【正文】 Originally, this world, can produce a chemical reaction to an event, in addition to resolutely, have to do, and time. 原來，這個世界上，對某個事件能產(chǎn)生化學反應的，除了非做不可的堅決，還有，時間。t really grow up, it seems is not so important?？傆X得自己自己似乎應該去做點什么，或者寫點什么。s actions. CSKA said they were surprised and disappointed by Toure39。s Premier League match at Chelsea on Sunday. I am going to be at the match tomorrow and I have asked to meet Yaya Toure, he told BBC Sport. For me it39。t charge you more than 35% of your pensation if you win the case. If you are thinking about signing up for a damagesbased agreement, you should make sure you39。 最后，感謝我的母校 德州學院 對我的大力栽培。 DS1302 德州學院 物理系 2021 電子信息工程專業(yè) 計算機控制 技術 課程設計 19 致 謝 首先我衷心感謝 蓋老師 給予我 的幫助 在此期間，他們對我的指導為我指明了研究的方向，對我的鼓勵使我勇于面對困難，對我的鞭策讓我充滿了前進的動力。wide measurement range. Keywords STC12C5A60S2。 參考文獻 [1] 張琳娜，劉武發(fā)． 傳感檢測技術及應用 [M].中國計量出版社 ， 1999. [2] 沈德金，陳粵初． MCS51 系列單片機接口電路與應用程序?qū)嵗?[M].北京航空航天大學出版 ， 1990. [3] 鄭建國 .一種高精度的鉑電阻溫度測量方案自動化儀表 [M].1997. [4]馬家辰 . MCS51 單片機原理及其接口技術 [M].哈爾濱工業(yè)大學出版社， 1997. [5] 周航慈 .單片機應用程序設計 [M].北京航空航天大學出版社， 1991 年 8版 . [6] 李志全等 .智能 儀表設計原理及應用 [M].國防工業(yè)出版社 ， 1998 年 6版 . [7] 李建民 .單片機在溫度控制系統(tǒng)中的應用 [M].江漢大學學報 ， 1996 年 6版 . [8] 楊振江等 .智能儀器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的新器件及應用 [M].西安電子科技大學出版社，2021 年 12 版 . [9] 鐘亞飛． 基于單片機的溫室二氧化碳測控系統(tǒng)的設計 [D]． 山東科技大學， 2021： 13. 德州學院 物理系 2021 電子信息工程專業(yè) 計算機控制 技術 課程設計 18 Electric furnace control system design based on PID PangDeMiao (Department of Physics ， Dezhou University ， Dezhou， 253023) Abstract STC12C5A60S2 microcontroller, platinum resistance of the PT100, the LM324 amplifier, DS1302 clock chip, 12864 pose the design .The microprocessor of the system is STC12C5A60S2, PID algorithm as the core of algorithm. Platinum resistance (PT100) as temperature sensor,.Using the method of threewire platinum resistance constant current method to measure the temperature of the equipment .Reducing the error of measurement circuit and PT100, so temperature control accuracy to 177。 通過本次溫度測量系統(tǒng)的設計，我對溫度測量控制有了進一步的熟悉和更深入的學習。(178。 我們通過最小二乘法進行線性擬合，得到如 下的數(shù)學模型為： T1= 049℃ T2= 50－ 70℃ T3= 71－ 100℃ 上述 3 個數(shù)學模型中，最大的理論誤差值都小于 ℃ ，能夠滿足精度要求，實際上如果有足夠的時間，我們完全可以分得再細一些，這樣理論的誤差將會變得更小。如果用查表法，主要有 2個問題，如果要提高測量精度，則需要建立大量的表格，而且得提前做大量得試驗來進行多點校正，還有一個問題是程序的通用性差，這臺 儀器上校正好得數(shù)據(jù)可能在另一臺上不合適。過程控制程序主要是使單片機按一定的方法進行計算，然 后再輸出，以便達到測量控制目的。因此，軟件設計在微機測量控制系統(tǒng)設計中占重要地位。本電路的特點是：電源輸出穩(wěn)定，具有較好的抗干擾能力。其電路圖如下圖 57所示 。 DS1302 是 DS1202的升級產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了 主電源 /后背電源雙電源引腳，同時提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力。 過零觸發(fā)電路如圖 45 所示 德州學院 物理系 2021 電子信息工程專業(yè) 計算機控制 技術 課程設計 11 U2Opto TRIACQ2PNP500R5VCC500R8GND51R6Q3BCR51R1051R9C2512PortPortP01過零觸發(fā)電路電熱爐接口 圖 55 過零觸發(fā)電路。當單片機 80C51 的 引腳輸出負脈沖信號時 Q2 導通 ,U2 導通 ,觸發(fā) BCR 導通 ,接通交流負載。圖 中 T1 為變壓器 ,TPL521 2為光電耦合器 ,起隔離作用。為減小驅(qū)動功率和可控硅觸發(fā)時產(chǎn)生的干擾 ,交流電路雙向可控硅的觸發(fā)常采用過零觸發(fā)電路。由于單片機的端口電壓不足以驅(qū)動光電耦合器，故令其低電平觸發(fā)，外加上拉電阻。 溫度采樣電路圖 如 53 所示。10 7； C=179。用來實現(xiàn)系統(tǒng)要求已經(jīng)足夠使用， STC12C5A60S2 單片機 CPU電路 如 圖 52所示 。通過按鍵設置控制參數(shù)。 微處理器模塊選擇以八位單片機STC12C5A60S2微處理器為系統(tǒng)的核心。工作頻高，穩(wěn)定性高，干擾小。 鑒于上面分析，本設計采用方案三 。 但是 溫度范圍 范圍不符合要求?？朔藗鹘y(tǒng)的溫度傳感器非線性這一長久困擾儀表設計人員的難題。 STC12C5A60S2 是高速 /低功耗 /超強抗干擾的新一代 8051單片機，指令代碼與傳統(tǒng) 8051完全兼容，但速度快 812倍。本設計需要使用的軟件資源比較簡單，只需要完成溫度采樣、 A/D轉(zhuǎn)換、 PID算法控制、鍵盤輸入以及顯示輸出功能。所以對有較大慣性或滯后的被控對象， 比例 +微分 (PD) 控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動態(tài)特性。 自動控制系統(tǒng) 在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。實質(zhì)就是對偏差累積進行控制，直至偏差為零。為了消德州學院 物理系 2021 電子信息工程專業(yè) 計算機控制 技術 課程設計 5 除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項”。這里就需要積分控制 . P 控制對系統(tǒng)性能的影響： Kp1時： a. 開環(huán)增益加大，穩(wěn)態(tài)誤差減小； b. 幅值穿越頻率增大，過渡過程時間縮短； c. 系統(tǒng)穩(wěn)定程度變差。 德州學院 物理系 2021 電子信息工程專業(yè) 計算機控制 技術 課程設計 4 （ 1） 比例（ P）控制 : +U i( t )U o ( t )R 1R 2 圖 32比例（ P）控制框圖 21()() ()ocpiUs RG s KU s R ?? ? ? 比例控制是一種最簡單的控制方式。離散化后的 PID 算式為： ? ? 00 1 ueeTTeTTeKu ij iidjiii??????? ???? ?? ? 式中： K : 比例系數(shù) uo : 偏差為零時的控制作用 Ti : 積分時間 Td : 微分時間 T : 采樣時間 。 A / D 轉(zhuǎn)換顯 示模 塊溫 度采 樣S T C 1 2 C 5 A6 0 S 2 微 控開 關 電路鍵 盤電 熱 爐時 鐘模 塊 圖 41 系統(tǒng)總體框圖 3 控制系統(tǒng)的建模和數(shù)字控制器設計 PID 控制器結(jié)構 : PID 控制：對偏差信號 e(t)進行比例、積分和微分運算變換后形成的一種控制規(guī)律 。微處理器模塊選擇以八位單片機 STC12C5A60S2 微處理器為系統(tǒng)的核心，在溫度采樣模塊為 WZP231 鉑熱電阻（ Pt100），采用三線制接法， 采樣電路為橋式測量電路，其采樣為 50350176。 本設計系統(tǒng)包括溫度傳感器，信號放大電路， A/D 轉(zhuǎn)換模塊 ，時鐘模塊，數(shù)據(jù)處理與控制模塊，溫度、時間顯示模塊六個部分。文中將傳感器理論與單片機實際應用有機結(jié)合，詳細地講述了利用熱電阻作為溫度傳感器來測量實時的溫度，以及實現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)換的原理過程。溫度傳感器是其中重要的一類傳感器。因此，了解并掌握各類傳感器的基本結(jié)構、工作原理及特性是非常重要的。另外，還設計了時鐘電路模塊，能實現(xiàn)對溫度的實時測量。系統(tǒng)以 STC12C5A60S2為微處理器， PID算法為核心算法。以鉑電阻 (PT100)作為溫度傳感器，采用 三 線制鉑電阻恒流測溫的方法，減小了測量電路及 PT100自身的誤差，使溫控精度在 0℃～ 100℃范圍內(nèi)達到177。編寫了相應的軟件 程序 ,使其實現(xiàn)溫度的實時控制和顯示。 傳感器主要用于測量和控制系統(tǒng)，它的性能好壞直接影響系統(tǒng)的性能。其發(fā)展速度之快，以及其應用之廣，并且還有很大潛力。 本設計應用性比較強，設計系統(tǒng)可以作為溫度測量顯示系統(tǒng)，如果稍微改裝可以做熱水器德州學院 物理系 2021 電子信息工程專業(yè) 計算機控制 技術 課程設計 2 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、生產(chǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)等等。文中對 每個部分功能、實現(xiàn)過程作了詳細介紹。 C，經(jīng)測量電路采樣后輸出 05V電壓，經(jīng) STC12C5A60S2自帶的 10位 AD 功能進行轉(zhuǎn)換，變?yōu)閿?shù)字量后送入單片機 STC12C5A60S2 進行分析處理，控制雙向可控硅控制模塊。 德州學院 物理系 2021 電子信息工程專業(yè) 計算機控制 技術 課程設計 3 K D SK PK I / S傳 感 器 （ P t 1 0 0 ）被 控 制 對 象（ 電 熱 爐 ）++++輸 入反 饋 信 號被 控 制 量 （ 溫 度 ） 圖 31 PID 控制結(jié)構圖 PID 控制算法 PID 是一種在單片機控制中常用的算法 , PID 控制由于其具有控制方法簡單、穩(wěn)定性好、可靠性高和易于現(xiàn)場調(diào)試等優(yōu)點，被廣泛應用于工業(yè)過程控制。 以上公式稱為位置式算法。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關系。 Kp1時：與 Kp1 時，對系統(tǒng)性能的影響正好相反。積分項對誤差取決于時間的積分，隨著時間的增加，積分項會增大。積分控制作用始終施加指向給定值的作用力，有利于消除靜差，其效果不僅與偏差大小有關，而且還與偏差持續(xù)的時間有關。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。它能敏感出誤差的變化趨勢 ,可在誤差信號出現(xiàn)之前就起到修正誤差的作用 , 有利于提高輸出響應的快速性 ,減小被控量的超調(diào)和增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。采用 AT89C51 進行控制比較簡單，成 本低但是 AT89C52處理速度慢，不自帶 A/D功能。具有 2路 PWM，8路高速 10位 A/D轉(zhuǎn)換 鑒于上面分析，本設計采用方案二。本質(zhì)上兼容熱電偶、熱敏電阻器的各自優(yōu)點， 技術指標溫度范圍： 200 +200℃ ；基準電壓值（ 0℃ ）：690710mV；電壓溫度系數(shù)： mV/℃。故不予采納。 電熱爐 控制模塊 方案 一：通過繼電器控制電熱爐電源的通斷，從而控制電熱爐電壓。 鑒于上面分析，本設計采用方案二。在溫度采樣模塊選擇 WZP231鉑熱電阻（ Pt100），采用三線制接法，采樣電路為橋式測量電路，其采樣范圍為 50~350176。 單片機根據(jù)公式換算把測量得的溫度傳感器的電阻值轉(zhuǎn)換為溫度值，并將數(shù)據(jù)送出到 液晶進行顯示。 德州學院 物理系 2021 電子信息工程專業(yè)