【正文】 FA． 2004（5）[5] 孫茂松．單片機在小型熱水窯爐溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用．設(shè)備管理與維修．2004, (11)[6] 李敏，申月霞，胡．單片機原理及應(yīng)用（MCS—51）[M]．重慶大學出版社，2003， 149～150[7] 張俊謨．單片機原理與應(yīng)用[M]．北京：北京航空航天大學出版社， 1999[8] 彭為．單片機典型系統(tǒng)設(shè)計實例精講[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2001[9] 何立民．單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計[M]．北京：航空航天大學出版社，1996，38~40[10] 王三勝，徐菌，楊大智等．MAX813L 工作原理及其在51單片機系統(tǒng)抗干擾中的應(yīng)用[J]．工業(yè)自動化裝置，2001(1)，53~57[11] 郁有文，常健，程繼紅．傳感器原理及工程應(yīng)用（第三版）．西安電子科技大學出版社，2008[12] 張麗麗，黃赫松．單片機應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)［J］．技術(shù)交流，2004（3），[13] 王遇春．三端集成穩(wěn)壓器原理及應(yīng)用[J]．開發(fā)與應(yīng)用，2003（1），64～67[14] 沈紅衛(wèi)．單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與分析[M]．北京：航空航天大學出版社， 2003,1[15] 謝子殿，朱秀．基于單片機控制的智能化裝置的設(shè)計[J]．微計算機信息，2005（3）,80～82[16] San Jose. About Microputer AT89C51[J].Electronic Design. 2003(1):6062[17] 方康玲《過程控制系統(tǒng)》，武漢理工大學出版社 2007年[18] 郭陽寬 王正林 《過程控制工程及仿真》 電子工業(yè)出版社 2009年4月29 第 頁 共29頁。本次設(shè)計雖然設(shè)計思路大體上是正確的，但在細節(jié)處理方面多多少少存在一些問題，希望老師能夠指教。設(shè)置模塊是由5個按鍵組合成，可以對溫度設(shè)定值、上限值、下限值進行修改以及顯示溫度。采樣模塊是由PT100、運放、AD芯片組合而成。此系統(tǒng)硬件主要分為5個模塊：電源模塊、采樣模塊、控制模塊、輸出模塊、設(shè)置模塊。在PID參數(shù)整定時，也是用到了比較常用的衰減曲線法。副控制器直接采用了P控制，考慮到如果引入積分控制可能反而會降低副回路的快速性，降低控制效果。e(K1) 返回圖22 PID控制算法程序流程圖設(shè)計心得此次課程設(shè)計加熱爐出口溫度與爐膛溫度串級控制系統(tǒng)設(shè)計，使用到了過程控制系統(tǒng)很多方面的知識，包括串級控制系統(tǒng)分析、建模與仿真，串級控制系統(tǒng)整定方法，PID調(diào)節(jié)器的參數(shù)工程整定，串級控制系統(tǒng)的性能分析等。 開始提取要顯示的百、十、個、十分位的數(shù)值依次向數(shù)碼管傳送段碼和位碼延時顯示下一位N 四位是否全部顯示？Y結(jié)束圖19 數(shù)碼管顯示程序操作流程圖 開始發(fā)送AD啟動信號N 轉(zhuǎn)換是 否完成？ Y讀入數(shù)據(jù)結(jié)束圖20 A/D轉(zhuǎn)換程序操作流程圖N 是否有按鍵？ Y延時1020msN 是否有按鍵？YN 按鍵已釋放？Y獲鍵值，鍵處理圖21 按鍵檢測與處理流程圖 開始設(shè)置各參數(shù)Kp、Ti、Td和T提取設(shè)定值r(K)和返回值y(K)計算e(K)=Kpe(K)y(K)計算計算KD[e(K)e(K)e(K1)]+A224。圖18是系統(tǒng)分配裝置的主程序流程圖。如下圖，功能鍵：選擇修改溫度設(shè)定值、上限值、下限值、顯示溫度位選鍵：選擇修改百位、十位、個位、十分位這四位的標志加1鍵：每按一次鍵，位選標志所指的當前位的值加1減1鍵：每按一次鍵，位選標志所指的當前位的值減1確定鍵：保存設(shè)置值并返回到顯示溫度狀態(tài)圖17 鍵盤電路及功能說明當按鍵沒有被按下時，單片機此時檢測的電平是低電平，當有鍵按下時，單片機此時檢測的電平是高電平。當其中位選編碼輸出低電平時，三極管8550導(dǎo)通，使得共陽極數(shù)碼管公共端得到一個高電平，同時P2口輸出相應(yīng)的要顯示的數(shù)字共陽極字型碼并通過74HC573將段碼信號鎖存輸出。（聲光報警電路見圖紙5）用于顯示用戶設(shè)定的溫度、上限溫度、下限溫度和當前溫度值等，精確到小數(shù)點后一位。　 (3)固態(tài)繼電器的負載能力受環(huán)境溫度和自身溫升的影響較大，在安裝使用過程中, (4) 在繼電器使用時，因過流和負載短路會造成SSR固態(tài)繼電器內(nèi)部輸出可控硅永久損壞 ,應(yīng)該考慮過流、過壓保護措施 如圖紙5聲光報警電路所示：當水溫高于上限溫度、低于下限溫度或者在誤輸入時，進行系統(tǒng)聲光報警。固態(tài)繼電器注意事項：(1)在PCB上使用固態(tài)繼電器時，焊接時應(yīng)在溫度小于250℃。 (4) 電磁干擾小:固態(tài)繼電器沒有輸入“線圈”，沒有觸點燃弧和回跳，因而減少了電磁干擾。 (2) 靈敏度高，控制功率小，電磁兼容性好:固態(tài)繼電器的輸入電壓范圍較寬，驅(qū)動功率低，可與大多數(shù)邏輯集成電路兼容不需加緩沖器或驅(qū)動器。固態(tài)繼電器的輸入端用微小的控制信號，達到直接驅(qū)動大電流負載。由于本系統(tǒng)加熱執(zhí)行機構(gòu)的開與關(guān)狀態(tài)交替比較頻繁，一般的機械式繼電器在這種工作模式下使用壽命大大降低，所以難以滿足這一要求，在此應(yīng)該選用固態(tài)繼電器SSR如圖14 固態(tài)繼電器SSR內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路所示，它是由微電子電路，分立電子器件，電力電子功率器件組成的無觸點開關(guān)。（固態(tài)繼電器輸出電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖紙4）當系統(tǒng)采集到溫度信號后與設(shè)定溫度進行比較得到一個偏差，然后通過PID運算，PWM波形的高電平期間，固態(tài)繼電器SSR輸入端IN1為高電平，從而OUT1和OUT2兩觸點閉合，將加熱執(zhí)行機構(gòu)加熱絲連入到交流220V回路中，控制加熱機構(gòu)對窯爐進行加熱動作，與此同時工作指示燈LED點亮。(3)數(shù)碼管用于顯示用戶設(shè)定的溫度、上限溫度、下限溫度和當前溫度值。其中各種工作狀態(tài)如下表所示表2：D觸發(fā)器CD4013真值表Qn DQn+1Qn DQn+10 00 1011 01 101 CK(ALE)： Q(U3_8A)： Q\(CLK)：由以上電路可以得到以下4分頻時序圖：圖12 4分頻時序圖8. 輸出模塊本控制系統(tǒng)的輸出單元主要有三個：(1) 繼電器輸出控制加熱執(zhí)行機構(gòu)的開與關(guān)。(3)當S為R為0時，輸出Q一定為1。 其中：(1)R和S不能同時為高電平。圖11 CD4013構(gòu)成4分頻電路一個D觸發(fā)器CD4013有6個端子：2個輸出，4個控制。 (4) CLOCK引腳時鐘頻率　由于ADC0809的CLOCK引腳時鐘脈沖輸入端時鐘頻率要求不高于640KHZ，而單片機的ALE（地址鎖存使能端）輸出的頻率是單片機的振蕩頻率12MHZ的1