【正文】 的工作電流達 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 73ls138 譯碼器和 7segmpx2cc 構(gòu)成，而狀態(tài)顯示采用兩個不同顏色的 LED 燈構(gòu)成。 圖 顯示模塊（ LCD LED） 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 26 頁 鍵盤 輸入模塊 輸入模塊有一個 74ls244 連接輸入按鍵，兩個按鈕分別用來設(shè)定增減溫度，雙刀雙擲開關(guān)用來選擇空調(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，需要交流電來供電，所以單片機系統(tǒng)也采用交流供電，通過電源模塊將 220v 交流電轉(zhuǎn)換為 10v 的直流電 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 27 頁 圖 電源模塊 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 28 頁 第五章 軟件設(shè)計 程序流程圖 主程序流程圖 開 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 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 29 頁 圖 主程序 流程圖 讀溫程序 讀 溫 子 程 序發(fā) 跳 過 R o m 命 令發(fā) 讀 取 溫 度 命 令延 時 等 待 溫 度轉(zhuǎn) 換 完 成D S 1 8 B 2 0 全 部 訪 問 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 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 30 頁 PID 控制程序 YP I D 子 程 序采 入 r ( t ) 及 v ( t )計 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 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 31 頁 鍵盤輸入子程序 鍵 盤 子 程 序是 否 有 鍵按 下 ?延 時 消 抖計 算 鍵 值輸 出 按 鍵 值返 回掃 描 鍵 盤找 到 閉 合 鍵確 認 是 否 有鍵 按 下 ?NYYN 圖 鍵盤子程序 流程圖 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 32 頁 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 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 33 頁 第六章 結(jié)論 本文研究積分分離 PID 控制器的設(shè)計及其在 PIC 單片機 系統(tǒng)中的應(yīng)用，了解了積分分離 PID 控制的優(yōu)缺點，進行了仿真和試驗。完成了以下工作： 首先，運用 MATLAB 實現(xiàn)了對積分分離 PID 控制器的設(shè)計及仿真，進行了 M 文件和 simulink 仿真。通過仿真結(jié)果，設(shè)計 PID 控制 其次，了解參數(shù)整定，通過經(jīng)驗法，選用合適的參數(shù)對控制對象進行控制。 再次，針對積分分離 PID 控制器，設(shè)計了基于 PIC 單片機的積分分離 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。但在過程的啟動、結(jié)束或大幅度增減設(shè)定時，短時間內(nèi)系統(tǒng)輸出有很大偏差，會造成 PID 運算的積分積累，致使控制量超過了執(zhí)行機構(gòu)可能允許的最大動作范圍對應(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， 當設(shè)定值與被控量之間的偏差較小時，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；當設(shè)定值與被控量接近時，引入積分作用，實現(xiàn)靜差的消除，提高了控制精度。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 34 頁 參考文獻 [1] 劉金琨 .先進 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 等專科學校學報，2022,4:1008~9446。 [3] 王蕾，宋文忠 .PID 控制 [J].東南大學自動化所， 2022,25(4)。 [4] 潘永湘 .過程控制與自動化儀表 [M].機械工業(yè)出版社 ,； [5] 李國勇 . 智能控制及其 MATLAB 實現(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 :機械工業(yè)出版社 ,1998. 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 35 頁 致 謝 時間稍縱即逝，轉(zhuǎn)眼間，四年的大學生活已經(jīng)過去，這次畢業(yè)設(shè)計也是我在的求學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)計的曹敏老師，在設(shè)計過程中，曹敏老師給了我很大的幫助，在我因為要參加招聘和公務(wù)員考試時，曹敏老師又給了我最大理解和支持。 同時，我還要感謝所有在大學期間給予我指導(dǎo)教學的各位老師，沒有平時的基礎(chǔ)，我也不會將這次畢業(yè)設(shè)計完善至此。 當然，我要感謝給予我?guī)椭凸膭畹耐瑢W。 在本次設(shè)計中，我遇到了很多困難，有很多內(nèi)容（比如 PIC 單片機編程）并不是很熟悉，需要靠自己四年積累的知識和自己形成解決問題思路來深入學習新的課題。 盡管如此，由于自身所學不能盡善盡美，因此文章一定會有不完善的地方。希望各位老師予以更正。 最后，感謝在百忙之中抽出寶貴時間對本論文進行評審的各位老師。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 36 頁 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=。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 37 頁 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 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 38 頁 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。)。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 39 頁 附錄二 單片機算法全部程序 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 ,有特殊時序要求 ,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 // 開顯示 define DISP_ON_C 0x00E // 開顯示 ,顯示光標 define DISP_ON_B 0x00F // 開顯示 ,顯示光標 ,光標閃動 define DISP_OFF 0x008 // 關(guān)閉顯示 define CLR_DISP 0x001 // 清空顯示 RAM