【正文】 //顯示十位 ge=temp%10。 } void main() { int temp。//顯示十位 delay(100)。 P0=table[shi]。//顯示小數(shù)點(diǎn) P2=0xf7。 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 return(t)。 t=8。 //跳過讀序號列號的操作 WriteOneChar(0xBE)。 WriteOneChar(0xCC)。 uchar b=0。 DATA = 1。 i) { DATA = 0。 } return(dat)。 // 給脈沖 信號 dat=1。 uchar dat = 0。 //拉高總線 delay(20)。 //DQ 復(fù)位 delay(10)。 char bai,shi,ge。 CMP6 : MOV 2AH, A 。 BIV 2AH, A 。 (2DH)(2EH)轉(zhuǎn) MOV 2AH, A 。 CJNE A, 2EH, CMP3 。 CMP1 : JNC CMP2 。數(shù)字濾波技術(shù)一般以下幾種：算術(shù)平均值法，滑動(dòng)平均值法，防脈沖平均值法，低通數(shù)字濾波，等等方法。上述插入 NOP 的方法有一個(gè)缺陷，即未對錯(cuò)誤的狀態(tài)、數(shù)據(jù)、控制字等進(jìn)行修正，這有可能造成新的錯(cuò)誤。這便是指令冗余。在應(yīng)用中，因 PC“跑飛”而引起系統(tǒng)失控的后果是嚴(yán)重的，針對本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而言， S51 芯片自帶看門狗電路，可以將跑飛的 PC 指針拉回。由于干擾的隨機(jī)性， PC的值被改變后可能，指向 64KB 空間中的任意位置。 (3)雙精度運(yùn)算 ,為了保證運(yùn)算精度把單字節(jié) 8 位的輸入采樣值 ui(k)和給定值Umax 和 Umin 都變成雙字節(jié) 16 位進(jìn)行運(yùn)算 .最后將運(yùn)算結(jié)果取成 8位有效值輸出。 （ 5） PID 程序的設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī) PID 算法是用差分方程實(shí)現(xiàn)的 .用微分方程表示的 PID 調(diào)節(jié)規(guī)律的理想算式為： dttdeTdtteT1teKU t0 dipt ）（）（）（ ? ??? () 式中 e(t)=r(t)y(t)為偏差信號 ,是調(diào)節(jié)器的輸入信號 ,r(t)是給定值 , y(t)為被控變量 ,u(t)為調(diào)節(jié)器輸出的控制信號 ,Kp 為比例系數(shù) ,Ti 為積分時(shí)間常 數(shù) ,Td 為微分常數(shù)。此外，微分反應(yīng)的是變化率，而當(dāng)輸入沒有變化時(shí)，微分作用 輸出為零。 微分調(diào)節(jié)作用：微分作用反映系統(tǒng)偏差信號的變化率，具有預(yù)見性，能預(yù)見偏差變化的趨勢，因此能產(chǎn)生超前的控制作用，在偏差還沒有形成之前，已被微分調(diào)節(jié)作用消除。因?yàn)橛姓`差，積分調(diào)節(jié)就進(jìn)行，直至無差，積分調(diào)節(jié)停止，積分調(diào)節(jié)輸出一常數(shù)。 （ 2） 一些先進(jìn)的控制法 很多場合 PID 未必是一種最佳的控制算法，隨著大量的應(yīng)用研究，有很多種新的理念新的方法可以完全替代它，但是 PID 作為一種基本的控制算法已經(jīng)比較成熟，基于 PID 為基礎(chǔ)的變種算法或者叫做加強(qiáng)算 法也派生了很多，他們的控制效果往往會(huì)比PID 更有效， 傳統(tǒng)的 PID 控制應(yīng)用于復(fù)雜的實(shí)際系統(tǒng)時(shí)存在一定的局限性，而融合了先進(jìn)智能控制思想和傳統(tǒng) PID 構(gòu)成的智能 PID 控制器則具有良好的特性 ，因此派生出很多的 PID 控制算法： 模糊自適應(yīng) PID 控制器 （ 與傳統(tǒng) PID 控制比較， FAPID 控制大大提高了系統(tǒng)的魯棒性，減小了超調(diào)量，提高了抗干擾能力，縮短了調(diào)節(jié)時(shí)間 ）、 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) PID 控制器 （ 在常規(guī) PID 控制器的基礎(chǔ)上，加入一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器 ， 不僅可確保控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和魯棒性，而且可有效地提高系統(tǒng)的精度和自適應(yīng)能力 ）、 專家PID 控制器 、 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的 Smith 補(bǔ)償 PID 控制設(shè)計(jì) 等等。自動(dòng)整定通 常是指根據(jù)開環(huán)狀態(tài)確定的簡單過程模型自動(dòng)計(jì)算 PID 參數(shù)。這個(gè)方法會(huì)引起擾動(dòng)，所以基于模型的 PID 參數(shù)自整定在工業(yè)應(yīng)用不是太好。 PID 參數(shù)自整定就是為了湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 處理 PID 參數(shù)整定這個(gè)問題而產(chǎn)生的。如果過程的動(dòng)態(tài)特性變化，例如可能由負(fù)載的變化引起系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性變化， PID 參數(shù)就可以重新整定。首先， PID 應(yīng)用范圍廣。 PID 控制器簡單易懂，使用中不需精確的系統(tǒng)模型等先決條，因而成為應(yīng)用最為廣泛的控制器。反饋理論的要素包括三個(gè)部分：測量、比較和執(zhí)行。因?yàn)榇蠖鄶?shù)受控對象在受到外界擾動(dòng)時(shí)，尤其是當(dāng)外界負(fù)荷變化時(shí)，受控對象的動(dòng)態(tài)特性往往會(huì)有較大的變化。已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電力、機(jī)械、化工、熱工、冶金、建材和石油等各種生產(chǎn)部門、即便是目前最新發(fā)展的過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其基本的控制規(guī)律仍然是 PID 控制規(guī)律。在生產(chǎn)過程自動(dòng)控制的發(fā)展過程中， PID 控制器是歷史最久、生命力最強(qiáng)的基本控制裝置。 m(buff)。 for(i=10。 } void main() { uchar buff[4],i。 } void m.(Char *Parr) { do 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 { SBUF=*Parr++。 SCON=0x50。 } void warn(uint t) { if((t200)||(t600)) { beep=0。 i=t%100%10。)。)。 i=t/100。 write_dat(39。)。E39。 write_dat(39。 write_(0x01)。 } void init(void) { lcden=0。 delay(5)。 delay(5)。 } /*********************************** LCD1602 液晶顯示初始化函數(shù) ***********************************/ //寫指令函數(shù) void write_(uchar ) { lcdrs=0。 f_temp=temp*。 b=tempread()。 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 delay(1)。 tempwritebyte(0xcc)。 ds=1。while(i0)i。 if(testb) { ds=0。j=8。 } void tempwritebyte(uchar dat) //向 DS18B20 寫一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)函數(shù) { uint i。i=8。 return(dat)。i++。 ds=0。 i=4。 ds=0。x) for(y=110。 uint warn_l=200。 //1602 讀寫線 sbit lcden=P2^2。用同樣方法讀取序列號的 56 位。 Enter 鍵是在輸入設(shè)定的溫度值后按它，那么設(shè)定的值在 LED 中顯示。溫度的設(shè)定及顯示溫度設(shè)定值作為中斷模塊程序。當(dāng) P23 為低電平時(shí)選中 8155，若 P 22＝1，則訪問 8155 的 RAM 單元。采用可編程器件 8155 擴(kuò)展單片機(jī) I/O 口，與按鍵連接。雖然同 LCD 比較它的功耗較高，但它更高的刷新速率使得 LED 在視頻方面有更好的性能表現(xiàn)，能提供寬達(dá) 160176。 74LS138 是一個(gè) 38 譯碼器，它將單片機(jī)輸出的地址信號譯碼后動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的 LED。但方案二的缺點(diǎn)也是明顯的，比較而言，方案二的譯碼電路比較復(fù)雜，相對硬件開銷大一些；方案三電路構(gòu)成簡單，譯碼電路簡潔。所以此方式一般不被采用。 水溫測量電路 用 DS18B20 測量水溫， AT89S51 的 P10 口接了三個(gè) DS18B20（如圖 ），采用的是多點(diǎn)溫度測量，所測的結(jié)果以數(shù)字信號的形式輸入到單片機(jī)里，然后三個(gè)量比較后取中間值作為我們要處理的信號。當(dāng)輸入量達(dá)到規(guī)定值時(shí)，是被控制的輸出電路導(dǎo)通或斷開的電器。 (4)在 DS18B20 測溫程序設(shè)計(jì)中，向 DS18B20 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 DS18B20 的返回信號，一旦某個(gè) DS18B20 接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該 DS18B20 時(shí)，將沒有返回信號，程序進(jìn)入死循環(huán)。試驗(yàn)中，當(dāng)采用普通信號電纜傳輸長度超過 50m 時(shí)，讀取的測溫?cái)?shù)據(jù)將發(fā)生錯(cuò)誤。在使用 PL/M、 C等高級語言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，對 DS18B20操作部分最好采用匯編語言實(shí)現(xiàn)。 DS18B20單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念。結(jié)果存入內(nèi)部 9 字節(jié)的 RAM 中。（即 9字節(jié) RAM 中內(nèi)容）。 尋找 ROM 命令（ F0H）讀出在線的 DS18B20 的序列號。多片時(shí)將沖突。 DS18B20 的性能是新一代產(chǎn)品中最好的！性能價(jià)格比也非常出色！ DS18B20 和 DS18B22 使電壓、特性及封裝有更多的選擇，讓我們可以構(gòu)建適合自己的經(jīng)濟(jì)的測溫系統(tǒng)。與前一代產(chǎn)品 DB1820 不同，新的產(chǎn)品支持3V～ 的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便。 主要功能特性： （ 1）兼容 MCS51 指令系統(tǒng) （ 2） 4k 可反復(fù)擦寫 (1000 次 )ISP Flash ROM （ 3） 32 個(gè)雙向 I/O 口 （ 4） 工作電壓 （ 5） 2 個(gè) 16位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 （ 6）時(shí)鐘頻率 033MHz （ 7）全雙工 UART 串行中斷口線 （ 8） 128x8bit 內(nèi)部 RAM （ 9） 2 個(gè)外部中斷源 （ 10）低功耗空閑和省電模式 （ 11）中斷喚醒省電模式 （ 12） 3級加密位 （ 13）看門狗（ WDT）電路 （ 14）軟件設(shè)置空閑和省電功能 （ 15）靈活的 ISP 字節(jié)和分頁編程 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 （ 16）雙數(shù)據(jù)寄存器指針 DS18B20 DS1820（如圖 ）是美國 DAUAS 公司生產(chǎn)的集成溫度傳感器。 最高工作頻率為 33MHz，大家都知道 C51 的極限工作頻率是 24M，就是說 S51具有更高工作頻率，從而具有了更快的計(jì)算速度?？臻e模式下， CPU 暫停工 作，而 RAM 定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。如果 溫度傳感器的輸出與單片機(jī)的設(shè)定值比較后，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定值時(shí)由單片機(jī)的一個(gè)輸出端口來控制加熱部分，使加熱部分加快加熱程度，反之，當(dāng)高于設(shè)定值時(shí)由單片機(jī)的一個(gè)輸出端口來控制加熱部分，停止加熱。在溫度控制系統(tǒng)電路中，廣泛采用的是通過熱電偶、熱電阻或 PN 結(jié)測溫度電路經(jīng)過相應(yīng)的信號調(diào)理電路，轉(zhuǎn)換成 A/D 轉(zhuǎn)換器能接收的模塊量，經(jīng)過采樣，保持電路后進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，最終送入單片機(jī)及其相應(yīng)的外圍電 路，完成監(jiān)控。這種類型的自動(dòng)控制系統(tǒng)一般是以單片機(jī)為核心。盡管溫度控制很重要，但是要控制好溫度常常會(huì)遇到意想不到的困難?，F(xiàn)在，我國在溫度等控制儀表業(yè)與國外還有 著一定的差距。目前，國外溫度控制系統(tǒng)及儀表正朝著 高精度智能化，小型化等方面快速發(fā)展。湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 那么無論是哪種控制，我們都希望水溫控制系統(tǒng)能夠有很高的精確度，幫助我們實(shí)現(xiàn)想要的控制，解決身邊的問題。工業(yè)的發(fā)展與溫度的控制是有著絕對的聯(lián)系。在溫度控制中，由于受 到溫度被控制對象特性（如非線性、滯后大、慣性大等）的影響，使得控制難度相對有所提高，因此從節(jié)約資源上來說或者是利國利民上來說設(shè)計(jì)一個(gè)智能溫度控制系統(tǒng)是很有必要的。 隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，運(yùn)用計(jì)算機(jī)測量控制技術(shù)，已經(jīng)具有控制精度高，操作簡單，以及性價(jià)比高等特點(diǎn)。 a signal enters alarm circuit, temperature alarm when reaching the preset value. Finished in a proteus environment simulation, simulation results show that to achieve the desired control objectives. Keywords: AT89S51, sensor, water temperature control 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 第 1 章 緒 論 .............................................1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)背景 ......................................................1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 .......................