【正文】 本章設(shè)計(jì)的水溫控制系統(tǒng)利用 DS18B20對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，采用開(kāi)關(guān)控制和 PID控制算法相結(jié)合的方式，通過(guò)控制單位時(shí)間內(nèi)加熱時(shí)間所占的比例（即控制波形的占空比）來(lái)控制加熱器和制冷片進(jìn)行升溫、降溫控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的高精度自動(dòng)控制，系統(tǒng)具有控制方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。 ListLength++。 case 4:X2|=0X98。 //根據(jù)行數(shù)來(lái)選擇相應(yīng)地址 case 2:X2|=0X90。 X amp。 ListLength = 0。k 16。j 32。k 16。j 32。 } /***********************清除液晶 GDRAM中的隨機(jī)數(shù)據(jù) *********************/ void clear_GDRAM() { uchar i,j,k。busy)。 delay(5)。 } /****************************判斷忙閑狀態(tài) *******************************/ uchar read_busy() { lcd_date=0xff。 lcd_en=1。 delay(5)。 } /***********************************寫(xiě)指令 *******************************/ void write_(uchar ) { read_busy()。 lcd_en=1。 delay(5)。 } /**********************************寫(xiě)數(shù)據(jù) *********************************/ void write_date(uchar date) { read_busy()。 write_(0x0c)。 write_(0x02)。 write_(0x34)。 } } } } /*************************************************************************/ 液晶顯示程序 液晶顯示器用于顯示水溫的實(shí)際溫度和設(shè)定溫度。spid,rin )。i10。 low_time= (100high_time)。 // Read Input rout = PIDCalc ( amp。 } else //如果溫差小于 ，運(yùn)行 PID計(jì)算 { for(i=0。 if(set_tempertemper) //是否設(shè)置的溫度大于實(shí)際溫度 { if(set_tempertemper2) //設(shè)置的溫度比實(shí)際的溫度是否是大于 2度 { high_time=100。若設(shè)置溫度大于實(shí)際溫度，并且溫差在 2度以上，則驅(qū)動(dòng)加熱器對(duì)水溫進(jìn)行全速加熱；當(dāng)溫差在 2度之間時(shí)，則停止加熱，開(kāi)始降溫；當(dāng)溫差小于 ，則啟用 PID計(jì)算，控制溫差逐漸趨近設(shè)定值，最終達(dá)到穩(wěn)態(tài)。 xs=num%10。 shi=num/100。 //放大 10倍，這樣做的目的將小數(shù)點(diǎn)后第一位也轉(zhuǎn)換為可顯示數(shù)字，同時(shí)進(jìn)行一個(gè)四舍五入操作。 //兩字節(jié)合成一個(gè)整型變量。 //連續(xù)讀兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù) //讀低 8位 b=read_onechar()。 // 啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換 init_DS18B20()。 float tt=0。 date=1。 DS18B20 = dateamp。 } void write_onechar(uchar date)//寫(xiě)一個(gè)字節(jié) { uchar i=0。 //寄存器右移 DS18B20 = 1。 for (i=8。 x=DS18B20。 //稍做延時(shí) DS18B20 = 0。系統(tǒng)工作時(shí)，單片機(jī)讀取 DS18B20內(nèi)部寄存器的二進(jìn)制數(shù)值，將其轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制的真實(shí)溫度值。write_(0x96)。write_date(39。 case 3: xs。 write_(0x95)。 break。a=shi。 } } } //溫度值減處理： if(k3==0) { delay1(10)。)。c=xs。write_(0x95)。if(ge==10)ge=0。write_date(table[shi])。 switch(k1num) { case 1: shi++。write_(0x0c)。//液晶顯示位置，個(gè)位 break。 switch(k1num) { case 1: write_(0x0f)。 if(k1==0) //按鍵 K1按下 while(!k1)。 // 微分項(xiàng) } /************************************************************************/ 按鍵子程序 本系統(tǒng)采用四個(gè)按鍵，完成溫度的設(shè)定。 // 積分 dError = ppLastError ppPrevError。當(dāng)采樣周期相當(dāng)短時(shí)，可以用求和代替積分，用差商代替微分。 初始化 Y N N Y N Y 鍵盤掃描 讀按鍵值并更新各參數(shù) 顯示當(dāng)前溫度值 是否有 新參數(shù)鍵入 調(diào)用 P I D 子程序 加熱 / 制冷子程序 測(cè)量值與設(shè)定值 差 2 176。將實(shí)測(cè)溫度與設(shè)定溫度進(jìn)行比較，若實(shí)測(cè)溫度與設(shè)定溫度差值大于 2186。具體電路圖如圖 126所示。當(dāng)實(shí)測(cè)溫度低于設(shè)定溫度時(shí)， ，驅(qū)動(dòng)加熱器對(duì)水溫進(jìn)行加熱，工作原理與降溫驅(qū)動(dòng)相同，這里不再贅述。 DS18B20應(yīng)用廣泛，測(cè)溫范圍為 55～ +125oC，溫度數(shù)字量轉(zhuǎn)換快，性能可以滿足題目的設(shè)計(jì)要求。主控電路包括STC89C52最小系統(tǒng)和鍵盤電路兩部分， STC89C52最小系統(tǒng)在上一章中已介紹，這里不再贅述。 對(duì)于一定的系統(tǒng)，合理的參數(shù)組并不唯一，根據(jù)一些文獻(xiàn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在具體實(shí)施 PID參數(shù)整定時(shí)，以下幾個(gè)結(jié)論比較實(shí)用： 1）比例系數(shù) Kp是 PID調(diào)節(jié)中最關(guān)鍵的一個(gè)參數(shù)， Kp增大，系統(tǒng)穩(wěn)定性增加，但調(diào)節(jié)靈敏度減弱，一般曲線振蕩頻繁時(shí)，要增大 Kp，而曲線飄浮繞大彎時(shí)，要減小 Kp. 2）積分時(shí)間常數(shù) Ti主要起消除靜差的作用，減小 Ti，消除靜差快，但穩(wěn)定性減小，一般曲線偏離恢復(fù)慢時(shí)，減小 Ti,而曲線波動(dòng)周期長(zhǎng)時(shí)，再增大 Ki。反復(fù)改變Kp,Ti值以求得較好效果，若效果滿意，則整定結(jié)束，否則繼續(xù)下去。將參數(shù) Kp由小而大慢慢變化，直至得到反應(yīng)快，超調(diào)小的響應(yīng)曲線。由于溫度系統(tǒng)是一個(gè)具有較大滯后性的系統(tǒng)，所以本系統(tǒng)的采樣周期定為 1