【文章內容簡介】 布線中需要考慮的抗干擾原則及各種常用抗干擾措施[4]。抑制干擾源的常用措施如下:(1)繼電器線圈增加續(xù)流二極管，消除斷開線圈時產生的反電動勢干擾。續(xù)流二極管會使繼電器的斷開時間滯后，增加穩(wěn)繼電器在單位時間內可動作的次數(shù)。(2)在繼電器接點兩端并接火花抑制電路，減小電火花影響。(3)信號輸入端加濾波電路，注意電容、電感引線要盡量短。(4)，以減小IC對電源的影響。注高頻電容的布線。(5)單片機和大功率器件的地線要單獨接地，以減小相互干擾。大功率器件盡可能在電路邊緣。(6)布線時避免90度折線，減少高頻噪聲射。切斷干擾傳播路徑的常用措施如下:(1)充分考慮電源對單片機的影響，電源做好，整個電路的抗干擾就解決了一大半。許多單片機對電源噪聲很敏感，要給單片機電源加濾波電路或穩(wěn)壓器，以減小電源噪聲對單片機的干擾?？捎?00歐姆電阻代替。(2)在I/O口與噪聲源之間應加隔離。也可100O歐姆電阻代替。(3)注意晶振布線。晶振與單片機引腳盡量靠近，用地線把時鐘區(qū)隔離起來，晶振外殼接地并固定。(4)電路板合理分區(qū)，如強、弱信號、數(shù)字、模擬信號。盡可能把干擾源(如電機，繼電器)與敏感元件(如單片機)遠離。(5)接地問題為了是系統(tǒng)能正常工作和提高轉換精度而不受模擬地和數(shù)字地的干擾，需要將整個系統(tǒng)的接地進行處理，先將整個系統(tǒng)的模擬地和數(shù)字地分開接，然后通過0Ω的電阻將模擬地和數(shù)字地接在一起。這樣能濾除較大的帶寬頻率。 共地接法第四章 系統(tǒng)軟件設計根據系統(tǒng)所要實現(xiàn)的不同功能，軟件部分分為主程序和子程序兩部分，子程序可分為A/D采樣、溫濕度控制、動態(tài)顯示、鍵盤管理及串行通訊五部分，最后是對本系統(tǒng)中軟件部分的抗干擾設計。 主程序流程圖 A/D采樣子程序在進行控制時，給定值是溫度值和濕度值，但在數(shù)據采集程序中，計算機采集到的是經過A/D轉換后大小為0～255的數(shù)字量，為了方便運算，必須把這些無量綱的數(shù)字轉化為實際的溫度值與濕度值，:=+()*()/() ()式中 一次測量儀表的下限； 一次測量儀表的上限；—— 實際測量值； 一一 儀表下限對應的數(shù)字量； 一一 儀表上限對應的數(shù)字量；測量值所對應的數(shù)字量。這樣就可以把設定的溫度值轉換成數(shù)字量，在和采集到的實際溫度值的數(shù)字量進行比較，求出偏差，進行控制[5]。 采樣子程序流程圖 溫濕度控制子程序PID控制規(guī)律是廣泛應用的一種控制規(guī)律，PID控制規(guī)律表示比例(proportional)積分(integral)一微分(diferential)控制即調節(jié)器的輸出與輸入是比例一積分一微分的關系。這種按偏差比例(proportional)、積分(integral)、微分(derivative)PID控制，是連續(xù)系統(tǒng)中技術成熟，應用最廣泛的控制方法，具有原理簡單，易于實現(xiàn)，結構典型，參數(shù)整定方便，魯棒性強，適用面廣和效果顯著等特點，特別適用于對象動態(tài)特性不完全掌握、得不到精確數(shù)學模型、難以用控制理論進行分析和綜合的場合。在過程計算機控制系統(tǒng)中，PID算法仍然是應用最廣泛和最成功的控制算法，利用計算機運算速度快，容量大，邏輯判斷功能強，軟件變化等特點，不是簡單地把模擬控制PID算法數(shù)字化，而是進一步發(fā)展，使其具有智能化，更適合各種生產過程的控制要求。PID控制器中的比例作用起糾正偏差的作用，其反應迅速，積分作用能清除靜差，改善系統(tǒng)靜態(tài)特性，微分作用有利于減小超調，克服震蕩，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，加快系統(tǒng)過渡過程的作用，但對過程或測量噪聲很敏感。微分作用的引進改善了系統(tǒng)動態(tài)特性。但也容易引進高頻干擾，在控制算法中，采用實際微分或加上低通濾波，將使控制性能顯著改善。PID控制器的數(shù)學模型可以用下式表示: u(t)=[ e(t)+] ()式中u(t)控制器的輸出。比例系數(shù)。 積分時間常數(shù)。 微分時間常數(shù)。e(t) —偏差，e(t)=SPPV,S P和PV分別為被控參數(shù)的設定值和實際值。在以微處理機為硬件核心的控制系統(tǒng)當中，由于以采樣周期對輸入和輸出狀態(tài)進行實時采樣，故它是離散時間控制系統(tǒng)。在離散控制系統(tǒng)中，PID控制器采用差分方程表示。若選采樣周期為T，可得差分方程為 u(n)={e(n)++[e(n)e(n1)]} =e(n)++[e(n)e(n1)]式中u(n)為本次PID算法的控制輸出；e(n)為本次采樣所得的偏差信號。e(n1)為上次采樣所得的偏差信號； 為積分常數(shù) ；=為微分常數(shù)； = 。，每次的控制輸出都與系統(tǒng)過去的所有狀態(tài)有關，它需要對偏差e進行不斷的累加，從而增大了計算機的計算量和存儲量，而且當給定值變更時，容易產生積分失控，發(fā)生閥門沖擊和超調。為了彌補這一缺陷，目前計算機控制系統(tǒng)中的PID控制常用增量式算法，PID控制常用增量式算法如下：(n)=u(n)u(n1)=[e(n)e(n1)]+e(n)+[e(n)2e(n1)+e(n2)] =(++)e(n)+(2)e(n1)+e(n2) =e(n)+e(n1)+e(n2) 其中 =++ =2 =在計算機控制系統(tǒng)中，采樣周期T一般是恒定的，所以在確定了、和之后，僅需在內存中依次存放三個采樣周期的偏差值，即可求出控制增量。采用增量式算法不僅簡化了運算過程，而且還具有如下優(yōu)點:(1)算式中沒有累加項，不會發(fā)生積分失控，也不易產生超調。(2)由于控制輸出是控制值的增量，所以當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時影響范圍就小，也較容易實現(xiàn)自動/手動切換。(3)可以在程序中設置條件判斷，當PID算式輸出的控制增量超過允許范圍時，限制輸出的變化幅度，從而減小對被控系統(tǒng)的沖擊。由于增量式算式給出的是每個采樣周期中控制輸出的變化量，所以必須通過一個積分環(huán)節(jié)才能得到實際位置的控制給定。在應用中，可采用步進電機作為閥門的驅動元件，計算機將增值轉換成向正方向或負方向的步進脈沖給出。如果執(zhí)行器是位置型的，： u(n)=u(n1)+△u(n1) () ： PID控制算法流程圖 動態(tài)顯示子程序 本系統(tǒng)設計時采用的是4個七段共陽級數(shù)碼管動態(tài)顯示溫濕度信息，正常顯示時G腳接+5V，各發(fā)光二極管是否點亮取決于a～SP各引腳上是否是低電平0V,共陽極所需字形碼如下: “0” C0H “1” F9H “2” A4H “3” B0H “4” 99H “5” 92H “6” 82H “7” F8H “8” 80H “9” 90H “A” 88H “b” 83H “C” C6H “d” A1H “E” 86H “F” 8EH “” 7FH由于顯示的數(shù)字0－9的字形碼沒有規(guī)律可循，只能采用查表的方式來完成所需要求。按著數(shù)字0－9的順序，把每個數(shù)字的筆段代碼按順序排序建立的表格如下所示：TABLE DB C0H，F(xiàn)9H，A4H，B0H，99H，92H，82H，F(xiàn)8H，80H，90H系統(tǒng)工作后通過PC0～PC3進行位選，數(shù)據通過PC4～PC7輸出，經過譯碼器74LS47轉換成適合數(shù)碼管顯示的7段數(shù)據碼。： 顯示子程序流程圖 匯編子程序：ORG 0000H START: MOV R1, 00H NEXT: MOV A, R1 MOV DPTR, TABLE