【導讀】生產和用戶的需求，通用性能比較差。本文以STC89C52RC單片機為核心設計了一?？钪悄芡ㄓ脺y量控制儀表，該儀表可以應用于不同的工業(yè)生產過程。將這款儀表設計成開放式結構，軟件、硬件開放透明，操作方便。情況不同來選擇需要的工作模式。因為工業(yè)中大部分被控對象具有一定的滯后性，所以采用了位置式pid和增量式pid兩種模式。以及LCD顯示模塊等。該系統(tǒng)可以用來測量控制液位、壓力、流量、溫度等物理量，

　　

【正文】 254 250 60s 中原工學院畢業(yè)設計（論文） 33 表 34 增量式調節(jié)： 0 到 2900 可調 (對應刻度 0 到 290) (坐標豎軸對應刻度 ,橫軸對應時間 ) 表 34： kp=,ki=,kd= 參數(shù) 設定 Kp Ki Kd 最終范圍 調節(jié)曲線 500 ( 對應刻度50) 477 ~ 534 60 56 52 48 44 50s 1500 ( 對應刻度150) 1421 ~ 1523 150 148 146 144 142 30s 2500 ( 對應刻度250) 2445 ~ 2547 250 249 248 247 246 20s 對于增量式 pid 根據(jù)比較分析，第二組 pid 參數(shù)震蕩過于明顯，第三組 pid 參數(shù)調節(jié)時間比較長，第四組 pid 參數(shù)相對較好，但第一組 pid 參數(shù)比第四組 pid 參數(shù)中原工學院畢業(yè)設計（論文） 34 曲線更加平緩。所以選擇第一組 pid 參數(shù)，取 kp=9； ki=； kd=1。 中原工學院畢業(yè)設計（論文） 35 4 實驗調試過程出現(xiàn)問題及分析 按照設計方案編制程序后在實際系統(tǒng)中進行了實驗調試，調試過程遇到了一些問題，經過分析都得到解決。為了給用戶使用實驗平臺學習提供參考，特總結如下。 1. 問題：數(shù)碼 管無法顯示第四位，會亂碼。 原因：定義的數(shù)值是 uchar 型，而顯示的數(shù)值是 uint 型。 辦法：將定義的數(shù)值改為 uint 型或者將 uint 型分解為兩個 uchar 型。 1. 問題：開機時鍵盤 s7 鍵總是自動按下 原因：可能是開機后鍵盤產生了抖動，由于鍵盤是兩端都是接的 io 口，初始電平都不確定。 辦法：將按鍵模塊的去抖動時間稍微加長一點，將顯示和按鍵位置換一下，先顯示后判斷按鍵，這樣也相當于加長了去抖動時間。 2. 問題： AD 采集 顯示每一次數(shù)值相差很大 原因：顯示數(shù)值有偏差是正常的，但是偏差比較大一是軟件問題，二是硬件問題。其中 硬件方面是因為本塊實驗板板上資源多，而 io 口只有那么多，所以會產生io 口的復用，其中 AD 和 DA模塊就是。 辦法：由于硬件已經無法更改，只能從軟件方面設計，而且開機時 io 口電平是不確定的，可以在進行 AD 和 DA轉換期間將和 AD 和 DA復用 io 口的模塊功能關掉，這樣顯示數(shù)值是正常的。 3. 問題： ds1302 不能保持計時，每次開機不能都是顯示初始化的時間。 原因：開始以為是備用電池出了問題，后來通過閱讀程序發(fā)現(xiàn)是每次開機都設定了初始化，但是不設定初始化，第一次又無法讀數(shù)（因為還在調試其他程序，端口復用，所以顯示亂碼）。 辦法：第一種方法可以將程序分兩次輸入，第一次將初始化輸入，第二次將初始化去掉進行輸入，通過按鍵調整數(shù)值可以進行實時時鐘掉電計時功能。第二種方法是通過定義一個按鍵來控制是否將初始化一開始就輸入。 4. 問題： 24c256 只能掉電保護第一個數(shù)值，而其他數(shù)值不能保存下來。 原因： 24c256 能在多個地址保存不同數(shù)值，既然第一個能保存下來，說明程序大問題沒有，經查找資料得知是延時時間給的太短，所以每次只保存了第一次數(shù)值，后面的來不及保存。 辦法：每次保存一個數(shù)值后經過一個 10ms 的延時再保存下一個數(shù)值，這樣每個數(shù)值都完整 的保存下來了。 5. 問題：串口單片機和電腦通信時會顯示亂碼。 原因：串口通信的程序不長，也容易理解，仔細看下波特率的設定是否有錯誤中原工學院畢業(yè)設計（論文） 36 以及程序里面的標志位的設置位是否正確以及每次發(fā)送接收后是否軟件置 0。 辦法：經過檢查，標志位在寫的時候將 TI寫成了 T1，這種問題在編譯的時候是無法檢查出來的，還有波特率忘記改成 9600，而是使用的是 4800。 6. 問題：在編譯連接的時候顯示內容太多超過了 2k。 原因：這是程序太長而使用的軟件沒有破解的問題。 辦法：軟件盡量將不必要的地方刪掉，使用破解軟件將軟件破解下可以將 2k 破解到 8k。 7. 問題：在控制水位時用當時的電表測得的電流值和平時進行 AD 和 DA 轉換時測到的電流值相差很大。 原因：這是由于負載太大的原因，造成了電流值相差很大。 辦法：板子上有一個 5v 電壓輸入和大于 5v 電壓輸入，將 vcc 接在大于 5v 輸入上面。 8. 問題： AD 進行采集時數(shù)值會有一定的差異，不是很大，也不是比較小。 原因：進行采集時有些波動很正常，但是我們仍然可以通過程序使其顯示比較穩(wěn)定。 辦法：在程序中增加濾波，這樣可以進行多次采集，然后選取比較合理的數(shù)值進行輸出。 中原工學院畢業(yè)設計（論文） 37 心得 大學四年轉眼間就過去了，這次畢 業(yè)設計不僅是對所學的專業(yè)知識的一個總結，也是一種提高，增強了我們的實踐操作能力和分析問題解決問題的能力，為我們走入社會打好了良好的基礎。一開始寒假看老師發(fā)的應用手冊給我的感覺是有時候感覺自己需要做的東西很少，有時候感覺自己做的東西很多，然后一開始有點懵，后來看了幾次后發(fā)現(xiàn)自己要做的東西還是比較少的，但是開學后老師給我們開了幾次會，感覺自己需要做的東西又比較多了，又開始有點懵了。然后我就出去玩了幾天，回來后再看了幾次開發(fā)板應用手冊，發(fā)現(xiàn)需要我做的東西還是很少，其實和做課程設計控制電機轉速差不了太多，于是我開始 一個模塊一個模塊的開始做，網(wǎng)上和圖書館是我主要的資料來源，開始幾天我先把各個模塊的硬件原理弄明白，然后再依照硬件的時序圖開始自己編程，當出現(xiàn)錯誤時自己先修改，一般來說都可以改好，實在搞不明白原因我就找老師，網(wǎng)上搜是否遇到和我有一樣的問題的，看老師和網(wǎng)友是怎么解決的。這樣過了十幾天后開始有了大致的模板，然后我和老師講了下我的思路，老師說可以，于是我就接著做。于是我開始一步一步，從簡到繁。 通過這次的畢業(yè)設計，讓我的專業(yè)知識更進了一步，在這次畢業(yè)設計中我遇到過很多問題，有些問題還比較嚴重，比如 pid 調節(jié) 嚴重不好，比如 ad 轉換結果非常不理想。總結這些問題，大都是自己沒有實戰(zhàn)經驗，考慮問題不周全，以及對一些微小的細節(jié)沒有注意到，導致了嚴重的問題。不過做到現(xiàn)在我還是非常開心的，雖然比較累，每天待在實驗室也很無聊，有時候也想出去轉轉，但是覺得一切都是值得的，至少面對困難時我沒有退縮，無論最終的結果如何，至少我無怨無悔了，這就夠了。 其實做到現(xiàn)在我仍然有這樣的感覺，其實畢業(yè)設計需要我們做的東西真的很少，如果要想快點完成是很容易，但是你如果真的想做畢業(yè)設計，那你永遠也做不完，你可以自己去思考我要怎么做，我想怎么做。就 像是一件衣服，一件普通衣服作用只要是能套在身上就行，但衣服也可以做成很多種，比如耐磨的，帶帽子的，繡花的，加吊帶的，透氣的，羽絨服，再高端一點的，防彈衣，雨衣，沖鋒衣等等，畢業(yè)設計也是一個道理，要求我們做的只是一件普通衣服而已，但你想做成什么樣的衣服需要你自己選擇。 中原工學院畢業(yè)設計（論文） 38 致謝 在這次畢業(yè)設計中首先要感謝我的指導老師張謙老師，每個星期他都會和我們見面，問我們現(xiàn)在的情況和有哪些不懂的地方，在我遇到問題時教我怎么去分析解決，并給我相應的資料。在整個過程中，老師一直良好得扮演著監(jiān)督者和指引者。其次我要 感謝實驗室的李紅軍學長，每次我遇到自己解決不了的問題時，他都會給我提示一下，讓我去思考可能會是什么原因，然后我再去解決，我覺得這樣非常好。張謙老師和李紅軍學長這樣無私奉獻的引路人是我學習的榜樣。最后我還要感謝和我一起待在實驗室的同學和我自己，到了這個季節(jié)，實驗室有時候真的很熱，但是大家都堅持下來了，有時候自己堅持不下來了，看到別人都在專心的思考，自己也跟著靜下心來了。這樣不僅大家能夠互相學習，也增進了相互之間的感情。 中原工學院畢業(yè)設計（論文） 39 參考文獻 [1] 張謙，王國強， 徐昱琳 . 單神經元 PID 算法在大滯后系統(tǒng)中的應用，中原工學院學報 [J]， 2020年 12 月 [2] 楊學昭，馬彥霞，薛立 . 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