【正文】 PID控制，實際中也有PI和PD控制。當(dāng)被控對象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時，控制理論的其它技術(shù)難以采用時，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗和現(xiàn)場調(diào)試來確定，這時應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便?！　ID控制的原理和特點　　在工程實際中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調(diào)節(jié)。控制系統(tǒng)的性能可以用穩(wěn)、準(zhǔn)、快三個字來描述?！　‰A躍響應(yīng)　　階躍響應(yīng)是指將一個階躍輸入（step function）加到系統(tǒng)上時，系統(tǒng)的輸出。如果沒有眼睛，就沒有了反饋回路，也就成了一個開環(huán)控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)的例子很多?！　￠]環(huán)控制系統(tǒng)　　閉環(huán)控制系統(tǒng)(closedloop control system)的特點是系統(tǒng)被控對象的輸出(被控制量)會反送回來影響控制器的輸出，形成一個或多個閉環(huán)?！　￠_環(huán)控制系統(tǒng)　　開環(huán)控制系統(tǒng)(openloop control system)是指被控對象的輸出(被控制量)對控制器(controller)的輸出沒有影響。 可編程控制器(PLC) 是利用其閉環(huán)控制模塊來實現(xiàn)PID控制，而可編程控制器(PLC)可以直接與ControlNet相連，如Rockwell的PLC5等。目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（儀表）已經(jīng)很多，產(chǎn)品已在工程實際中得到了廣泛的應(yīng)用，有各種各樣的PID控制器產(chǎn)品，各大公司均開發(fā)了具有PID參數(shù)自整定功能的智能調(diào)節(jié)器 (intelligent regulator)，其中PID控制器參數(shù)的自動調(diào)整是通過智能化調(diào)整或自校正、自適應(yīng)算法來實現(xiàn)。比如壓力控制系統(tǒng)要采用壓力傳感器?？刂破鞯妮敵鼋?jīng)過輸出接口、執(zhí)行機構(gòu)，加到被控系統(tǒng)上；控制系統(tǒng)的被控量，經(jīng)過傳感器，變送器，通過輸入接口送到控制器。自動控制系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。同時，控制理論的發(fā)展也經(jīng)歷了古典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三個階段。最重要的是，如果PID控制器不能控制復(fù)雜過程，無論怎么調(diào)參數(shù)都沒用。自動整定通常是指根據(jù)開環(huán)狀態(tài)確定的簡單過程模型自動計算PID參數(shù)。另外，由于基于控制律的系統(tǒng)沒有成熟的穩(wěn)定性分析方法，參數(shù)整定可靠與否存在很多問題。這個方法會引起擾動，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?！　≡谝恍┣闆r下針對特定的系統(tǒng)設(shè)計的PID控制器控制得很好，但它們?nèi)源嬖谝恍﹩栴}需要解決：　　如果自整定要以模型為基礎(chǔ)，為了PID參數(shù)的重新整定在線尋找和保持好過程模型是較難的。PID參數(shù)自整定就是為了處理PID參數(shù)整定這個問題而產(chǎn)生的?！　≡诠S，總是能看到許多回路都處于手動狀態(tài)，原因是很難讓過程在“自動”模式下平穩(wěn)工作。如果過程的動態(tài)特性變化，例如可能由負(fù)載的變化引起系統(tǒng)動態(tài)特性變化，PID參數(shù)就可以重新整定。　　其次，PID參數(shù)較易整定。首先，PID應(yīng)用范圍廣。其輸入e (t)與輸出u (t)的關(guān)系為 因此它的傳遞函數(shù)為： 其中為比例系數(shù)；為積分時間常數(shù)；為微分時間常數(shù)　　它由于用途廣泛、使用靈活，已有系列化產(chǎn)品，使用中只需設(shè)定三個參數(shù)（Kp， Ti和Td）即可。PID控制器簡單易懂，使用中不需精確的系統(tǒng)模型等先決條件，因而成為應(yīng)用最為廣泛的控制器。這個理論和應(yīng)用自動控制的關(guān)鍵是，做出正確的測量和比較后，如何才能更好地糾正系統(tǒng)。反饋理論的要素包括三個部分：測量、比較和執(zhí)行。隨著LCD產(chǎn)品產(chǎn)量的增加、成本的下降，液晶顯示器會大量普及。由于沒有改變液晶體的物理性質(zhì)，因此對其亮度、對比度、 色彩飽和度都沒有影響，這種方法的制造成本也相對較高。有些廠商采用的是在顯示電路中加入了一片IC圖像輸出控制芯片，專門對顯示信號進行處理的方法來實現(xiàn)的。有些廠商會通過將液晶體內(nèi)的導(dǎo)電離子濃度降低來實現(xiàn)信號的快速響應(yīng)，但其色彩飽和度、亮度、對比度就會產(chǎn)生相應(yīng)的降低，甚至產(chǎn)生偏色的現(xiàn)象。實際上就是指的液晶單元從一種分子排列狀態(tài)轉(zhuǎn)變成另外一種分子排列狀態(tài)所需要的時間，響應(yīng)時間愈小愈好，它反應(yīng)了液晶顯示器各像素點對輸入信號反應(yīng)的速度，即屏幕由暗轉(zhuǎn)亮或由亮轉(zhuǎn)暗的速度。一直到后來使用4個冷光源燈管產(chǎn)品的推出，才有很大的改善。背板光源越亮，整個液晶顯示器的亮度也會隨之提高。其中反應(yīng)時間和可視角度均取決于液晶面板的質(zhì)量，畫面均勻度和輔助光學(xué)模塊有很大關(guān)系。當(dāng)LCD中的電極產(chǎn)生電場時，液晶分子就會產(chǎn)生扭曲，從而將穿越其中的光線進行有規(guī)則的折射，然后經(jīng)過第二層過濾層的過濾在屏幕上顯示出來。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極分為行和列，在行與列的交叉點上，通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態(tài)，液晶材料的作用類似于一個個小的光閥?！　”彻獍灏l(fā)出的光線在穿過第一層偏振過濾層之后進入包含成千上萬液晶液滴的液晶層。LCD由兩塊玻璃板構(gòu)成，厚約1mm，其間由包含有液晶材料的5μm均勻間隔隔開。因此提供給LED顯示器的段碼（或稱之為字型碼）正好是一個字節(jié)。 共陰極 相反用VCC不動，GND逐個碰剩下的腳，如果有多個LED（一般是8個），那它就是共陽的了。再把多個這樣的8字裝在一起就成了多位的數(shù)碼管了。 當(dāng)三態(tài)門使能信號OE為低電平時，三態(tài)門導(dǎo)通，允許Q0~Q7輸出，OE為高電平時，輸出懸空。(2).當(dāng)1腳是低電平時,只要11腳(鎖存控制端,G)上出現(xiàn)一個下降沿,輸出2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)立即呈現(xiàn)輸入腳11118的狀態(tài). OE為輸出允許端；當(dāng)OE=“0”時，三態(tài)門打開；當(dāng)OE=“1”時，三態(tài)門關(guān)閉，輸出呈高阻狀態(tài)。1Q~8Q為8個輸出端。輸出允許端OE接地，表示輸出三態(tài)門一直打開。在MCS51單片機系統(tǒng)中，常采用74LS373作為地址鎖存器使用，其連接方法如上圖所示。EG功　　能00直通Qi = Di01保持（Qi保持不變）1X輸出高阻當(dāng)74LS373用作地址鎖存器時，應(yīng)使OE為低電平，此時鎖存使能端C為高電平時，輸出Q0~Q7 狀態(tài)與輸入端D1~D7狀態(tài)相同；當(dāng)C發(fā)生負(fù)的跳變時，輸入端D0~D7 數(shù)據(jù)鎖入Q0~Q7。圖中OE——使能端，接地。 X——不定態(tài)； L——低電平；當(dāng)LE為低電平時，O被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。當(dāng)三態(tài)允許控制端OE為低電平時，O0~O7為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動負(fù)載或總線。利用 EE2和E3可級聯(lián)擴展成 24 線譯碼器；若外接一個反相器還可級聯(lián)擴展成 32 線譯碼器。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時 TR 端的電壓大于VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為VCC /3。它提供兩個基準(zhǔn)電壓VCC /3 和 2VCC /3 555 定時器的功能主要由兩個比較器決定。555 定時器的內(nèi)部電路框圖和外引腳排列圖分別如圖 和圖 所示。 　　555 定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。一般用雙極性工藝制作的稱為 555，用 CMOS 工藝制作的稱為 7555，除單定時器外，還有對應(yīng)的雙定時器 556/7556。放電控制電壓輸出地 GND擦除完畢后可讀一下EPROM的每個單元，若其內(nèi)容均為FFH，就認(rèn)為擦除干凈了。要對一個使用過的EPROM進行編程，則首先應(yīng)將其放到專門的擦除器上進行擦除操作。說明：EPROM的一個重要優(yōu)點是可以擦除重寫，而且允許擦除的次數(shù)超過上萬次。⑥ VPP：編程電壓輸入端。對EPROM編程時，在該端加上編程脈沖。當(dāng)該信號為0時表示選中此芯片。④ CE：選片信號。低電平有效。編程時為數(shù)據(jù)輸入線。用于尋址片內(nèi)的8K個存儲單元。這樣，程序就不會由于斷電而丟失。因為在軟件調(diào)試過程中，程序經(jīng)常需要修改，此時可將程序先放在6264中，讀寫修改都很方便。這是一塊8K8bit的EPROM芯片，它的引線與SRAM芯片6264是兼容的。編程時，Vpp＝+25V（高壓），～PGM端加入寬度為50ms的負(fù)脈沖。各引腳的含義為： A0A12為13根地址線，可尋址8K字節(jié)；O0O7為數(shù)據(jù)輸出線；CE為片選線；OE為數(shù)據(jù)輸出選通線；PGM為編程脈沖輸入端；Vpp是編程電源；Vcc是主電源。③ 保持：當(dāng)為高電平，CE2為任意時，芯片未被選中，處于保持狀態(tài)，數(shù)據(jù)線呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。（2）Intel 6264的操作方式Intel 6264的操作方式由, , , CE2的共同作用決定① 寫入：當(dāng)和為低電平，且和CE2為高電平時，數(shù)據(jù)輸入緩沖器打開，數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)線D7～D0寫入被選中的存儲單元。VCC：+5V工作電壓。（chip enable）：片選信號1，輸入，在讀/寫方式時為低電平。（output enable）：讀出允許信號，輸入，低電平有效。 部分原件簡介 數(shù)據(jù)存儲器6264圖6264引腳圖Intel 6264芯片（1）Intel 6264的特性及引腳信號Intel 6264的容量為8KB，是28引腳雙列直插式芯片，采用CMOS工藝制造A12～A0（address inputs）：地址線，可尋址8KB的存儲空間。32)((12M/12)/(256TH1))　　TH1≈上面的計算可以看出使用12M 晶體的時候計算出來的TH1 不為整數(shù)，而TH1 的值只能取整數(shù)，這樣它就會有一定的誤差存在不能產(chǎn)生精確的9600 波特率。代入公式：　　　　9600＝(2247。 晶體是為了得到標(biāo)準(zhǔn)的無誤差的波特率，那么為何呢？計算一下就知道了。通常會使用定時器1 工作在定時器工作模式2 下，這時定時值中的TL1 做為計數(shù)，TH1 做為自動重裝值 ，這個定時模式下，定時器溢出后，TH1 的值會自動裝載到TL1，再次開始計數(shù)，這樣可以不用軟件去干預(yù)，使得定時更準(zhǔn)確。　　波特率＝（2SMOD247。模式1 和模式3 的波特率是可變的，取決于定時器1 或2（52 芯片）的溢出速率。51 芯片的串口工作模式0的波特率是固定的，為fosc/12，以一個12M 的晶振來計算，那么它的波特率可以達到1M。有一些初學(xué)的朋友認(rèn)為波特率是指每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，如標(biāo)準(zhǔn)9600 會被誤認(rèn)為每秒種可以傳送9600個字節(jié)，而實際上它是指每秒可以傳送9600 個二進位，而一個字節(jié)要8 個二進位，如用串口模式1 來傳輸那么加上起始位和停止位，每個數(shù)據(jù)字節(jié)就要占用10 個二進位，9600 波特率用模式1 傳輸時，每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)是9600247。　　波特率在使用串口做通訊時，一個很重要的參數(shù)就是波特率，只有上下位機的波特率一樣時才可以進行正常通訊。它的波特率是可變的，其速率是取決于定時器1 或定時器2 的定時值（溢出速率）。同樣RI 也必須要靠軟件清除。RI=1，申請中斷，要求CPU 取走數(shù)據(jù)。在模式0，接收第8 位結(jié)束時，由硬件置位。在任何模式下，TI 都必須由軟件來清除，也就是說在數(shù)據(jù)寫入到SBUF 后，硬件發(fā)送數(shù)據(jù)，中斷響應(yīng)（如中斷打開），這時TI=1，表明發(fā)送已完成，TI 不會由硬件清除，所以這時必須用軟件對其清零。其它模式中則是在發(fā)送停止位之初，由硬件置位?！　I 發(fā)送中斷標(biāo)識位。在模式0 中，RB8 為保留位沒有被使用?！　B8 接收數(shù)據(jù)位8，在模式2 和3 是已接收數(shù)據(jù)的第9 位?！　B8 發(fā)送數(shù)據(jù)位8，在模式2 和3 是要發(fā)送的第9 位。, 都和上位機相連，在軟件上有串口中斷處理程序，當(dāng)要求在處理某個子程序時不允許串口被上位機來的控制字符產(chǎn)生中斷，那么可以在這個子程序的開始處加入REM=0 來禁止接收，在子程序結(jié)束處加入REM=1 再次打開串口接收?！　EM 為允許接收位，REM 置1 時串口允許接收，置0 時禁止接收?！　M2 在模式模式3 中為多處理機通信使能位。表中的fosc 代表振蕩器的頻率，也就是晶振的頻率。串行口工作模式設(shè)置。51 芯片的串口可以工作在幾個不同的工作模式下，其工作模式的設(shè)置就是使用SCON 寄存器。SCON 就是51 芯片的串行口控制寄存器。 等頭文件中已對其做了定義，只要用include 引用就可以了。操作SBUF寄存器的方法則很簡單，只要把這個99H 地址用關(guān)鍵字sfr定義為一個變量就可以對其進行讀寫操作了，如sfr SBUF = 0x99。CPU 在讀SBUF 時會指到接收寄存器，在寫時會指到發(fā)送寄存器，而且接收寄存器是雙緩沖寄存器，這樣可以避免接收中斷沒有及時的被響應(yīng)，數(shù)據(jù)沒有被取走，下一幀數(shù)據(jù)已到來，而造成的數(shù)據(jù)重疊問題。有朋友這樣問起過“為何在串行口收發(fā)中，都只是使用到同一個寄存器SBUF？而不是收發(fā)各用一個寄存器。 　　串口通訊　　單片機的結(jié)構(gòu)和特殊寄存器，這是你編寫軟件的關(guān)鍵。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。　　此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 芯片擦除 整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在單片機內(nèi)部，接至上述振蕩器的反相放大器的輸出端。當(dāng)采用外部振蕩器時，對HMOS單片機，此引腳應(yīng)接地；對CHMOS單片機，此引腳作為驅(qū)動端。XTAL1接外部晶體的一個引腳。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。在FLASH 編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）?！　?EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。此時， ALE只有