫度，顯示小數點后1位數字。串行口傳輸：將采樣溫度值，上傳至PC機，描繪曲線并打印。繼電器/熱電爐：通過三極管控制繼電器的開關來完成對熱電爐的功率控制?！「鞑糠蛛娐吩O計CPU　　本系統(tǒng)采用SPCE061A芯片作為核心部件，SPCE061A內部帶有8路ADC和2路的DAC,32個IO口，內置32K字閃存和2K字的靜態(tài)存儲器。用來實現水溫控制資源足夠使用。 鍵盤設置電路IOA0接KEY1,IOA1接KEY2,IOA2接KEY3。數碼顯示電路外接三位數碼管，通過三極管控制LED片選。音頻輸出電路通過SPY0030功率放大器，驅動喇叭。完成語音播放。熱電爐控制電路 通過三極管控制繼電器的開關。測溫部分電路　　溫度傳感器使用Pt電阻，運放采用HT9274集成芯片。因為Pt電阻在0攝氏度時，阻值為1千歐姆，在100攝氏度時，阻值為1380歐姆，則表示阻值變換從0—380歐姆。 采用差動運放，通過可調分壓電阻可以滿足零點調節(jié)。因為Pt電阻中電流基本為1—2mA,則Pt電阻電壓就在0—380mV波動。因此采用10倍電壓放大。基本滿足SPCE061A數模轉換。串行通訊部分電路　　系統(tǒng)設計要求控制系統(tǒng)能同PC聯機通信，已利用PC圖形處理能力打印顯示溫度曲線。由于SPCE061A串行口為TTL電平，PC串行口為RS232電平，使用一片MAX232為電平轉換驅動。通信速率為9600波特率。數據5秒傳輸一次。三、軟件設計 　PID控制算法介紹 圖　PID算法有兩種：直接計算法就是當前需要的控制量?！　」剑篜out = Kp * e(t) + Ki * ∑e(t) + Kd (e(t) – e(t1))。增量計算法就是相對于標準算法的相鄰兩次運算之差，得到的結果是增量，也就是說在上一次的控制量的基礎上需要增加的控制量。 　　公式：Pout(t1) = Kp*(e(t) – e(t1) + Ki e(t) + Kd(e(t) –2*e(t1) + e(t2))?；酒?e(t) 表示當前測量值與設定目標之差，設定目標是被減數，結果可以是正或負，正數表示還沒有達到，負數表示已經超過了設定值。這是面向比例項用的變動數據。累計偏差：∑e(t)= e(t) + e(t1) + e(t2)+…….+e(1),這是我們每一次測量到的偏差值的總和，這是代數和，考慮到正負符號的運算，這是面向積分項用的變動數據?；酒畹南鄬ζ睿篹(t) – e(t1)，用本次的基本偏差減去上一次的基本偏差，用于考察當前控制的對象的趨勢，作為快速反應的重要依據，這是面向微分項的一個變動數據。比例調節(jié)作用：是按比例反應系統(tǒng)的偏差，系統(tǒng)一旦出現了偏差，比例調節(jié)立即產生調節(jié)作用用以減少偏差。比例作用大，可以加快調節(jié)，減少誤差，但是過大的比例，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，甚至造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。積分調節(jié)作用：是使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高無差度。因為有誤差，積分調節(jié)就進行，直至無差，積分調節(jié)停止，積分調節(jié)輸出一常值。積分作用的強弱取決與積分時間常數Ti，Ti越小，積分作用就越強。反之Ti大則積分作用弱，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。積分作用常與另兩種調節(jié)規(guī)律結合，組成PI調節(jié)器或PID調節(jié)器。微分調節(jié)作用：微分作用反映系統(tǒng)偏差信號的變化率，具有預見性，能預見偏差變化的趨勢，因此能產生超前的控制作用，在偏差還沒有形成之前，已被微分調節(jié)作用消除。因此，可以改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。在微分時間選擇合適情況下，可以減少超調，減少調節(jié)時間。微分作用對噪聲干擾有放大作用，因此過強的加微分調節(jié)，對系統(tǒng)抗干擾不利。此外，微分反應的是變化率，而當輸入沒有變化時，微分作用輸出為微分作用不能單獨使用，需要與另外兩種調節(jié)規(guī)律相結合，組成PD或PID控制器。 　測試方法和測試結果測試環(huán)境環(huán)境溫度28攝氏度；測試儀器: 數字萬用表；溫度計0100攝氏度；打印機；秒表；2．測試方法使系統(tǒng)運轉，采用溫度計同時測量水溫變化情況，得出系統(tǒng)溫差指標。3．測試結果設定溫度由40攝氏度到60攝氏度標定溫差= 調節(jié)時間 350秒靜態(tài)誤差= 最大超調量 如果加入模糊控制會使調節(jié)時間縮短，增強PID控制的效果。四、總結　　由于SPCE061A的時鐘最高可達49M，32個I/O口，而且具有一定的語音處理功能等，這些都為我們實現電路提供了非常便利的條件。同時也因為開發(fā)環(huán)境友好，易用，方便 同時配有語音播放函數，這些大大加快系統(tǒng)開發(fā)設計。本系統(tǒng)核心是控制算法的設計和實現，各方面指標基本達到題目要求。五、參考資料參考文獻： 　　《第三屆全國大學生電子設計競賽獲獎作品選編（1997）》 　　《SPCE061A單片機原理與應用》 　　《數字電子技術基礎》凌陽大學計劃網站 數控直流電流源作者：李高望 陸樨 張江松`賽前輔導老師及文稿整理老師：尹仕 摘 要利用單片機所具有的智能測控特點，設計制作了基于單片機的“數控直流電流源”。該電流源具有設定準確、輸出電流穩(wěn)定、可調范圍全程線性等特點。本設計由兩大模塊組成：① 大功率壓控電流源模塊；② 單片機應用系統(tǒng)模塊。前者是電流源的核心，起著恒流調節(jié)、抑制紋波電流的關鍵作用；后者則起著設定電流源輸出、改善電流調節(jié)精度、消除小電流輸出的非線性等作用。此外，還實現了變增益測量，提高了電流的測量精度。本電流源采用LCD顯示界面，使用直觀方便。 AbstractBy making good use of the intelligent measure and control function of theMicroprogrammed Control Unit(MCU), the numericalcontrolled direct current source is designed and made. This direct current source not only can steadily output, but also can be accurately initialized, and adjusted linearly at a wide range. The design is posed of two basic modules:①The highpower voltagecontrolled current source module。②The MCU application system module. The former one is the hard core of the current source, while keeping the output current steadily and restraining its ripple. The latter one controls the initialization of the output, improves the precision of the output signal and eliminates the nonlinear effect at the low output terminal made by small signals. In addition, the design realizes the measurement to make the gain variable, so that we improve the measure precision of the current source. Besides, using LCD makes