【正文】 2, 233, 183, 85, 11, 136, 214, 52, 106, 43, 117, 151, 201, 74, 20, 246, 168, 116, 42, 200, 150, 21, 75, 169, 247, 182, 232, 10, 84, 215, 137, 107, 53}。 uchar *p。 uchar temp_buff[9]。 uint Temperature。 //設(shè)定鍵（溫度設(shè)定） /************************************************************ *18B20 驅(qū)動(dòng)程序， DQ 為數(shù)據(jù)口，接于 *，上拉 電阻 *************************************************************/ define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit dq = P1^0。 //上調(diào)溫度 sbit Key_DOWN = P3^4。 //數(shù)碼管位選通控制端 sbit Spk=P3^7。 uchar data dis_index 。IEEE, 2021: 858862. [15]劉伯春 .智能 PID 調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用 [J]．電子自動(dòng)化 , 1995, (3): 20～ 25. [16]張佳賢 .基于單片機(jī) 的溫度控制器設(shè)計(jì) [J].科技與生活 , 2021, (19): 5～ 8. [17]歐亞軍 .Proeus 軟件在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用 [J].科技信息 , 2021, (1)： 12. [18]葉劍超 .單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)芻議 [J].臺(tái)州學(xué)院學(xué)報(bào) , 2021, (1)： 34. [19]李朝青 .單片機(jī)原理及接口技術(shù) [M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社 . 2021. 27 [20]王忠飛，胥芳 .MCS51 單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用 [M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2021. 28 附 錄 附錄 1：?jiǎn)纹瑱C(jī)程序 //************************************************************************************* //****************************李奇畢設(shè) ********************************************** // Descriptoon: // *采用 89C52+DS1820+數(shù)碼管 +蜂鳴器 // *DS1820 設(shè)置為 12位精度 // *環(huán)境溫度超過(guò) Alarm 值 蜂鳴器報(bào)警 // *Alarm 值可通過(guò)按鍵自由設(shè)定 // *該溫度可設(shè)定范圍 1100度，測(cè)量范圍 55125 度 //********************************************************************************** //*************************可調(diào)溫度報(bào)警器 ******************************************** include include include define uchar unsigned char unsigned char code dis_code[]={ 0xC0,/*0*/ 0xF9,/*1*/ 0xA4,/*2*/ 0xB0,/*3*/ 0x99,/*4*/ 0x92,/*5*/ 0x82,/*6*/ 0xF8,/*7*/ 29 0x80,/*8*/ 0x90,/*9*/ 0xF7,/*負(fù)號(hào) */ 0xB6,/*溫度設(shè)定狀態(tài) */ }。希望大家在將來(lái)的生活中繼續(xù)追逐最初的夢(mèng)想，永不放棄。鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)方面的知識(shí)等方面有重要的作用。 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì) ,對(duì)于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想 。這幾個(gè)月以來(lái)，陳老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向陳媛媛老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。在這個(gè)過(guò)程中陳媛媛老師給了我很大的的幫助，沒(méi)有她的盡心指導(dǎo)和嚴(yán)格的要求，我也不會(huì)順利完成這次設(shè)計(jì)。 首先，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師陳媛媛老師。最后從 PROTEUS 中，將我們的程序?qū)雴纹瑱C(jī)中，便能進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真。首先，我們將硬件電路在 PROTEUS 中連接好，按照設(shè)計(jì)總電路圖連接各個(gè)硬件，通過(guò)單片機(jī) C語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行編程，程序如附錄所示。 Altium Designer 是業(yè)界首例將設(shè)計(jì)流程、 集成化 PCB 設(shè)計(jì)、可編程器件（如 FPGA）設(shè)計(jì)和基于處理器設(shè)計(jì)的 嵌入式軟件開發(fā) 功能整合在一起的產(chǎn)品，一種同時(shí)進(jìn)行 PCB 和 FPGA 設(shè)計(jì)以及嵌入式設(shè)計(jì)的解決 方案，具有將設(shè)計(jì)方案從概念轉(zhuǎn)變?yōu)樽罱K成品所需的全部功能 。 N Y 圖 主程序流程圖 開始 讀溫度設(shè)定值 等待 數(shù)據(jù)采集 溫度顯示 PID運(yùn)算 控制輸出 系統(tǒng)初始化 溫度設(shè)定否 運(yùn)行 /停止鍵按下否 運(yùn)行 /停止鍵按下否 等待 N Y Y N Y N 22 N Y 圖 開始 測(cè)試顯示屏幕是否忙狀態(tài) 返回 清除屏幕 送顯示地址 送顯示數(shù)據(jù) 23 6 仿真 與實(shí)物展示 Altium Designer 軟件簡(jiǎn)介 2021 年年底， Protel 軟件 的原廠商 Altium公 司推出了 Protel 系列的最新高端版本Altium Designer 。 AT89C52 通過(guò)控制 DS18B20 讀取實(shí)時(shí)溫度，然后，通過(guò) P0 口送到 LCD1602 進(jìn)行顯示。 圖 設(shè)計(jì)模塊圖 蜂鳴器報(bào)警 單片機(jī) STC89C52 供電系統(tǒng) 溫度傳感器 數(shù)碼管顯示溫度 按鍵設(shè)置 21 主程序模塊的程序流程圖如圖 所示。然后等待溫度設(shè)定，若溫度已經(jīng)設(shè)定好了，判斷系統(tǒng)運(yùn)行鍵是否按下，若系統(tǒng)運(yùn)行，則依次調(diào)用各個(gè)相關(guān)模塊，循環(huán)控制直到系統(tǒng)停止運(yùn)行。主模塊的功能是為其余幾個(gè)模塊構(gòu)建整體框架及初始化工作；數(shù)據(jù)采集模塊的作用是將數(shù)字量采集并儲(chǔ)存到存儲(chǔ)器中；數(shù)據(jù)處理模塊是將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的處理，其中最重要的是數(shù)字濾波程序：控制算法模塊完成控制系統(tǒng)的 PID 運(yùn)算并且輸出控制量。為了便于實(shí)現(xiàn)對(duì)晶閘管的通斷處理， PID 的輸出在 0～ 250 之間。 節(jié) 16 位進(jìn)行計(jì)算，最后將運(yùn)算結(jié)果取成高 8 位有效值輸出。 算式中的各項(xiàng)有正有負(fù)，以最高位作為符號(hào)位，最高位為 0 表示為正數(shù)，為 1 表示負(fù)數(shù)。初始化程序初值 en1= en2 =0 通過(guò)采樣并根據(jù)參數(shù) KP、 KD、 KI 以及 en、 en1 和 en2計(jì)算△ un。 17 PID 計(jì)算程序 PID 調(diào)節(jié)規(guī)律的基本輸入輸出關(guān)系可用微分方程表示為： ?????? ??? ?t DIP dt tdeTdtteTteKtu 0 )()(1)()( （ ） 式中 )(te 為調(diào)節(jié)器的輸入誤差信號(hào)，且 )()()( tCtrte ?? （ ） 其中： )(tr 為給定值， )(tC 為被控變量； )(tu 為調(diào)節(jié)器的輸出控制信號(hào)； PK 為比例系數(shù)； IT 為積分時(shí)間常數(shù)； DT 微分時(shí)間常數(shù)。本設(shè)計(jì)采用 PID 歸一整定法把對(duì)控制臺(tái)三個(gè)參數(shù)（ Kc、 Ti、 Td,）轉(zhuǎn)換為一個(gè)參數(shù) KP， 從而使問(wèn)題明顯簡(jiǎn)化。這種方法所得到的計(jì)算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過(guò)工程實(shí)際進(jìn)行調(diào)整和修改。 PID 控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來(lái)有兩大類：一是理論計(jì)算整定法。 數(shù)字 PID 參數(shù)的整定 PID 控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。 位置式 PID 控制算法的缺點(diǎn)：當(dāng)前采樣時(shí)刻的輸出與過(guò)去的各個(gè)狀態(tài)有關(guān)，計(jì)算時(shí)要對(duì)e(k)進(jìn)行累加，運(yùn)算量大；而且控制器的輸出 u(k)對(duì)應(yīng)的是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置，如果計(jì)算機(jī)出現(xiàn) 故障， u(k)的大幅度變化會(huì)引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的大幅度變化。 微分控制： Gc(s) =KpT ds PID 控制的分 類 基本 PID 控制器的理想算式為 ? ? ?????? ??? ?f dfp dt tdeTdtteTteK 0 )()(1)(tu () 16 式中 u(t)—— 控制器 (也稱調(diào)節(jié)器 )的輸出； e(t)—— 控制器的輸入（常常是設(shè)定值與被控量之差，即 e(t)=r(t)c(t)）； Kp—— 控制器的比例放大系數(shù)； Ti —— 控制器的積分時(shí)間； Td—— 控制器的微分時(shí)間。積分作用的強(qiáng)盡弱取決于積分 時(shí)間常數(shù) Ti， Ti 越大，積分作用越弱，反之則越強(qiáng)。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，PID 控制器各校正環(huán)節(jié)的作用如下： 比例環(huán)節(jié)：成比例地反映控制系統(tǒng)的偏差信號(hào) error(t),偏差一旦產(chǎn)生，控 制器立即產(chǎn)生控制作用，以減小偏差 [10]。其穩(wěn)壓電路圖如圖 ： 14 R1A2K3U4TL431100R3Res SemiR4Res Semi1KR5Res TapVCCGND電源穩(wěn)壓部分S5SWPB9VR6Res SemiD1LED0100uFC4Cap Pol1 圖 供電電路 15 4 PID 控制和參數(shù)整定 PID 調(diào)節(jié)器控制原理 PID 控制器是一種線性控制器 ,一種它根據(jù)給定值 rin(t)與實(shí)際輸出值 yout(t)構(gòu)成控制偏差： Error(t)=rin(t)yout(t) PID 控制就是對(duì)偏差信號(hào)進(jìn)行比例、積分、微分運(yùn)算后，形 成一種控制規(guī)律。他的輸出電壓用兩個(gè)電阻就可以任意的設(shè)置到從 Verf（ ）到 36V范圍內(nèi)的任何值。 圖 數(shù)據(jù)采集電路 13 數(shù)碼管顯示部分，采用與單片機(jī)相連接，將溫度傳感器采集到的信息迅速轉(zhuǎn)化為可視溫度，增加了可讀性。 12 圖 復(fù)位電路和時(shí)鐘電路 溫度采集電路 數(shù)據(jù)采集電路如圖 示 ,1腳接地， 2腳即為單總線數(shù)據(jù)口， 3 腳接電源。上電復(fù)位所需最短時(shí)間是震蕩周期建立時(shí)間加上 2 個(gè)機(jī)器周期時(shí)間。 復(fù)位電路有上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕手動(dòng)復(fù)位兩種。采用這種頻率的晶體振蕩器的原因是可以方便的獲得標(biāo)準(zhǔn)的波特率 。外接晶體諧振器以及電容構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。AT89C52 內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。 本系