【導讀】主要目的是用單片機設計一個溫度控制器，通過運用PID控制算法，使得溫度。保持在600度這一恒定溫度值上。該控制器具有本機給定和上位機給定的功能。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。單片機輸出的是數(shù)字量，需要經(jīng)過D/A轉換變?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式錐形紙盆揚聲器 。 圖 報警電路 第 4 章 軟件設計 溫度控制程序所要完成的任務： 8031， 8155 芯片的初始化以及分配內存單片及設置定時器參數(shù)，溫度采樣，數(shù)字濾波，進行轉換計算，判斷溫度是否在規(guī)定范圍內，超限報警和處理；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 內部 RAM 和顯示初始化 有 key 處理 key 確認鍵按下 測 溫 顯示溫度 控溫時刻到 PID 超限 報 警 結 束 Y N N Y N N Y 圖 溫度控制系統(tǒng)主程序圖 PID 計算程序 ( ) ( 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，相應程序框圖 如圖 所示， 圖 PID 計算程序流程圖 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 ?? 計算 )(KE 計算 )(* KEKI 返 回 計算 )()]1()([ KEKKEKEK IP ??? 計算 )]1()([ ?? KEKEK P 計算 P（ K） 計算 )()]1()([ KEKKEKEK IP ??? )]2()1(2)([ ????? KEKEKEK D ACALL CPL1 。取 Ui(K)的補碼 ACALL DSUM 。計數(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 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 ACALL DSUM 。計算 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 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 結論 本系統(tǒng)核心是控制算法的設計和實現(xiàn)，各方面指標基本達到題目要求。 通過完成本次設計，我對 PID 控制算法的實現(xiàn)、單片機內部工作原理及其相關芯片實現(xiàn)的功能有了更深、更進一步的了解和認識，使以前所學的知識更全面、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，適合在很多場所中的具體情況，具有很強的推廣優(yōu)勢，而且很方便實現(xiàn)應用場所的實時操控。 本設計是基于 PID 算法的應用，但是還有許多需要改進的地方。 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換為數(shù) 字信號供單片機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域中都有廣泛的應用也是可以選擇的。 通過對溫度控制系統(tǒng)的設計，我在各方面都掌握了很多有用的知識，比如在傳感器方面、計算機軟件硬件技術等。達到了畢業(yè)設計的最終目的。 致謝 在此次畢業(yè)設計期間，我的畢業(yè)設計工作經(jīng)過兩個多月的努力，終于順利地完成了。我的畢業(yè)設計自始至終都是在指導教師李英老師的全面、具體指導下進行的。李英老師廣博的專業(yè)知識、民主而嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L使我受益匪淺，在李英老師的指導下，培養(yǎng)了我獨立思考 問題、解決問題的能力。李英老師對學生的工作，學習和生活給予了很大的關心和支持，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，在進行畢業(yè)設計工作中所給予的大力幫助和支持。感謝我的學友和朋友們對我的關心和幫助。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 [1] 胡漢才 . 單片機原理及接口技術 [M]. 北京：清華大學出版社， 1996， 46～ 70 [2] 張振榮 . MCS51 單片機原理及實用技術 [M]. 北京：人民郵 電出版社， 2021， 192～ 221 [3] 曹玉林，曹巧媛 . 單片機原理與接口技術 [M]. 北京：國防科技大學出版社 .2021，64～ 92 [4] 沈紅衛(wèi) . 單片機應用系統(tǒng)設計實例與分析 [M]. 北京：北京航空航天大學出版社 .2021， 25～ 3 222～ 245 [5] 何立民 . 單片機應用技術選編 —5[M]. 北京：北京航空航天大學出版社 .1998， 380～ 385 [6] 楊振江 . 單片機實用子程序及應用實例 [M]. 西安：西安電子科技大學出版社 . 2021， 32～ 3 136～ 142 [7] 楊忠煌 . 單芯片 8051 實務與應用 [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 。清本次越限標志 CLR 5FH 。清上次越限標志 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 T0 計數(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 T0 工作 SETB ET0 。允許 T0 中斷 SETB EA 。開 CPU中斷 LOOP: ACALL DISPLY 。調用顯示程序 ACALL SCAN 。調用掃描程序 AJMP LOOP 。等待中斷 T0 中斷 ORG 000BH AJMP CT0 CT0: PUSH ACC 。保護現(xiàn)場 PUSH DPL 。保護現(xiàn)場 PUSH DPH 。保護現(xiàn)場 SETB D5H 。置標志 ACALL SAMP 。調用采樣子程序 ACALL FILTER 。調用數(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 。調用計算 PID 子程序 MOV A,2FH 。PID 值送 A CPL A 。對 PID 值求補，作 TL1 值 INC A 。對 PID 值求補，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 T