【文章內(nèi)容簡介】 PID 控制的理想方程是： 11()pD deU K E ed t TT d t? ? ?? （ ） 式中 e— 測量值與給定值之間的偏差 。 TD— 微分時間 : T 積分時間 。 基于單片機的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)硬件設(shè)計 12 11111 1 11[ ( ) ]()nDn p n n ninp n D n niTTU K e e e eTTK e K e K e e????? ? ? ?? ? ? ??? （ ） KP— 調(diào)節(jié)器的放大系數(shù) . 將上式離散化得到數(shù)字 PID位置式算法 式中 在位置式算法的基礎(chǔ)之上得到數(shù)字 PID 增量式算法： 1 1 0 1 21 0 1( ) ( 2 )()np n n n n n np n n n nUK e e K e K e e eK e K e K e e? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? （ ） 基于單片機的溫度控制 系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)軟件設(shè)計 13 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 主程序 圖 主程序流程圖 主程序： ORG 0100H DISM0 DATA 78H DISM1 DATA 79H DISM2 DATA 7AH DISM3 DATA 7BH DISM4 DATA 7CH DISM5 DATA 7DH MOV SP, 50H。 50H 送 SP 基于單片機的溫度控制 系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)軟件設(shè)計 14 CLR 5EH 。 清本次越限標(biāo)志 CLR 5FH ； 清上次越限標(biāo)志 CLR A ； 清累加器 A MOV 2FH, A MOV 30H, A MOV 3BH, A MOV 3CH, A 清暫存單元 MOV 3DH, A MOV 3EH, A MOV 44H, A MOV DISM0, A MOV DISM1, A MOV DISM2, A MOV DISM3, A 清顯示緩沖區(qū) MOV DISM4, A MOV DISM5, A MOV TMOD, 56H MOV TL0, 06H MOV TH0, 06H CLR PT0 SETB TR0 SETB ET0 SETB EA LOOP ACALL DISPLY ；調(diào)用顯示程序 ACALL SCAN ；調(diào)用掃描程序 AJMP LOOP ；等待中斷 應(yīng)當(dāng)注意：由于 T0 被設(shè)定為計數(shù)器方式 2，初值為 06H，故它的溢出中斷時間為 250 個過零同步脈沖。為了系統(tǒng)正常工作， T1 中斷服務(wù)程序的執(zhí)行時間必須滿足 T0 的制一時間要求，因為 T1 的中斷是嵌套在 T0 中斷之中的。 T0 中斷服務(wù)程序 T0 中斷服務(wù)程序是溫度控制系統(tǒng)的主程序，用于啟動 A/D 轉(zhuǎn)換器，讀如數(shù)據(jù)采樣，數(shù)字濾波，越權(quán)溫度報警和處理， PID 計算和輸出可控硅的同步觸發(fā)脈沖等。 引腳上輸出的該同步脈沖寬度由 T1 計數(shù)器的溢出中斷控制， 8031基于單片機的溫度控制 系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)軟件設(shè)計 15 利用等待 T1 溢出中斷空隙時間完成把本次采樣數(shù)值轉(zhuǎn)換成顯示值而放入顯示緩沖區(qū)和調(diào)用溫度顯示程序， 8031 從 T1 中斷服務(wù)程序返回后便可以恢復(fù)現(xiàn)場和返回主程序，以等待下次 T0 中斷。 T0中斷服務(wù)程序框圖如圖 所示 基于單片機的溫度控制 系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)軟件設(shè)計 16 圖 T0中斷服務(wù)程序流程圖 T0 中斷服務(wù)程序： ORG 000BH AJMP CT0 CT0： PUSH ACC ； PUSH DPL ； 保護現(xiàn)場 PUSH DPH ； SETB D5H ； 置標(biāo)志 ACALL SAMP ACALL FILTER CJNE A， 42H， TPL WL： MOV C， 5EH MOV 5FH， C CLR 5EH ACALL UPL POP DPH POP DPL POP ACC RETI ；中斷返回 TPL： JNC TPL1 基于單片機的溫度控制 系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)軟件設(shè)計 17 CLR 5FH ；清上次越限標(biāo)志 CJNE A， 43H， MTPL HAT： SETB ；若溫度不越限，則綠燈亮 ACALL PID MOV A， 2FH CPL A ； INC A ； 對 PID 值求補，作為 TL1 值 NM： SETB MOV TL1， A MOV TH1,0FFH SETB PT1 SETB TR1 ；啟動 T1 SETB ET1 ；允許 T1 中斷 ACALL TRAST LOOP: ACALL DISPLY ；顯示溫度 JB D5H,LOOP ；等待 T1 中斷 POP DPH POP DPL POP ACC RETI MTPL: JNC HAT SETB ；否則，下限聲光報警 MOV A,45H CPL A INC A AJMP NM TPL1: SETB 5EH JNB 5FH,WL INC 44H ；越限計數(shù)器加 1 MOV A,44H CLR C SUBB A,N ；越限 N次嗎？ JNZ WL SETB CLR 5EH 基于單片機的溫度控制 系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)軟件設(shè)計 18 CLR 5FH POP DPH POP DPL POP ACC RETI 采樣子程序 采樣子程序 SAMP：流程圖如下圖所示， 圖 采樣子程序流程圖 采樣子程序： SAMP: MOV R0,2CH ；采樣值始址送 R0 MOV R2,03H MOV DPTR,03F8H SAM1: MOVX @DPTR,A ；啟動 ADC0809 工作 MOV R3,20H N Y 選同 IN0 啟動 ADC 延時 A/D 完成？ 所有采樣結(jié)束？ 返 回 N 采樣值始址送 R0 采樣次數(shù)送 R2 基于單片機的溫度控制 系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)軟件設(shè)計 19 DLY: DJNZ R3,DLY ；延時 HERE: JB ,HERE MOVX A,@DPTR MOV @R0,A ；存放采樣值 INC R0 DJNC R2,SAM1 RET 數(shù)字濾波程序 數(shù)字濾波程序 FILTER:用于濾去來自控制現(xiàn)場對采樣值的干擾。 本設(shè)計采用中值濾波，程序如下： FILTER: MOV A,2CH CJNE A,2DH,CAMP1 AJMP CMP2 CMP1: JNC CMP2 XCH A,2DH XCH A,2CH CMP2 MOV A,2DH CJNE A,2EH,CMP3 MOV 2AH,A RET CMP3: JC CMP4 MOV 2QH,A RET CMP4: MOV A,2EH CJNE A,2CH,CMP5 MOV 2AH,A RET CMP5: JC CMP6 XCH A,2CH CMP6: MOV 2AH,A RET 基于單片機的溫度控制 系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)軟件設(shè)計 20 圖 數(shù)字濾波程序流程圖 Y N N Y Y Y Y N Y Y N (2CH)送 A (2CH)≠ (2DH)? (2CH)(2DH)? (2CH)→← (2DH) (2DH)≠ (2EH)? (2DH)(2EH)? (2CH)≠ (2EH)? (2EH)(2CH)? (2CH) 送 2AH 返回 (2EH)送 2AH (2EH)送 2AH (2DH) 送 2AH (2DH) 送 2AH N 基于單片機的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計 總結(jié) 21 總 結(jié) 本設(shè)計使用無 ROM 的 8031 作為主控芯片進行控制，單片機具有集成度高，通用性好，功能強，特別是體積小，重量輕，耗能低，可靠性高，抗干擾能力強和使用方便等獨特優(yōu)點，在數(shù)字、智能化方面有廣泛的用途。其中的溫控系統(tǒng)采用鎳鉻 /鎳鋁熱電偶，此電偶用于 0℃～ 1000℃的溫度測量范圍，相應(yīng)的輸出電壓為 ，在本系統(tǒng)中，若采用模糊控制或者神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法控制 ，這些控制技術(shù)會大大提高控制精度，不但使控制簡捷，降低了產(chǎn)品的成本，提高了生產(chǎn)效率。我在以后的設(shè)計實驗中會加以致用，取得更好的成績。 基于單片