【正文】 MOV 30H， 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(jì) RET CONt2： MOV 45H, 0FAH RET 負(fù)數(shù)雙字節(jié) （ R3R2）求補(bǔ)，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(shí)現(xiàn)對(duì)晶閘管的通斷處理， PID的輸出現(xiàn)在在 0～ 250之間。 雙精度運(yùn)算，為了保證運(yùn)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(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)?？稍O(shè)計(jì)一個(gè)調(diào)整子程序，通過(guò)鍵盤(pán)輸入改變 PK值，改變運(yùn)行參數(shù)，使系統(tǒng)滿足要求。本設(shè)計(jì)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(dú)立變量的個(gè)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(guò)采樣并根據(jù)參 數(shù) PK 、 DK 、 IK 以及 ne 、1?ne 和 2?ne 計(jì)算△ nu 。 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 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) 。 微分 作用對(duì)噪聲干擾有放大作用，因此過(guò)強(qiáng)的加微分調(diào)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)抗干擾不利。 D 反映系統(tǒng)偏差信號(hào)變化率，具有預(yù)見(jiàn)性，能預(yù)見(jiàn)偏差變化的趨勢(shì)，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(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢。實(shí) 際上生產(chǎn)過(guò)程千差萬(wàn)別，經(jīng)驗(yàn)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(shí)，應(yīng)使滯后時(shí)間為采樣周期的整數(shù)倍 下表 列出了幾種常見(jiàn)的被測(cè)參數(shù)的采樣周期 T 的經(jīng)驗(yàn)選擇數(shù)據(jù)。 （ 4）從微機(jī)的工作量和每個(gè)調(diào)節(jié)回路的計(jì)算來(lái)看 ，一般要求采樣周期大些。采樣周期必須大于這一時(shí)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(shí)系統(tǒng)可真實(shí)地恢復(fù)到原來(lái)的連續(xù)信號(hào)。 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) PK ， 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。 由于計(jì)算機(jī)的輸出 u(k)直接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如閥門(mén)）， u(k)的值與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置（如閥門(mén)開(kāi)度）一一對(duì)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(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 [5]： （ 1） 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。 比例微分積分被控對(duì)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(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。 PID控制系統(tǒng)原理框圖如圖 。在接收時(shí)， 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(shí)把“接收數(shù)據(jù)就緒”信號(hào)置于狀態(tài)寄存器中，CPU讀到這個(gè)信號(hào)后，就用輸入指令從接收器中讀入一個(gè)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 ，在發(fā)送時(shí)，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(jī) MCS51的格式固 定為四種方式，本設(shè)計(jì)采用方式 3。 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖 PC機(jī)與單片機(jī)的接口電路 在主機(jī)通信軟件中，首先根據(jù)擁護(hù)的要求和通信協(xié)議規(guī)定，對(duì) 8250 進(jìn)行初始化。因此只需要配一些驅(qū)動(dòng)、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(jī)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(jī)串行口聯(lián)有 1488和 1489，以實(shí)現(xiàn)電平匹配。所以要進(jìn)行通信電路的設(shè)計(jì)。當(dāng)單片機(jī)的 為高點(diǎn)平時(shí)，三極管驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器工作接通加熱器工作，當(dāng)單片機(jī)的 為低電平時(shí)固態(tài)繼電器關(guān)斷，加熱器不工作。對(duì)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(jì) 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(dòng)。其中設(shè)置鍵與單片機(jī)的 0INT 腳相連， 90 SS ?? 、 YES、 NO用四 行三列接單片機(jī) P0口， REST鍵為硬件復(fù)位鍵， 與 R、 C構(gòu)成復(fù)位電路。 鍵盤(pán)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(dòng)、負(fù)載和溫度變化時(shí)，維持輸出直流電壓的穩(wěn)定。濾波電路常見(jiàn)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 。 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(jì) 這是 12位轉(zhuǎn)化后得到的 12位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在 18B20的兩個(gè) 8比特的 RAM中，二進(jìn)制中的前面 5位是符號(hào)位，如果測(cè)得的溫度大于 0，這 5位為 0，只要將測(cè)到的數(shù)值乘于 即可得到實(shí)際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測(cè)到的數(shù)值需要取反加 1再乘于 得到實(shí)際溫度。 圖 溫度采樣電路 DS18B20中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量，以 12位轉(zhuǎn)化為例 :用 16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，以 ℃ /LSB形式表達(dá)，其中 S為符號(hào)位 。 DSB8B20 的 3 腳接系統(tǒng)中單片機(jī)的 口線，用于將采集到的溫度送 入單片機(jī)中處理， 2腳和 3腳之間接一個(gè) 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(hào)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(shí)現(xiàn)起來(lái)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(jì)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(jì) 溫度傳感器 溫度測(cè)量轉(zhuǎn)換部分是整個(gè)系統(tǒng)的 數(shù)據(jù) 來(lái)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(guò)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(shí)間過(guò)長(zhǎng)，單片機(jī)將處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。電平復(fù)位將復(fù)位端通過(guò)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(lái)達(dá)到復(fù)位的。 RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端，復(fù)位信號(hào)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(zhǎng)時(shí)間，滿足復(fù)位操作的要求。 （ a）上電復(fù)位： 在加電之后通過(guò)外部復(fù)位電路的電 容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在設(shè)計(jì)電路板時(shí)，振蕩器和電容應(yīng)盡量靠近單片機(jī)，以避免干擾。晶體震蕩頻率高，則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻 率也高，單 片機(jī)運(yùn)行速度也就快，但反過(guò)來(lái)運(yùn)行速度快 對(duì)存儲(chǔ)器的速度要求就高，對(duì)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(jì) AT89S52 單片機(jī)時(shí)鐘和復(fù)位電路 時(shí)鐘電路 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)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(hào) 當(dāng)輸入的復(fù)位信號(hào)延續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位操作。 PSEN 外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào) 在讀外部 ROM時(shí) , PSEN 有效 (低電平 ),以實(shí)現(xiàn)外部 ROM單元的讀操作 。 AT89S52 單片機(jī)信號(hào)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(hào) 在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí) ,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(lái) ,以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時(shí)傳送 。所以可以降低成本。這樣， 1個(gè) 89S52，承擔(dān)了 3個(gè)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(jì)，給用戶帶來(lái)許多方便。由于它的廣泛使用使得市面價(jià)格較 815 825 8279要低，所以說(shuō)用它是很經(jīng)濟(jì)的?？紤]到系統(tǒng)對(duì)傳輸速度的要求不高，在 PCA 機(jī)上設(shè)定和實(shí)時(shí)顯示溫度，系統(tǒng)配有RS232串行通訊端口， 下面對(duì)硬件電路作具體的設(shè)計(jì)。而主控器采用低功耗、高性能、片內(nèi)含 8k byte 可反復(fù)檫寫(xiě)的Flash 、只讀程序器 CMOS8位單片機(jī) AT89S52；溫度傳感器采用 DALLAS 公司生產(chǎn)的單總線數(shù)