【正文】 8B20 的工作電流達(dá) 1mA, 僅靠 10k 的上拉電阻提供電源是不 行的 , 因此 , 需要從VCC 引腳接入外部電源。 圖 溫度采集電路 顯示模塊 溫度顯示采用兩個(gè) 73ls138 譯碼器和 7segmpx2cc 構(gòu)成，而狀態(tài)顯示采用兩個(gè)不同顏色的 LED 燈構(gòu)成。 圖 顯示模塊（ LCD LED） 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 26 頁(yè) 鍵盤 輸入模塊 輸入模塊有一個(gè) 74ls244 連接輸入按鍵，兩個(gè)按鈕分別用來(lái)設(shè)定增減溫度，雙刀雙擲開(kāi)關(guān)用來(lái)選擇空調(diào)的狀態(tài)。 圖 鍵盤模塊 電源模塊 考慮到在空調(diào)系統(tǒng)中，需要交流電來(lái)供電，所以單片機(jī)系統(tǒng)也采用交流供電， 通過(guò)電源模塊將 220v 交流電轉(zhuǎn)換為 10v 的直流電 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 27 頁(yè) 圖 電源模塊 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 28 頁(yè) 第五章 軟件設(shè)計(jì) 程序流程圖 主程序流程圖 開(kāi) 始系 統(tǒng) 初 始 化調(diào) 用 讀 溫 子 程 序L C D 顯 示 子 程 序鍵 盤 輸 入 設(shè) 定 溫 度檢 查 溫 度 設(shè) 定 溫 度P I D 控 制 子 程 序加 熱YN 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 29 頁(yè) 圖 主程序 流程圖 讀溫程序 讀 溫 子 程 序發(fā) 跳 過(guò) R o m 命 令發(fā) 讀 取 溫 度 命 令延 時(shí) 等 待 溫 度轉(zhuǎn) 換 完 成D S 1 8 B 2 0 全 部 訪 問(wèn) 完 ？讀 取 匹 配 的D S 1 8 B 2 0 溫 度 值 N發(fā) 送 復(fù) 匹 配 R O M 指 令發(fā) 送 讀 取 R A M 指 令發(fā) 送 復(fù) 位 指 令YN返 回 圖 讀溫子程序流程圖 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 30 頁(yè) PID 控制程序 YP I D 子 程 序采 入 r ( t ) 及 v ( t )計(jì) 算 偏 差 值 e r r o re r r o r ( k ) 小 于 等 于 εP I D 控 制 P D 控 制控 制 器 的 輸 出參 數(shù) 更 新返 回N 圖 PID 控制程序 流程圖 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 31 頁(yè) 鍵盤輸入子程序 鍵 盤 子 程 序是 否 有 鍵按 下 ?延 時(shí) 消 抖計(jì) 算 鍵 值輸 出 按 鍵 值返 回掃 描 鍵 盤找 到 閉 合 鍵確 認(rèn) 是 否 有鍵 按 下 ?NYYN 圖 鍵盤子程序 流程圖 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 32 頁(yè) LCD 顯示子程序 L C D 顯 示 子 程 序?qū)?入 顯 示 設(shè) 置 命 令獲 得 顯 示 R A M 地 址寫 入 相 應(yīng) 的 數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù) 顯 示完 畢 ?返 回選 擇 顯 示 位 置YN 圖 LCD 顯示子程序流程圖 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 33 頁(yè) 第六 章 結(jié)論 本文研究積分分離 PID 控制器的設(shè)計(jì)及其在 PIC 單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用，了解了積分分離 PID 控制的優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)行了仿真和試驗(yàn)。完成了以下工作： 首先，運(yùn)用 MATLAB 實(shí)現(xiàn)了對(duì)積分分離 PID 控制器的設(shè)計(jì)及仿真，進(jìn)行了 M 文件和 simulink 仿真。通過(guò)仿真結(jié)果，設(shè)計(jì) PID 控制 其次，了解參數(shù)整定，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)法，選用合適的參數(shù)對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制。 再次，針對(duì)積分分離 PID 控制器，設(shè)計(jì)了基于 PIC 單片機(jī)的積分分離 PID 控制器。 得出了結(jié)論： 在普通 PID 控制中 ,引入積分環(huán)節(jié)的目的主要是為了消除靜差。但在過(guò)程的啟動(dòng)、結(jié)束或大幅度增減設(shè)定時(shí)，短時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)輸出有很大偏差，會(huì)造成 PID 運(yùn)算的積分積累，致使控制量超過(guò)了執(zhí)行機(jī)構(gòu)可能允許的最大動(dòng)作范圍對(duì)應(yīng)的極限控制量，引起系統(tǒng)較大的超調(diào)，甚至引起系統(tǒng)較大的振蕩， 當(dāng)設(shè)定值與被控量之間的偏差較小時(shí)，取消積分作用，避免積分作用降低控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增大超調(diào)量；當(dāng)設(shè)定值與被控量接近時(shí)，引入積分作用，實(shí)現(xiàn)靜差的消除，提高了控制精度。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 34 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1] 劉金琨 .先進(jìn) PID 控制 MATLAB 仿真 [M].2 版，北京電子工業(yè)出版社， ； [2] 胡祝兵 ,易江 ,王娟 .積分分離 PID 控制在溫控系統(tǒng)中的仿真研究 [J].承德石油高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2021,4:1008~9446。 [3] 王蕾，宋文忠 .PID 控制 [J].東南大學(xué)自動(dòng)化所， 2021,25(4)。 [4] 潘永湘 .過(guò)程控制與自動(dòng)化儀表 [M].機(jī)械工業(yè)出版社 ,； [5] 李國(guó)勇 . 智能控制及其 MATLAB 實(shí)現(xiàn) [M].電子工業(yè)出版社 ,。 [6] 夏瑋 ,李朝暉 ,常春藤 .控制系統(tǒng)仿真與實(shí)例詳解 [M].人民郵電出版社 ,； [7] 陶永華 ,尹怡欣 .新型 PID 控制及應(yīng)用 [M].北京 :機(jī) 械工業(yè)出版社 ,1998. 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 35 頁(yè) 致 謝 時(shí)間稍縱即逝，轉(zhuǎn)眼間，四年的大學(xué)生活已經(jīng)過(guò)去，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也是我在的求學(xué)生涯完成的最后一份作業(yè)。 在這里，我首先要感謝指導(dǎo)我完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的曹敏老師，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，曹敏老師給了我很大的幫助，在我因?yàn)橐獏⒓诱衅负凸珓?wù)員考試時(shí)，曹敏老師又給了我最大理解和支持。 同時(shí)，我還要感謝所有在大學(xué)期間給予我指導(dǎo)教學(xué)的各位老師，沒(méi)有平時(shí)的基礎(chǔ)，我也不會(huì)將這次畢業(yè)設(shè)計(jì)完善至此。 當(dāng)然，我要感謝給予我?guī)椭凸膭?lì)的同學(xué)。 在本次設(shè)計(jì)中 ，我遇到了很多困難，有很多內(nèi)容（比如 PIC 單片機(jī)編程）并不是很熟悉，需要靠自己四年積累的知識(shí)和自己形成解決問(wèn)題思路來(lái)深入學(xué)習(xí)新的課題。 盡管如此，由于自身所學(xué)不能盡善盡美，因此文章一定會(huì)有不完善的地方。希望各位老師予以更正。 最后，感謝在百忙之中抽出寶貴時(shí)間對(duì)本論文進(jìn)行評(píng)審的各位老師。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 36 頁(yè) 附錄一 PID 仿真程序 %Integration Separation PID Controller clear all。 close all。 ts=20。 %Delay plant sys=tf([1],[60,1],39。inputdelay39。,100)。 dsys=c2d(sys,ts,39。zoh39。)。 [num,den]=tfdata(dsys,39。v39。)。 u_1=0。u_2=0。u_3=0。u_4=0。u_5=0。 y_1=0。y_2=0。y_3=0。 error_1=0。error_2=0。 ei=0。 for k=1:1:200 time(k)=k*ts。 %Delay plant yout(k)=den(2)*y_1+num(2)*u_5。 %I separation rin(k)=40。 error(k)=rin(k)yout(k)。 ei=ei+error(k)*ts。 M=1。 if M==1 %Using integration separation if abs(error(k))=30amp。abs(error(k))=40 beta=。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 37 頁(yè) elseif abs(error(k))=20amp。abs(error(k))=30 beta=。 elseif abs(error(k))=10amp。abs(error(k))=20 beta=。 else beta=。 end elseif M==2 beta=。 %Not using integration separation end kp=。 ki=。 kd=。 u(k)=kp*error(k)+kd*(error(k)error_1)/ts+beta*ki*ei。 if u(k)=110 % Restricting the output of controller u(k)=110。 end if u(k)=110 u(k)=110。 end u_5=u_4。u_4=u_3。u_3=u_2。u_2=u_1。u_1=u(k)。 y_3=y_2。y_2=y_1。y_1=yout(k)。 error_2=error_1。 error_1=error(k)。 end 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 38 頁(yè) figure(1)。 plot(time,rin,39。b39。,time,yout,39。r39。)。 xlabel(39。time(s)39。)。ylabel(39。rin,yout39。)。 figure(2)。 plot(time,u,39。r39。)。 xlabel(39。time(s)39。)。ylabel(39。u39。)。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 39 頁(yè) 附錄二 單片機(jī)算法全部程序 include include include // __CONFIG (0X1832)。 define DQ RC1 define DQ_HIGH() TRISC1=1 //設(shè)置數(shù)據(jù)口為輸入 define DQ_LOW() TRISC1=0。DQ=0 define MOTOR RC2 define LED RC6 define LED1 RC0 define LED2 RC7 define LCD_CTRL PORTC //控制端口 define LCD_CTRL_DIR TRISC //控制端口方向位 define LCD_RS RC3 // 指令數(shù)據(jù)控制， 1 為指令， 0 為數(shù)據(jù) define LCD_RW RC4 // 讀寫控制 ,1 為讀 ,0 位寫 define LCD_E RC5 // 使能信號(hào) ,有特殊時(shí)序要求 ,下降沿生效 define LCD_DATA PORTB // 數(shù)據(jù)端口 ,PORTD 與 DB0:DB7 順次相連 define LCD_DATA_DIR TRISB // 數(shù)據(jù)端口方向位 // LCD 模塊的基本命令字 define DISP_2Line_8Bit 0b00111000 //2 行 ,8 位數(shù)據(jù)位 define DISP_2Line_4Bit 0b00101000 //2 行 ,4 位數(shù)據(jù)位 define DISP_ON 0x00C // 開(kāi)顯示 define DISP_ON_C 0x00E // 開(kāi)顯示 ,顯示光標(biāo) define DISP_ON_B 0x00F // 開(kāi)顯示 ,顯示光標(biāo) ,光標(biāo)閃動(dòng) define DISP_OFF 0x008 // 關(guān)閉顯示 define CLR_DISP 0x001 // 清空顯示 RAM