【正文】 ， R6 MOV 3DH， 3BH MOV 3EH， 3CH MOV 3BH， 39H MOV 3CH， 3AH MOV A， 2FH JNB CONt1 MOV 45H, 00H RET CONt1: MOV A, 30H RLC A MOV A, 2FH RLC A MOV R2, A SUBB A, OFAH JNC CONt2 MOV 45H, R2 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 RET CONt2： MOV 45H, 0FAH RET 負數(shù)雙字節(jié) （ R3R2）求補，結(jié)果仍存放于 R3R2 中，其子程序如下： CPL1： MOV A, R2 CPL A ADD A， 01H MOV R2， A MOV A， R3 CPL A ADDC A， 00H MOV R3， A RET 雙字節(jié)加法（ R5R4） +（ R3R2） ?（ R7R6）。為了便于 實現(xiàn)對晶閘管的通斷處理， PID 的輸出現(xiàn)在在 0～ 250 之間。 雙精度運算，為了保證運算精度，把單字節(jié) 8位輸入采樣值 nC 和給定值 nr 都變成雙字節(jié) 16 位進行計算，最后將運算結(jié)果取成高 8位有效值輸出。 算式中的各項有正有負，以最高位作為符號位，最高位為 0表示為正數(shù)，為1 表示 負數(shù)?？稍O(shè)計一個調(diào)整子程序，通過鍵盤輸入改變 PK值，改 變運行參數(shù)，使系統(tǒng)滿足要求。本設(shè)計采用 ZieglerNichols提出 的 PID 歸一調(diào)整法，調(diào)整參 數(shù)，主要是為了減少在線整定參數(shù)的數(shù)目，常常人為假定約束條件，以減少獨立變量的個數(shù)，令： UTT ? （ ） UI TT ? （ ） UD TT ? （ ） 式中 UT 稱為臨界周期。初始化程序初值 021 ?? ?? nn ee 通過采樣并根據(jù)參數(shù) PK 、 DK 、 IK 以及 ne 、1?ne 和 2?ne 計算△ nu 。 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 PID 計算程序 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，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； PK 為比例系數(shù)； IT 為積分時間常數(shù)； DT 微分時間常數(shù) 。 微分作用對噪聲干擾有放大作用， 因此過強的加微分調(diào)節(jié)，對系統(tǒng)抗干擾不利。 D 反映系統(tǒng)偏差信號變化率，具有預(yù)見性，能預(yù)見偏差變化的趨勢，因此能產(chǎn)生超前的控制作用。 加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動態(tài)響應(yīng)變慢。實 際上生產(chǎn)過程千差萬別，經(jīng)驗數(shù)據(jù)不一定就合適，可用試探法逐步調(diào)試確定。 （ 6） 當(dāng)系統(tǒng)滯后占主導(dǎo)地位時，應(yīng)使滯后時間為采樣周期的整數(shù)倍 下表 列出了幾種常見的被測參數(shù)的采樣周期 T 的經(jīng)驗選擇數(shù)據(jù)。 （ 4）從微機的工作量和每個調(diào)節(jié)回路的計算來看，一般要求采樣周期大些。采樣周期必須大于這一時間。 采樣周期選擇的原則 （ 1）根據(jù)香農(nóng)采樣定理，系統(tǒng)采樣頻率的下限為 fs=2fmax，此時系統(tǒng)可真實地恢復(fù)到原來的連續(xù)信號。 本設(shè)計采用 PID 歸一整定法把對 控制臺三個參數(shù)（ Kc、 Ti、 Td,）轉(zhuǎn)換為一個參數(shù) PK ， 從而使問 題明顯簡化。 這種方法所得到的計算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過工程實際進行調(diào)整和修改。 PID 控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來有 兩大類：一是理論計算整定法。 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)計的核心內(nèi)容。 由于計算機的輸出 u(k)直接控制執(zhí)行機構(gòu)（如閥門）， u(k)的值與執(zhí)行機構(gòu)的位置（如閥門開度）一一對應(yīng)，所以通常稱式 (2)為位置式 PID 控制算法。 微分控制： Gc(s) =KpT ds 位置式 PID 算法 基本 PID 控制器的理想算式為 () 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 —— 控制器的積分時間； Td—— 控制器的微分時間。積分作用的強盡弱取決于積分時間常數(shù) Ti， Ti越大，積分作用越弱，反之則越強。 簡單說來， PID 控制器各校正環(huán)節(jié)的作用如下 [5]： （ 1） 比例環(huán)節(jié)：成比例地反映控制系統(tǒng)的偏差信號 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。 比例微分積分被控對象Rin(k) Yout(k)+++ 圖 PID控制系統(tǒng)原理框圖 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 控制就是對偏差信號進行比例、 積分、微分運算后，形成一種控制規(guī)律。 PID 控制系統(tǒng)原理框圖如圖 所示。在接收時， 8250 把串行口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，并送入到接收數(shù)據(jù)寄存器中，同時把“接收數(shù)據(jù)就緒”信號置于狀態(tài)寄存器中，CPU 讀到這個信號后，就用輸入指令從接收器中讀入一個數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收采用查詢方式，其程序框圖 如圖 所示，在發(fā)送時，先 用輸入指令檢查發(fā)送器的保持寄存器是否為空。由于從機 MCS51 的格式固定為四種方式，本設(shè)計采用方 式 3。 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 圖 PC機與單片機的接口電路 在主機通信軟件中，首先根據(jù)擁護的要求和通信協(xié)議規(guī)定，對 8250 進行初始化。因此只需要配一些驅(qū)動、隔離電路就可以構(gòu)成了洋分布式系統(tǒng)，其連接圖如圖 所示，由于 MCS51單片機串行口是標(biāo)準(zhǔn)的 TTL 電平，為使其與 RS232 電平接口，在 MCS51單片機串行口聯(lián)有 1488 和 1489，以實現(xiàn)電平匹配。所以要進行通信電路的設(shè)計。當(dāng)單片 機的 為高點平時，三極管驅(qū)動固態(tài)繼電器工作接通加熱器工作，當(dāng)單片機的 為低電平時固態(tài)繼電器關(guān)斷，加熱器不工作。對電爐絲通斷的控制采用 SSR40DA 固態(tài)繼電器。模塊電路如下圖 ： 圖 顯示接口電路 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 加熱控制電路 控制電路圖如下圖 。用 P2 口作為段控碼輸出，并用 74HC244 作驅(qū)動。其中設(shè)置鍵與單片機的 0INT 腳相連， 90 SS ?? 、 YES、 NO用四行三列接單片機 P0 口， REST鍵為硬件復(fù)位鍵， 與 R、 C 構(gòu)成復(fù)位電路。 鍵盤和顯示電路 模塊電路如下圖 。 穩(wěn)壓電路 在這的穩(wěn)壓電路中我使用的是“三端固定輸出集成穩(wěn)壓器”，穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)輸入交流電源電壓波動、負載和溫度變化時，維持輸出直流電壓的穩(wěn)定。濾波電路常見的有電容濾波電路、電感濾波電路。然后再送去整流和濾波 。電源電路如圖 所示。 表 DS18B20 溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表 LS Byte Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 23 22 21 20 21 22 23 24 MS Byte Bit15 Bit14 Bit13 Bit12 Bit11 Bit10 Bit9 Bit8 S S S S S 26 25 24 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 這是 12位轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù)，存儲在 18B20 的兩個 8比特的 RAM 中，二進制中的前面 5 位是符號位，如果測得的溫度大于 0，這 5位為 0，只要將測到的數(shù)值乘于 即可得到實際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測到的數(shù)值需要取反加 1再乘于 即可得到實際溫度。 圖 溫度采樣電路 DS18B20 中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以 12位轉(zhuǎn)化為例 :用 16位符號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供，以 ℃ /LSB 形式表達，其中 S 為符號位 。 DSB8B20 的 3腳接系統(tǒng)中單片機的 口線，用于將采集到的溫度送入單片機中處理， 2腳和 3腳之間接一個 上拉電阻，即可完成溫度采集部分硬件電路。DS18B20 為 3 引腳， DQ 為數(shù)字信號輸入 /輸出端； GND為電源地； VDD 為外接供電電源輸入端。 C～ +125176。這種模擬數(shù)字混合電路實現(xiàn)起來比較復(fù)雜，濾波消噪難 度大系統(tǒng)穩(wěn)定性不高，鑒于這些考慮， 本設(shè)計采用數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20。 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 溫度傳感器 溫度測量轉(zhuǎn)換部分是整個系統(tǒng)的 數(shù)據(jù) 來源，直接影響系統(tǒng)的可靠性。所以電平復(fù)位要將復(fù)位端通過電阻與 CCV 相連 .如復(fù)位電路中 R、 C 的值選擇不當(dāng)，使復(fù)位時間過長，單片機將處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。電平復(fù)位將復(fù)位端通過電阻與 CCV 相連，按鍵脈沖復(fù)位是利用 RC分電路產(chǎn)生正脈沖來達到復(fù)位的。 RST 引腳是復(fù)位信號的輸入端，復(fù)位信號是高電平有效。 RST 上的電壓必須保證在斯密特觸發(fā)器的閥值電壓以上足夠長時間，滿足復(fù)位操作的要求。 （ a）上電復(fù)位： 在加電之后通過外部復(fù)位電路的電容充電來實現(xiàn)的。在設(shè)計電路板時，振蕩器和電容應(yīng)盡量靠近單片機，以避免干擾。晶體震蕩頻率高，則系統(tǒng)的時鐘頻 率也高，單 片機運行速度也就快，但反過來運行速度快對存儲器的速度要求就高，對印制電路板的工藝要求也高，所以，這里使用震蕩頻率為6MHz 的石英晶 體。 SSV 地線 CCV +5V 電源 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 AT89S52 單片機時鐘和復(fù)位電 路 時鐘電路 單片機內(nèi)部有一個高增益反向放大器，輸入端為芯片引腳 1XTAL ，輸出端為引腳 2XTAL 。 RST 復(fù)位信號 當(dāng)輸入的復(fù)位信號延續(xù) 2 個機器周期以上高電平時即為有效，用以完成單片機的復(fù)位操作。 PSEN 外部程序存儲器讀選通信號 在讀外部 ROM 時 , PSEN 有效 (低電平 ),以實現(xiàn)外部 ROM 單元的讀操作 。 AT89S52 單片機信號引腳介紹 [9] 輸入輸出口線 ～ 0P 口 8位雙向口線 ～ 1P 口 8位雙向口線 ～ 2P 口 8位雙向口線 ～ 3P 口 8位雙向口線 ALE 地址鎖存控制信號 在系統(tǒng)擴展時 ,ALE用于控制把 0P 口輸出的低 8位地址送入鎖存器鎖存起來 ,以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時傳送 。所以可以降低成本。這樣， 1 個 89S52，承擔(dān)了 3 個專用接口芯片的工作；不僅使成本大大下降，而且優(yōu)化了硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計，給用戶帶來許多方便。由于它的廣泛使用使得市面價格較 815 825 8279 要低，所以說用它是很經(jīng)濟的。考慮到系統(tǒng)對傳輸速度的要求不高，在 PCA 機上設(shè)定和實時顯示溫度，系統(tǒng)配有RS232 串行通訊端口， 下面對硬件電路作具體的設(shè)計。而主控器 采用低功耗、高性能、片內(nèi)含 8k byte 可反復(fù)檫寫的Flash 、只讀程序器 CMOS8 位單片機 AT89S52；溫度傳感器采用 DALLAS 公司生