【導(dǎo)讀】主要目的是用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)溫度控制器，通過運(yùn)用PID控制算法，使得溫度。保持在600度這一恒定溫度值上。該控制器具有本機(jī)給定和上位機(jī)給定的功能。PID控制是比例積分微分控制的簡稱。由于模擬PID調(diào)節(jié)器控制溫度的精確模。軟件系統(tǒng)的靈活性，PID算法可以得到修正而更加完善。單片機(jī)輸出的是數(shù)字量，需要經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換變?yōu)槟M量后，才能去控

　　

【正文】 功率放大電路我們選用采用了 PNP 型共發(fā)射極放大電路，它的輸入阻抗 幾百～幾千歐 ，輸出阻抗 幾千～幾十千歐 ，電壓放大倍數(shù)大，電流放大倍數(shù)大，功率放大倍數(shù)大。電聲器件選用最常用的電動(dòng)式錐形紙盆揚(yáng)聲器 。 圖 報(bào)警電路 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 溫度控制程序所要完成的任務(wù)： 8031， 8155 芯片的初始化以及分配內(nèi)存單片及設(shè)置定時(shí)器參數(shù)，溫度采樣，數(shù)字濾波，進(jìn)行轉(zhuǎn)換計(jì)算，判斷溫度是否在規(guī)定范圍內(nèi)，超限報(bào)警和處理；顯示溫度及輸入控制。 主 程序 溫度控制 系統(tǒng) 的主程序如圖 所示。 程序開始 內(nèi)部 RAM 和顯示初始化 有 key 處理 key 確認(rèn)鍵按下 測 溫 顯示溫度 控溫時(shí)刻到 PID 超限 報(bào) 警 結(jié) 束 Y N N Y N N Y 圖 溫度控制系統(tǒng)主程序圖 PID 計(jì)算程序 ( ) ( 1 ) [ ( ) ( 1 ) ] ( ) [ ( ) 2 ( 1 ) ( 2 ) ]( 1 ) P I DP I DP K P K K E K E K K E K K E K E K E KP K P P P? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 我們可以根據(jù)上式編程，相應(yīng)程序框圖 如圖 所示， 圖 PID 計(jì)算程序流程圖 程序清單如下： PID: MOV R5,31H 。UR 送 R5R4 MOV R4,32H 。UR 送 R5R4 MOV R3,2AH 。Ui(K)送 R3R2 MOV R2,00H 。Ui(K)送 R3R2 根據(jù) )()( KUUKE IR ?? 計(jì)算 )(KE 計(jì)算 )(* KEKI 返 回 計(jì)算 )()]1()([ KEKKEKEK IP ??? 計(jì)算 )]1()([ ?? KEKEK P 計(jì)算 P（ K） 計(jì)算 )()]1()([ KEKKEKEK IP ??? )]2()1(2)([ ????? KEKEKEK D ACALL CPL1 。取 Ui(K)的補(bǔ)碼 ACALL DSUM 。計(jì)數(shù) E(K) MOV 39H,R7 。E(K)送 39H 和 3AH 單元 MOV 3AH,R6 。E(K)送 39H 和 3AH 單元 MOV R5,35H 。KI 送 R5R4 MOV R4,36H 。KI 送 R5R4 MOV R0,4AH 。積始址 4AH 送 R0 ACALL MULT1 。計(jì)算 PI=KI*E(K) MOV R5,39H 。E(K)送 R5R4 MOV R4,3AH 。E(K)送 R5R4 MOV R3,3BH 。E(K1)送 R3R2 MOV R2,3CH 。E(K1)送 R3R2 ACALL CPL1 。對 E(K1)求補(bǔ) ACALL DSUM 。求 [E(K)E(K1)] MOV R5,33H 。Kp 送 R5R4 MOV R4,34H 。Kp 送 R5R4 MOV R0,46H 。積始址 46H 送 R0 ACALL MULT1 。求得 Pp MOV R5,49H 。Pp 的高 16 位送 R5R4 MOV R4,48H 。Pp 的高 16 位送 R5R4 MOV R3,4DH 。KP1 送 R3R2 MOV R2,4CH 。KP1 送 R3R2 ACALL DSUM 。求得 Pp+PI MOV 4AH,R7 。存入 4AH 和 4BH 單元 MOV 4BH,R6 。存入 4AH 和 4BH 單元 MOV R5,39H 。E(K)送 R5R4 MOV R4,3AH 。E(K)送 R5R4 MOV R3,3DH 。E(K2)送 R3R2 MOV R2,3EH 。E(K2)送 R3R2 ACALL DSUM 。計(jì)算 E(K)+E(K2) MOV R5,R7 。存入 R5R4 MOV R4,R6 。存入 R5R4 MOV R3,3BH 。E(K1)送 R3R2 MOV R2,3CH 。E(K1)送 R3R2 ACALL CPL1 。對 E(K1)求補(bǔ) ACALL DSUM 。計(jì)算 E(K)+E(K2)E(K1) MOV R5,R7 。存入 R5R4 MOV R4,R6 。存入 R5R4 MOV R3,3BH 。E(K1)送 R3R2 MOV R2,3CH 。E(K1)送 R3R2 ACALL CPL1 。對 E(K1)求補(bǔ) ACALL DSUM 。求 E(K)2E(K1)+E(K2) MOV R5,37H 。KD 送 R5R4 MOV R4,38H 。KD 送 R5R4 MOV R0,46H 。積始址 46H 送 R0 ACALL MULT1 。求得 PD MOV R5,49H 。送入 R5R4 MOV R4,48H 。送入 R5R4 MOV R3,4AH 。Pp+PI 送 R3R2 MOV R2,4BH 。Pp+PI 送 R3R2 ACALL DAUM 。求得 Pp+PI+PD MOV R3,R7 。送入 R3R2 MOV R2,R6 。送入 R3R2 MOV R5,2FH 。P(K1)送 R5R4 MOV R4,30H 。P(K1)送 R5R4 ACALL DSUM 。求出 P(K) MOV 2FH,R7 。存入 2FH 和 30H 單元 MOV 30H,R6 。存入 2FH 和 30H 單元 MOV 3DH,3BH 。E(K1)送 E(K2)單元 MOV 3EH,3CH 。E(K1)送 E(K2)單元 MOV 3BH,39H 。E(K)送 E(K1)單元 MOV 3CH,3AH 。E(K)送 E(K1)單元 RET 結(jié)論 本系統(tǒng)核心是控制算法的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，各方面指標(biāo)基本達(dá)到題目要求。 通過完成本次設(shè)計(jì)，我對 PID 控制算法的實(shí)現(xiàn)、單片機(jī)內(nèi)部工作原理及其相關(guān)芯片實(shí)現(xiàn)的功能有了更深、更進(jìn)一步的了解和認(rèn)識，使以前所學(xué)的知識更全面、系統(tǒng)化了。 此系統(tǒng)是一種高效低成本的系統(tǒng)，他具有很多優(yōu)點(diǎn)，適合在很多場所中的具體情況，具有很強(qiáng)的推廣優(yōu)勢，而且很方便實(shí)現(xiàn)應(yīng)用場所的實(shí)時(shí)操控。 本設(shè)計(jì)是基于 PID 算法的應(yīng)用，但是還有許多需要改進(jìn)的地方。 如 對于溫度傳感器，供我們選擇的也有很多種，但是 DS18B20 溫度傳感器芯片可直接把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù) 字信號供單片機(jī)讀取是我們選擇該芯片的主要原因。但現(xiàn)在新出現(xiàn)的傳感器功能更加的齊全在許多的領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用也是可以選擇的。 通過對溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我在各方面都掌握了很多有用的知識，比如在傳感器方面、計(jì)算機(jī)軟件硬件技術(shù)等。達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的最終目的。 致謝 在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作經(jīng)過兩個(gè)多月的努力，終于順利地完成了。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)自始至終都是在指導(dǎo)教師李英老師的全面、具體指導(dǎo)下進(jìn)行的。李英老師廣博的專業(yè)知識、民主而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)使我受益匪淺，在李英老師的指導(dǎo)下，培養(yǎng)了我獨(dú)立思考 問題、解決問題的能力。李英老師對學(xué)生的工作，學(xué)習(xí)和生活給予了很大的關(guān)心和支持，我在此表示衷心的感謝和誠摯的敬意！ 感謝各位帶畢業(yè)生的老師，在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)工作中所給予的大力幫助和支持。感謝我的學(xué)友和朋友們對我的關(guān)心和幫助。最后向評審本論文及參加論文答辯的各位專家老師表示衷心的感謝，祝各位老師心情愉快。 參考文獻(xiàn) [1] 胡漢才 . 單片機(jī)原理及接口技術(shù) [M]. 北京：清華大學(xué)出版社， 1996， 46～ 70 [2] 張振榮 . MCS51 單片機(jī)原理及實(shí)用技術(shù) [M]. 北京：人民郵 電出版社， 2021， 192～ 221 [3] 曹玉林，曹巧媛 . 單片機(jī)原理與接口技術(shù) [M]. 北京：國防科技大學(xué)出版社 .2021，64～ 92 [4] 沈紅衛(wèi) . 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例與分析 [M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社 .2021， 25～ 3 222～ 245 [5] 何立民 . 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編 —5[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社 .1998， 380～ 385 [6] 楊振江 . 單片機(jī)實(shí)用子程序及應(yīng)用實(shí)例 [M]. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社 . 2021， 32～ 3 136～ 142 [7] 楊忠煌 . 單芯片 8051 實(shí)務(wù)與應(yīng)用 [M]. 北京：中國水利水電出版社 .2021， 59～ 76 附錄 A 硬件電路原理圖 溫度控制系統(tǒng)原理圖 附錄 B 程序清單為： 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 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 。清暫存單元 MOV 30H,A 。清暫存單元 MOV 3BH,A 。清暫存單元 MOV 3CH,A 。清暫存單元 MOV 3DH,A 。清暫存單元 MOV 3EH,A 。清暫存單元 MOV 44H,A 。清暫 存單元 MOV DISM0,A 。清顯示緩沖區(qū) MOV DISM1,A 。清顯示緩沖區(qū) MOV DISM2,A 。清顯示緩沖區(qū) MOV DISM3,A 。清顯示緩沖區(qū) MOV DISM4,A 。清顯示緩沖區(qū) MOV DISM5,A 。清顯示緩沖區(qū) MOV TMOD,56H 。設(shè) T0 計(jì)數(shù)器方式 2， T1 方式 1 MOV TL0,06H 。T0 賦初值 MOV TH0,06H 。T0 賦初值 CLR PT0 。令 T0 為低中斷優(yōu)先級 SETB TR0 。啟動(dòng) T0 工作 SETB ET0 。允許 T0 中斷 SETB EA 。開 CPU中斷 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 T0 中斷 ORG 000BH AJMP CT0 CT0: PUSH ACC 。保護(hù)現(xiàn)場 PUSH DPL 。保護(hù)現(xiàn)場 PUSH DPH 。保護(hù)現(xiàn)場 SETB D5H 。置標(biāo)志 ACALL SAMP 。調(diào)用采樣子程序 ACALL FILTER 。調(diào)用數(shù)字濾波程序 CJNE A,42H,TPL 。若 Ui(K)/=Umax，則 TPL WL: MOV C,5EH 。(5EH)送 5FH MOV 5FH,C 。(5EH)送 5FH CLR 5EH 。清 5EH 單元 ACALL UPL 。轉(zhuǎn)上限處理程序 POP DPH POP DPL POP ACC RETI 。中斷返回 TPL: JNC TPL1 。Ui(K)Umax，則 TPL1 CLR 5FH 。清上次越限標(biāo)志 CJNE A,43H,MTPL 。Ui(K)/=Umix，則 MTPL HAT: SETB 。若溫度不越限，則令綠燈亮 ACALL PID 。調(diào)用計(jì)算 PID 子程序 MOV A,2FH 。PID 值送 A CPL A 。對 PID 值求補(bǔ)，作 TL1 值 INC A 。對 PID 值求補(bǔ)，作 TL1 值 NM: SETB 。令 輸出高電平脈沖 MOV TL1,A 。T1 賦初值 MOV TH1,0FFH 。T1 賦初值 SETB PT1 。T1 高優(yōu)先級中斷 SETB TR1 。啟動(dòng) T