基于單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)——輸出通道設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-24 19:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 式中稱為臨界周期。在單純比例作用下（比例增益由小到大），是系統(tǒng)產(chǎn)生等幅振蕩的比例增益，這時(shí)的工作周期為臨界周期，則可以得到△ = == 式中=，=[8] 從而可以調(diào)節(jié)的參數(shù)只有一個(gè)?？稍O(shè)計(jì)一個(gè)調(diào)整子程序，通過鍵盤輸入改變值，改變運(yùn)行參數(shù)，使系統(tǒng)滿足要求。下面對(duì)PID運(yùn)算加以說明： 所有的數(shù)都變成定點(diǎn)純小數(shù)進(jìn)行處理。 算式中的各項(xiàng)有正有負(fù)，以最高位作為符號(hào)位，最高位為0表示為正數(shù)，為1表示負(fù)數(shù)。正負(fù)數(shù)都是補(bǔ)碼表示，最后的計(jì)算以原碼輸出。 雙精度運(yùn)算，為了保證運(yùn)算精度，把單字節(jié)8位輸入采樣值和給定值都變成雙字節(jié)16位進(jìn)行計(jì)算，最后將運(yùn)算結(jié)果取成高8位有效值輸出。 輸出控制量的限幅處理。為了便于實(shí)現(xiàn)對(duì)晶閘管的通斷處理，PID的輸出現(xiàn)在在0～250之間。大于250或小于0的控制量都是沒有意義的，因在算法上對(duì)進(jìn)行限幅，即 = PID的計(jì)算公式采用位置式算法，計(jì)算公式為+ = PID計(jì)算的程序流程圖圖32所指示。表31 參數(shù)內(nèi)存分配表存儲(chǔ)單元符號(hào)說明存儲(chǔ)單元符號(hào)說明3FH高8位38H低8位30H低8位39H高8位31H給定值高8位3AH低8位32H給定值低8位3BH高8位33H高8位3CH低8位34H低8位3DH高8位35H高8位32EH低8位36H低8位3FH高8位37H高8位40H低8位第四章 調(diào)試硬件調(diào)試首先檢查電路的焊接是否正確，然后可用萬用表測(cè)試或通電檢測(cè)。硬件調(diào)試主要是針對(duì)主控板中單片機(jī)模塊和外部輸入、輸出模塊進(jìn)行調(diào)試。這一部分硬件調(diào)試主要分成兩大塊：上電前的調(diào)試和上電后的調(diào)試。在電路安裝焊接前，首先是對(duì)元器件的檢測(cè)。對(duì)AT89S5DS18B20和SSR固態(tài)繼電器這三個(gè)器件在未接電路時(shí)是不能檢測(cè)其好壞的。對(duì)于其他器件則可利用萬用表進(jìn)行測(cè)量。電阻的測(cè)量，用萬用表的歐姆檔測(cè)量。二極管、三極管也是根據(jù)其特性用萬用表的歐姆檔測(cè)量即可。按鈕的測(cè)量也是用歐姆檔測(cè)量，只要將表筆兩端接按鈕的兩個(gè)引腳，按下按鈕可以看到指針偏轉(zhuǎn)到0刻度。繼電器的檢測(cè)，給繼電器的線圈兩端加一合適的電壓，可以看到指示燈亮?；蛴萌f用表接其管腳，看指針是否偏轉(zhuǎn)為0刻度線。（1）上電前的調(diào)試在上電前，必須確保電路中不存在斷路或短路情況，這一工作是整個(gè)調(diào)試工作的第一步，也是非常重要的一個(gè)步驟。在這部分調(diào)試中主要使用的工具是萬用表，用來完成檢測(cè)電路中是否存在斷路或者短路情況等。只要將一個(gè)表筆固定在電源端或接地端，另儀表筆接其他連接點(diǎn)，指針偏轉(zhuǎn)到0刻度就是通路的。通過萬用表的檢測(cè),沒有發(fā)現(xiàn)短路和斷路的地方了，電路基本正常后再進(jìn)行下一步調(diào)試。（2）上電后的調(diào)試在確保硬件電路正常，無異常情況(斷路或短路)方可上電調(diào)試，上電調(diào)試的目的是檢驗(yàn)電路是否接錯(cuò)，同時(shí)還要檢驗(yàn)原理是否正確。在本設(shè)計(jì)中，上電調(diào)試主要是檢測(cè)單片機(jī)部分與外部輸入、輸出電路是否接對(duì)。本次調(diào)試需要通過軟硬件聯(lián)調(diào)來實(shí)現(xiàn)。由于DS18B20與單片機(jī)采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，對(duì)DS18B20進(jìn)行讀/寫編程時(shí)必須嚴(yán)格地保證讀/寫時(shí)序，否則將無法讀取測(cè)量結(jié)果。本程序采用單片機(jī)C語言編寫，用Keil C51編譯器編程調(diào)試。① 加熱控制調(diào)試編寫控制語句，使加熱控制動(dòng)作。,要使加熱電路動(dòng)作,這樣就使三極管導(dǎo)通,繼電器線圈動(dòng)作,觸電吸合,加熱器進(jìn)行加熱。②溫度傳感器DS18B20的調(diào)試在VB編寫的顯示界面調(diào)試到能成功顯示溫度值和顯示溫度曲線的基礎(chǔ)上，編寫溫度測(cè)量子程序以及顯示子程序?qū)Υ瞬糠钟布娐愤M(jìn)行測(cè)試。在有溫度改變時(shí)（例如用手去接觸），顯示溫度能改變就基本完成本設(shè)計(jì)?？偨Y(jié)首先，通過這次應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在很大程度上提高了自己的獨(dú)立思考能力和單片機(jī)的專業(yè)知識(shí)，也深刻了解寫一篇應(yīng)用系統(tǒng)的步驟和格式，有過這樣的一次訓(xùn)練，相信在接下來的日子我們都會(huì)了，而且會(huì)做得更好。我所寫的系統(tǒng)主要根據(jù)目前節(jié)省能源的發(fā)展趨勢(shì)和國內(nèi)實(shí)際的應(yīng)用特點(diǎn)和要求，采用了自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)形式，實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)檢測(cè)和控制。系統(tǒng)以單片機(jī)為AT89S52核心部件，單片機(jī)系統(tǒng)完成對(duì)溫度信號(hào)的采集、處理、顯示等功能，運(yùn)行程序該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是: 1)適用性強(qiáng)，用戶只需對(duì)界面參數(shù)進(jìn)行設(shè)置并啟動(dòng)系統(tǒng)正常運(yùn)行便可滿足不同用戶溫度的要求。 2)將單片機(jī)以及溫度傳感器引入分析和處理中，單片機(jī)控制決策無需建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，系統(tǒng)的魯棒性強(qiáng)，適合對(duì)非線性、時(shí)變、滯后系統(tǒng)的控制，對(duì)溫度控制系統(tǒng)采用單片機(jī)控制非常適合。3)系統(tǒng)成本低廉，操作非常簡單，可擴(kuò)展性強(qiáng)，只要稍加改變，即可增加其他使用功能。通過對(duì)本設(shè)計(jì)的思考，更加加深了對(duì)單片機(jī)的認(rèn)識(shí)，熟練了單片機(jī)的編程，更對(duì)當(dāng)前的溫度傳感器有了更深刻的認(rèn)識(shí)與了解，但是由于此系統(tǒng)依賴溫度傳感器，因而對(duì)溫度傳感器的穩(wěn)定性，線性等諸多方面有著嚴(yán)格的要求，但是傳感器的性能越好，相對(duì)而言其價(jià)格也就越高，因而在此設(shè)計(jì)中，溫度傳感器我個(gè)人覺的還是存在遺憾，其次，所以其編程過程復(fù)雜不易查錯(cuò)。最后由于時(shí)間緊迫，本設(shè)計(jì)還有諸多地方需要改進(jìn)，比如改用RS485串行接口或是網(wǎng)線，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作。由于本設(shè)計(jì)是從保溫部分節(jié)能為出發(fā)點(diǎn)而設(shè)計(jì)，因而在其加熱部分還是存在很大能源浪費(fèi)，因而在日后的開發(fā)應(yīng)用中因當(dāng)注意要，對(duì)其加熱部分的選材的改進(jìn)。參考文獻(xiàn)[1] [M](第三版).北京：高等教育出版社，2003[2] [J].自動(dòng)化與儀表，2001,16(3):3638[3] AT89系列單片機(jī)技術(shù)手冊(cè)[S].北京:[4] 樓然苗,[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008[5] 金偉正．單線數(shù)字溫度傳感器的原理及應(yīng)用[J]．電子技術(shù)應(yīng)用，2000(6)：6668[6] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2002[7] [J]. 煤炭技術(shù),2007，26（1）：3334[8] 范逸之， Basic 與RS232串行通信控制[M].北京：中國青年出版社，2002[9] 譚浩強(qiáng),袁玫, Basic程序設(shè)計(jì)(第二版)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004[10] 李東生，張勇，[M]. 北京:[11] 楊 寧，黃元峰，[J]. 武漢化工學(xué)院學(xué)報(bào),2005,27(5)附錄include include //_nop_()。延時(shí)函數(shù)用include include define uchar unsigned chardefine uint unsigned intsbit ssr=P3^6。 //繼電器控制口sbit DQ=P2^7。 //溫度輸入口struct PID{ unsigned int SetPoint。 // 設(shè)定目標(biāo) Desired Value unsigned int Proportion。 // 比例常數(shù) Proportional Cons
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