【導(dǎo)讀】個很重要的量，需要準(zhǔn)確地加以控制。除了這些部門之外，溫度控制系統(tǒng)還廣。泛應(yīng)用于其他領(lǐng)域，是用途很廣的一類工業(yè)控制系統(tǒng)[1]。天然氣、油、電等。在實際生產(chǎn)應(yīng)用中，發(fā)電廠鍋爐的溫度必須控制在一定范。圍之內(nèi)；許多化學(xué)反應(yīng)工藝過程必須在適當(dāng)溫度下才能正常進行；煉油過程中，有合適的溫度環(huán)境許多電子設(shè)備就不能正常工作，糧倉的糧食就會變質(zhì)霉?fàn)€，酒類的品質(zhì)就沒有保障。這些都是以適當(dāng)?shù)臏囟葯z測與控制溫度對于提高產(chǎn)品。因此，溫度量的變化往往受到不可預(yù)測的外界環(huán)境擾動的影。在利用電阻爐加熱過程中當(dāng)燃料的熱值與壓力。模擬控制系統(tǒng)是難以實現(xiàn)的。出于上述原因，為提高工業(yè)效率，新型溫度控制。為了使系統(tǒng)與外界的能量交換盡可能滿足。本次設(shè)計采用AT89C51單片機與各。進行較精確的控制，仍然是目前需要解決的問題。目前，在高科技領(lǐng)域，國內(nèi)外專。溫度超過限制，溫控系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

　　

【正文】 顯示當(dāng)前設(shè)定溫度 返 回 第 30頁 共 36頁 MOV A,P2 。重新讀入 P2 口數(shù)據(jù) CJEN A,7FH 。再次判斷是否有鍵按下 STMP RETU 。沒有則返回 NEXT: ， KEY0 。若按下顯示當(dāng)前設(shè)定值，跳轉(zhuǎn)顯示模塊 , KEY1 。若按下增加 1℃，跳轉(zhuǎn)增加 1℃模塊 ,KEY2 。若按下減小 1℃，跳轉(zhuǎn)減小 1℃模塊 KEY0： AJMP JIANBCD KEY1： ADDA,03H AJMP STP01 KEY2： SUBB A,03H AJMP STP01 STP01： MOV 200H, A 。鍵盤設(shè)置值存入內(nèi)存 顯示模塊 主要是通過對傳輸過來的信號進行顯示后，給操作者提供提示。已達到為本系統(tǒng)提供對溫度的顯示和監(jiān)控的目的。 圖 顯示流程圖 程序如下： DISPLAY： MOV R0 , 30H 。將數(shù)據(jù)首地址賦給 R0 開 始 串行口初始化 往緩沖區(qū)送數(shù) 查段碼 送顯示 結(jié)束 第 31頁 共 36頁 MOV R2, 04H ；顯示的位數(shù)放于 R2 中 MOV R3， 0F0H ；位選信號放于 R3 中 LOOP: MOV A, @R0 ；取出顯示數(shù)據(jù)的 BCD 碼 ORL A, 0F0H ；屏高 4 位 SWAP A ；高低四位調(diào)換 ANL A, R3 ；將位選與顯示數(shù)據(jù)組合 SWAP A ；高低四位調(diào)換 CLR ；清除小數(shù)點位 CJNE R2， 02H,LOOP1 ；重新判斷是否顯示該小數(shù)點 AJMP LOOP2 ；不顯示小數(shù)點跳向下一步 LOOP1： SETB ；顯示小數(shù)點 LOOP2： MOV P0， A ；將數(shù)據(jù)送出 LCALL DELAY_3MS ；調(diào)用延時程序 DJNZ R2， DISPLAY ；判斷四位是否顯示完畢 INC R0 ；指向下一個顯示數(shù)據(jù)的地址 INC R3 ；改變位選，以選中下一位 LJMP LOOP ；跳回程序前面繼續(xù)顯示下一位 PID 算法控制 通常，溫度的控制采用偏差控制算法。偏差控制的原理是先求出實測環(huán)境溫度對所需爐溫的偏差值，然后對偏差處理，從而獲得控制信號去調(diào)節(jié)加熱功率來控制。 在工業(yè)上，偏差控制又稱為 PID（ Proportional Integral and Differential,比例積分與微分）。這是工業(yè)控制過程中應(yīng)用廣泛的一種控制形式。在溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，由于控制溫度的時間常數(shù)相對采樣周期來說比較大，所以其閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)可用一個一階滯后環(huán)節(jié)來近視，其傳遞函數(shù)可表示為 第 32頁 共 36頁 G(s)= K?eθ s 1+τ S 式中： K 為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的放大倍數(shù)；τ為慣性時間常數(shù)；θ為系統(tǒng)的純滯后時間。 利用飛升曲線法可以求出 K、τ和θ，從而求出被控對象的數(shù)學(xué)模型。由于整個系統(tǒng)為純滯后環(huán)節(jié)，所以可以用大林算法來設(shè)計數(shù)字控制器。但考慮到被控對象模型的不精確性和其參數(shù)隨時間的飄移，在調(diào)試中我們選擇了增量式 PID控制算法，即 Δ u（ k） =a0e(k)+a1e(k1)+a2e(k2) U(k)=u(k1)+ Δ u(k) a0=Kp {1+ T + TD } TI + T a1=Kp{1+2TD } T a2=Kp TD T 式中： T 為采樣周期； TD微分時間常數(shù)； TI為積分時間常數(shù)； Kp 為比例系數(shù)；e（ k）和 u（ k）分別為系統(tǒng)的偏差信號和調(diào)節(jié)輸出信號。 PID 控制效果圖如圖所示 所示： 圖 PID 控制效果圖 5 結(jié)論 本畢業(yè)設(shè)計中，是以溫度顯示與控制為總目標(biāo)，以 AT89C51 單片機最小應(yīng)用第 33頁 共 36頁 系統(tǒng)為總控制中心，具體的設(shè)計包括溫度采樣電路、 A/D 轉(zhuǎn)換單元、信號放大、4 個 LED 數(shù)碼管靜態(tài)串行顯示器、鍵盤單元、 D/A 轉(zhuǎn)換、繼電器控制電阻絲加熱等。相比傳統(tǒng)的溫度控制系統(tǒng)，精度有了很大的提高，在能實時的顯示當(dāng)前溫度的同時還能按需求控制溫度的高低，而且系統(tǒng)整體的抗干擾性也有了提高。在控制方面本打算采用開關(guān)控制來實現(xiàn)對繼電器的通斷，因為這樣可以使整個電路變得簡單，即可以省略 D/A 轉(zhuǎn)換單元與 PWM 控制器，但考慮到精度會受到影響，還是決定用 PID 控制來對溫度的變化進行控制，這樣就可以使控制精度得到提高。 本設(shè)計僅以溫度為例進行恒溫控制，在實際生產(chǎn)生活中被廣泛應(yīng)用于鑄造、熱處理等電熱恒溫及保溫控制場合。 參考文獻 [1] 張艷兵 ,王忠慶 ,鮮浩 .計算機控制技術(shù) [M].北京：國防工業(yè)出版第 34頁 共 36頁 社 ,20xx,232～ 239 [2] 黃美超 .工業(yè)儀表與自動化裝置 [J]. 1984 年 06 期 [3] 史珺 .控制系統(tǒng)的發(fā)展綜述 [M].20xx,(8):5～ 11 [4] 楊天怡 ,黃勤 .微型計算機控制技術(shù) [M].重慶：重慶大學(xué)出版社 ,1996,25～ 30 [5] 王魁漢等 .溫度測量實用技術(shù) [M].北京：機械工業(yè)出版社 ,20xx [6] 張繼培 .溫度計量技術(shù)近況 [M].上海計量測試 ,20xx,29(1):49 [7] 賴壽宏 .微型計算機控制技術(shù) [M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,1999,95～ 96 [8] 王海寧 .基于單片機的溫度控制系統(tǒng)的研究 [J].合肥工業(yè)大學(xué)碩士論文 , [9] 戴梅萼 ,史家權(quán) .微型計算機技術(shù)及應(yīng)用 [M].北京：清華大學(xué)出版社 .20xx,449451 [10]張毅 ,張寶芬等 .自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng)（第二版） [M].北京：化 學(xué)工業(yè)出版社 ,20xx,（ 37） [11] 張艷兵 .基于 ControX20xx 的電阻爐爐溫自動檢測與控制統(tǒng) [J].20xx 年 07期 [12] 韓焱 ,畢滿清 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) [M].北京：電子工業(yè)出版社 ,20xx,(284) [13] 潘立登 .先進控制與在線優(yōu)化技術(shù)及其應(yīng)用 [M].北京：機械工業(yè)出版社 ,20xx,163164 [14] 王劃一 ,楊西俠 .自動控制原理 [M].北京：國防工業(yè)出版社 ,20xx,226227 [15] 李朝青 .單片機原理及接口技術(shù) (第三版 )[M].北京 :北京航空航天大學(xué) ,20xx,240241 [16] 沈美明 ,溫冬嬋 .IBMPC 匯編語言程序設(shè)計 .清華大學(xué)出版社， 20xx [17]王幸之等 .單片機應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù) .北京 ,北京航空航天大學(xué)出版社 ,20xx [18]劉伯春 .智能 PID 調(diào)節(jié)器的設(shè)計及應(yīng)用 .電子自動化 ,20xx [19]王秀珍等 .編微型計算機 A/D,D/A 轉(zhuǎn)換接口技術(shù)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) .北京 ,清華大學(xué)出版社 ,20xx [20]涂時亮等編 .單片微機軟件設(shè)計技術(shù) .科學(xué)技術(shù)文獻出版社重慶分社 ,20xx [21]李士勇 .模糊控制和智能控制理論與應(yīng)用 [M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版 ,20xx 第 35頁 共 36頁 [22] 何立民 .單片機應(yīng)用文集 .北京航空航天大學(xué)出版社 ,1994 [23] 涂時亮 , 張友德 .單片微機控制技術(shù) .復(fù)旦大學(xué)出版社 ,1994， 10 [24] 翁思義 ,楊平 .自動控制原理 .中國電力出版社， 20xx， 8 [25] 趙曉安 .MCS51 單片機原理及應(yīng)用 .天津大學(xué)出版社 ,20xx [26] 沈紅衛(wèi) .單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例與分析 .北京航空航天大學(xué)出版社 ,20xx [27] 胡漢才 .單片機原理及其接口技術(shù) .北京 ,清華大學(xué)出版 社 ,1995,6 [28] 徐愛鈞 ,彭秀華 .單片機高級語言 C51windows 環(huán)境編程與應(yīng)用， 20xx 致謝 我的畢業(yè)設(shè)計是在 教授的悉心指導(dǎo)下完成的。張教授學(xué)識淵博，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，第 36頁 共 36頁 在工作中兢兢業(yè)業(yè)，輔導(dǎo)學(xué)生時循循善誘、極其認(rèn)真耐心，讓我深刻地體會到真正的為人師表的風(fēng)范。在畢業(yè)設(shè)計中我不僅鍛煉了自己的動手能力，更重要的是學(xué)習(xí)了應(yīng)該怎樣做事做人。我所取得的進步和張教授的諄諄教導(dǎo)和悉心指導(dǎo)是分不開的，在這里我真誠地感謝張教授！畢業(yè)設(shè)計中我還得到了同學(xué)們的熱情幫助，在這里一并表示感謝 ！ 再一次對張教授表達我的深深的謝意！