【正文】 C11C13+12V VCC220V~ 12V~INR1910KR2010KR2110K+5VP17P16P13P14P15VCCGND1Vin2OV 3+V 4B0505SR22240C1535uFVCC1本科生課程設(shè)計（論文）8最常見的按鍵電路大致有兩種：一對一的直接連接和動態(tài)掃描的矩陣式連接。一對一的直接連接就是一個按鍵直接對應(yīng)一個 CPU 的輸入口，這樣的電路簡單直接，一個按鍵獨占一個端口，在按鍵數(shù)量較少端口數(shù)量富裕時可以直接使用。 但很多場合需要的按鍵數(shù)比較多，必須使用矩陣式的按鍵連接。矩陣鍵盤是單片機外部設(shè)備中所使用的排布類似于矩陣的鍵盤組，在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。使用矩陣式的按鍵連接可以大大的節(jié)約 I/O 接口的占用，如圖 按鍵電路圖圖 按鍵電路圖本科生課程設(shè)計（論文）9第 4 章 軟件設(shè)計 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計控制系統(tǒng)的軟件主要包括：溫度的采樣和處理、控制計算、控制輸出、中斷、顯示、調(diào)節(jié)參數(shù)修改、溫度設(shè)定及修改。其中控制算法采用最小拍無紋波控制算法，以達到更好的控制效果。 考慮到電加熱爐是一個非線性、時變和分布參數(shù)系統(tǒng)，所以本文采用一種新型的智能控制算法。它充分吸取數(shù)學和自動控制理論成果，與定性知識相結(jié)合，做到取長補短，在實時控制中取得較好的成果。其中，系統(tǒng)的軟件流程圖如圖 系統(tǒng)流程圖圖 系統(tǒng)流程圖本科生課程設(shè)計（論文）10 基于達林算法的嬰兒培養(yǎng)箱溫度控制系統(tǒng)設(shè)計達林算法中 D(z)的基本形式 設(shè)被控對象為帶有純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)或二階慣性環(huán)節(jié)，其傳遞函數(shù)分別為： （41） （42） 其中 為被控對象的時間常數(shù)， 為被控對象的純延遲時間，為了簡化，設(shè)其為采樣周期的整數(shù)倍，即 N 為正整數(shù)。 由于大林算法的設(shè)計目標是使整個閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)相當于一個帶有純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)，即 ，其中 由于一般控制對象均與一個零階保持器相串聯(lián)，所以相應(yīng)的整個閉環(huán)系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)是 （43）于是數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)為 （44） D(z)可由計算機程序?qū)崿F(xiàn)。由上式可知，它與被控對象有關(guān)。下面分別對一階或二階純滯后環(huán)節(jié)進行討論。 一階慣性環(huán)節(jié)的大林算法的 D(z)基本形式 當被控對象是帶有純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)時，由式（41）的傳遞函數(shù)可知，其脈沖傳遞函數(shù)為 ：本科生課程設(shè)計（論文）11將此式代入（24） ，可得 （45 ） 式中：T——采樣周期： ———被控對象的時間常數(shù)； ———閉環(huán)系統(tǒng)的時間常數(shù)。 二階慣性環(huán)節(jié)達林算法的 D(z)基本形式 當被控對象為帶有純滯后的二階慣性環(huán)節(jié)時，由式（41）的傳遞函數(shù)可知，其脈沖傳遞函數(shù)為 其中， 將式 G(z)代入式（23）即可求出數(shù)字控制器的模型： （4本科生課程設(shè)計（論文）126） 由此，我們可以設(shè)計出控制器的傳遞函數(shù)，利用 MATLAB 工具在SIMULINK 里畫出整個控制系統(tǒng)，給定一個階躍信號就可得到整個控制系統(tǒng)的響應(yīng)曲線。 控制過程控制過程：手動輸入一個溫度設(shè)定值，需要調(diào)用鍵盤掃描子程序，再由傳感器檢測現(xiàn)場的溫度值，調(diào)用 A/D 轉(zhuǎn)換子程序，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送單片機處理，調(diào)用溫度控制子程序來實現(xiàn)溫度控制，調(diào)用顯示子程序?qū)⑻幚砗蟮慕Y(jié)果送 LCD 顯示。在使用鍵盤時，要考慮鍵盤的去抖問題，消抖處理有硬件和軟件兩種方法：硬件消抖是利用加抖動電路濾避免產(chǎn)生抖動信號；軟件消抖是利用數(shù)字濾波技術(shù)來消除抖動。我們采用軟件的方法，利用主程序循環(huán)掃描，主程序每循環(huán)一次掃描到的鍵值相同時，則說明是某鍵按下。如圖 系統(tǒng)控制過程圖圖 系統(tǒng)控制過程圖本科生課程設(shè)計（論文）13第 5 章 系統(tǒng)測試與分析/實驗數(shù)據(jù)及分析對設(shè)定傳遞函數(shù)進行基于達林算法系統(tǒng)仿真。如圖 系統(tǒng)仿真圖圖 系統(tǒng)仿真圖該系統(tǒng)數(shù)學模型的參數(shù)用單位階躍響應(yīng)曲線法求取，為了方便運算取整可得，設(shè)給定的溫度為 100 攝氏度，采用達林控制算法其 simulink 仿真圖如 51 所示。選用 PI 控制器對該系統(tǒng)進行控制，并整定其參數(shù)，得到仿真圖形如 52 所示。從圖形中可以看出對于大滯后系統(tǒng)采用達林算法能使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)無靜差，超調(diào)為零，調(diào)解時間也很小，控制效果很好。而采用普通 PID 控制雖然超調(diào)量僅為 10%，但調(diào)解時間很長，不利于控制。本科生課程設(shè)計（論文）14第 6 章 課程設(shè)計總結(jié)嬰兒培養(yǎng)箱是對新生兒培養(yǎng)、護理及治療的一種醫(yī)療設(shè)備，可為早產(chǎn)兒、體重偏低、病危兒等發(fā)育不良新生兒創(chuàng)造一個溫濕度適宜的環(huán)境，本設(shè)計采用單片機作為控制器，設(shè)計相應(yīng)的輸入輸出通道，控制算法采用達林算法，對培養(yǎng)箱的溫度加以控制，能達到期望的質(zhì)量標準，兩位 LED 顯示溫度值。本課程設(shè)計通過單片機，利用溫度濕度傳感器采集的數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過單片機的大林算法運算，控制輸出，從而達到了基本恒定的溫度控制輸出需求，滿足了嬰兒的正常生理需要。并且符合課程設(shè)計的要求。本科生課程設(shè)計（論文）15參考文獻[1] 梅麗鳳 .單片機原理及接口技術(shù)，北京：清華大學出版社，2022：1948，8193[2] . 傳感技術(shù)與應(yīng)用[M]，長沙：中南大學出版社，2022：4556[3] ，北京：高等教育出版社，2022：126135[4] ，北京：冶金工業(yè)出版社, 1981：2540[5] ，北京： 科學之友, 2022, 07 ：2728[6] 系列單片機設(shè)計實例，北京：北京航空航天出版社， [7] LED 顯示接口技術(shù)，長江職工大學學報，2022，(4)：1824 [8] 89C51 和 89C2051 點陣 LED 圖文顯示，工程地質(zhì)計算機應(yīng)用 2022，(4)：555[9] ，電子制作, 2022, (01)：6466[10] 劉昆山. 用單片機控制一個 LED，電子制作, 2022, (02) ：5861[11] 俞榮 . ,機械管理開發(fā), 2022, (01): 201204[12] 何立民. 我國單片機技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展， 電子報, 2022,(09):0107[13] 袁龍..MCS51 系列單片機指令快速記憶法， 電子報, 2022,（011）:515