【正文】 } 。 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 27 S_2=1。 P1=dispcode[dispbuf[6]]。 S_1=1。 R_D=1。 A_0=0。 } void t1(void) interrupt 3 using 0 //定時(shí)器 1 中斷服務(wù) { TH1=(655366000)/256。 ST=0。 dispbuf[7]=i%10。 i=getdata*1008。 getdata=P0。 ST=0。 TR0=1。 TL1=(655365000)%256。 TL0=216。 TMOD=0x12。 ET1=1。 OE=0。 sbit S_2=P2^7。 sbit A_1=P2^3。 sbit R_D=P3^7。 sbit CLK=P3^3。 sbit OE=P3^1。 unsigned int R1。 unsigned int a。 unsigned char dispcount。 unsigned char code dispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00}。 感謝同學(xué)能夠在我遇到困難時(shí)與我進(jìn)行探討并提供各種幫助，他們讓我明白了團(tuán)隊(duì)的強(qiáng)大力量以及分享一些資料和編輯軟件的快樂，更重要的是從中學(xué)到了很多以前并不 了解的知識(shí)。 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 23 致謝 值此課程設(shè)計(jì)完成之際，衷心感謝學(xué)校和老師能夠給予我這次做課程設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，同時(shí)也為我們提供了實(shí)驗(yàn)室方便進(jìn)行理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐，驗(yàn)證本次課程設(shè)計(jì)的實(shí)用性。輸入主要為模數(shù)轉(zhuǎn)換，確保采集數(shù)據(jù)穩(wěn)定，按鍵輸入 準(zhǔn)確。用模塊化編程的思想。對(duì)于其他硬件選擇，與單片機(jī)匹配，盡量節(jié)省單片機(jī)資源，便于實(shí)現(xiàn)，且滿足系統(tǒng)要求。控制核心是單片機(jī)， 51單片機(jī)體積小、成本低、穩(wěn)定性高。 根據(jù)查閱相關(guān)資料，首先根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)。操作程序包括用于自動(dòng)調(diào)整參數(shù)的自整 定過程及自適應(yīng)控制程序，用于精確定位的優(yōu)化控制操作。 圖 63 閥門開度小于 10%仿真圖 圖 64 閥門開度大于 90%仿真圖 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 22 結(jié)論 本課題最終設(shè)計(jì)的智能閥門定位器實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的設(shè)計(jì)目標(biāo)。 圖 61 Proteus中所使用的元件代碼 下圖是用 Proteus軟件仿真作出的閥門定位控制系統(tǒng)仿真單片機(jī)連接圖。 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 20 6 閥門定位控制系統(tǒng)仿真 根據(jù)上述設(shè)計(jì)運(yùn)用 Proteus設(shè)計(jì)，并應(yīng)用 Keil設(shè)計(jì)程序。當(dāng)控制閥開度大于 90％或小于 10％時(shí)，控制系統(tǒng)能進(jìn)行報(bào)警。最常用的內(nèi)部時(shí)鐘方式是采用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路 ，振蕩晶體可在 到 12MHz之間選擇。 時(shí)鐘 /報(bào)警電路 單片機(jī)雖有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時(shí)鐘，必須外接附加電路。抖動(dòng)時(shí)間是由按鍵的機(jī)械特性決定的，一般是都會(huì)在 10ms 以下，為了確保程序?qū)Π存I的一次閉合或者一次斷開只響應(yīng)一次，必須進(jìn)行按鍵徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 19 的消抖處理。 通常按鍵所用的開關(guān)都是機(jī)械彈性開關(guān)，當(dāng)機(jī)械觸點(diǎn)斷開、閉合時(shí)，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵開關(guān)在閉合時(shí)不會(huì)馬上就穩(wěn)定的接通，在斷開時(shí)也不會(huì)一下子徹底斷開，而是在閉合和斷開的瞬間伴隨了一連串的抖動(dòng)，如圖 56 所示。 程序上，我們可以把每次按鍵狀態(tài)都存儲(chǔ)起來，當(dāng)下一次按鍵狀態(tài)讀進(jìn)來的時(shí)候，與當(dāng)前按鍵狀態(tài)做比較，如果發(fā)現(xiàn)這兩次按鍵狀態(tài)不一致，就說明按鍵發(fā)生動(dòng)作了，當(dāng)上一次的狀態(tài)是未按下、現(xiàn)在是按下，此時(shí)的按鍵動(dòng)作就是 “按下 ”；當(dāng)上 一次的狀態(tài)是按下、現(xiàn)在是未按下，此時(shí)的按鍵動(dòng)作就是 “彈起 ”。 矩陣鍵盤 矩陣按鍵電路圖如下所示： 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 18 圖 55 矩陣鍵盤電路圖 矩陣鍵盤讀取方式與獨(dú)立鍵盤類似，但其讀取方式節(jié)省 I/O 口。當(dāng)松開按鍵后，線路斷開，就不會(huì)有電流通過，那么 恢復(fù)默認(rèn)高電平。將 IN0模擬電壓地址送 A MOVX DPTR,A。例如當(dāng)我們要選中 IN0路模擬電路送入ADC0808的時(shí)候，執(zhí)行如下的程序： MOV DPTR, 0FEFFH。 89C51通過地址線 、寫控制線控制轉(zhuǎn)換的模擬輸入通道地址鎖存、啟動(dòng)和輸出允許。 ADC0808是價(jià)格適中的逐次比較式 8位 A/D轉(zhuǎn)換器，可輸入 8路模擬信號(hào)，在這里我們選用 IN0和 IN1作為模擬信號(hào)輸入通道。一般情況下，量化和編碼是同時(shí)完成的。 將模擬量或連續(xù)變化的量進(jìn)行量化（離散化），轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字量的電路。 A/D 轉(zhuǎn)換的作用是將時(shí)間連續(xù)、幅值也連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換為時(shí)間離散、幅值也離散的數(shù)字信號(hào)，因此， A/D 轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)過取樣、保持、量化及編碼 4 個(gè)過程。中斷程序結(jié)束之后恢復(fù)程序運(yùn)行環(huán)境，回到斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行程序。當(dāng)某種中斷源產(chǎn)生中斷時(shí)，便設(shè)定在 SFR中的中斷標(biāo)志位一 TCON中的各位， MCU在從標(biāo)志位識(shí)別出中斷種類并響應(yīng)申請(qǐng)時(shí)，立刻從主程序轉(zhuǎn)去執(zhí)行 中斷服務(wù)子程序以進(jìn)行中斷服務(wù)，并保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。AT89C51的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器是可編程的。 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 16 AT89C51內(nèi)部定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 5l系列單片機(jī)內(nèi)部都帶有定時(shí) /計(jì) 數(shù)器， AT89C51內(nèi)部有兩個(gè) 16位的定時(shí) /計(jì)數(shù)器： 11D和 T1。方式 2為 11位異步接收發(fā)送方式，字符格式的最后可以插入第 9位數(shù)據(jù)位，可設(shè)置為奇偶校驗(yàn)位。方式 0為同步移位寄存器，由 TXD引腳發(fā)送出同步移位脈沖，由 RXD引腳送出或接收串行數(shù)據(jù)。 AT89C51的串行 I/O設(shè)有緩沖寄 存器 SBUF，能直接尋址的 SFR，接收和發(fā)送緩沖寄存器。 P3口做通用I/O使用時(shí)，在為多功能端口時(shí)，作讀 /寫信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)串行 1/O口。 P0口的每一位均由一個(gè)輸出鎖存器、兩個(gè)三態(tài)緩沖器、一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)輸出控制電路組成，其工作狀態(tài)受輸出控制電路的控制。正是通過 CPU 控制閥門來調(diào)節(jié)輸出氣源壓力的大小使輸入信號(hào)與閥位達(dá)到新的平衡 [4]。 其具體工作原理如下：由閥桿位置傳感器拾取閥門的實(shí)際開度信號(hào)，通過 A/D 轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字編碼信號(hào)，與定位器的設(shè)定信號(hào)的數(shù)字編碼在 CPU 中進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算二者偏差值。 本系統(tǒng)選用 89C51單片機(jī)， A/D轉(zhuǎn)換芯片 ADC0808，可編程的鍵盤、顯示接口芯片 8279等組成基本系統(tǒng)。具有 5個(gè)中斷，包括兩個(gè)外部中斷，兩個(gè)定時(shí)器中斷，一個(gè)串行口中斷。片內(nèi) Flash存儲(chǔ)器允許在系統(tǒng)內(nèi)可改編程序，主要用在工業(yè)控制。 AT89C51同 8031一樣有 4個(gè) 8位并行 U0口，兩個(gè) 16位可編程序的定時(shí)器計(jì)數(shù)器， 128字節(jié) RAM， 5個(gè)中斷源，全雙工串行通訊 H，操作電壓為 ，主頻 110592MHZ。直到現(xiàn)在， MCS51內(nèi)核系列兼容的單片機(jī)仍是應(yīng)用的主流產(chǎn)品 (如目前流行的 89S5 89C51等 )。從某種程度而言，單片機(jī)帶動(dòng)了傳統(tǒng)測(cè)量、控制儀器儀 表技術(shù)的一項(xiàng)革命，通過單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了儀器儀表技術(shù)的數(shù)字化、智能化、綜合化以及多功能化，與傳統(tǒng)的電子電路或者數(shù)字電路相比，其功能更強(qiáng)大，綜合性更突出。 (3)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用 其實(shí)最早的單片機(jī)正是從工業(yè)領(lǐng)域開始興起的，至今其在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用仍然十分廣泛，利用單片機(jī)技術(shù)構(gòu)成多種多樣的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與智能控制系統(tǒng)，比如工廠流水線的智能化管理、智能化電梯、報(bào)警系統(tǒng)等等，均是通過單片機(jī)技術(shù)與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)。 (2)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用 現(xiàn)代醫(yī)療條件越來越發(fā)達(dá)，人們對(duì)醫(yī)療滅菌消毒技術(shù)也越來越重視，但是一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的小醫(yī)院、小診所其消毒滅菌設(shè)備還十分簡陋，無法有效的控制消毒質(zhì)量。從上世紀(jì) 80年代，由當(dāng)時(shí)的 4位、 8位 單片機(jī) ，發(fā)展到現(xiàn)在的 300M的高速單片機(jī) [4]。若閥門線圈被燒毀則現(xiàn)象與閥芯卡住一致。 判斷閥芯是否沒卡住的時(shí)候，先判斷系統(tǒng)輸出是否為 0%，若為 0%，且定位器判斷閥門位置在單位時(shí)間內(nèi)閥門沒有動(dòng)。但采用哪一種方法所到控制器參數(shù)，都需要實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)行最后調(diào)整與完善，現(xiàn)一般采用是臨界比例法 ?？刂破鲄?shù)工程整定方法，主要有臨界比例法、反應(yīng)曲線法和衰減法。這種方法所到計(jì)算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行調(diào)整和修改。 PID參數(shù)整定 PID 控制器參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)核心內(nèi)容、它是被控過程特性確定 PID 控制器比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間大小。 從調(diào)節(jié)器過來的信號(hào)經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)也需通過式 ()進(jìn)行轉(zhuǎn)換。因?yàn)殡娢黄鞯淖畲笮谐叹嚯x與閥芯的最大行程距離是不可能相同的，而我們要通過改變機(jī)械結(jié)構(gòu)使閥芯的最大行程與電位器的最大行程完全匹配是相當(dāng)困難的，所以可以根據(jù)實(shí)際安裝時(shí)候閥芯的最大行程的 1X 來替換默認(rèn)的 H 值，用最小行程時(shí)候的 2X 來替換默認(rèn)的 h值。 100%XhK Hh?? ? 式 () 式中 X ——電位器動(dòng)觸點(diǎn)輸出的轉(zhuǎn)換后實(shí)際值； H——電位器器動(dòng)觸點(diǎn)最大行程時(shí)輸出的轉(zhuǎn)換后值，其默認(rèn)值為 255； h——電位器器動(dòng)觸點(diǎn)最小行程時(shí)輸出的轉(zhuǎn)換后值，其默認(rèn)值為 0。根據(jù)式 ()不難寫出 u(k1)的表達(dá)式，即： 10( 1 ) ( 2 )( 1 ) [ ( ) ( 1 ) ( ) ]kPDiIT e k e ku k K e k e 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