計(jì)算機(jī)溫度控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書-文庫(kù)吧資料
2025-05-29 18:19本頁(yè)面
【正文】 溫度測(cè)量值計(jì)算偏差Y偏差為零否？N控制輸出量不變計(jì)算控制輸出量求微分分量求積分分量求比例分量 A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖開(kāi)始選擇通道，允許A/D轉(zhuǎn)換讀寄存器轉(zhuǎn)換是否結(jié)束NY讀取轉(zhuǎn)換值數(shù)據(jù)處理 顯示程序流程圖開(kāi)始取出要顯示的數(shù)求下一位選碼送位段碼到輸出延時(shí)修改顯示緩沖區(qū)4位數(shù)據(jù)顯示完 返回調(diào)降溫處理子程序超過(guò)設(shè)定值低于設(shè)定值調(diào)用升溫處理子程序測(cè)量值設(shè)定值相比較調(diào)用執(zhí)行PID程序計(jì)算溫度的偏差值讀鍵盤處理子程序輸入設(shè)定值A(chǔ)/D轉(zhuǎn)換后顯示當(dāng)前溫度讀測(cè)量溫度子程序系統(tǒng)各模塊初始化開(kāi)始NY心得體會(huì)作為一名自動(dòng)化專業(yè)的大三學(xué)生，我覺(jué)得做計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)是很有意義的，而且也是必要的。這就是說(shuō)，在控制器中僅引入 “比例”項(xiàng)往往是不夠的，比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項(xiàng)”，它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì)，這樣，具有比例+微分的控制器，就能 夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后組件，具有抑制誤差的作用， 其變化總是落后于誤差的變化。 微分控制 在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。這樣，即便誤差很小，積 分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大，它推動(dòng)控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。 積分控制 在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、 積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。即當(dāng)我們不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象，或 不能通過(guò)有效的測(cè)量手段來(lái)獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用PID控制技術(shù)。PID控制器問(wèn)世至今已有近70年歷史，它 以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。因此多位LED顯示器接口電路需要有兩個(gè)輸出口，其中一個(gè)用于輸出8位控信號(hào)；另一個(gè)用于輸出段控信號(hào)，其連接圖如圖47所示。這樣雖然在任一時(shí)刻只有一位顯示器被點(diǎn)亮，但是由于間隔時(shí)間較短，且人眼具有視覺(jué)殘留效應(yīng)，看起來(lái)與全部顯示器持續(xù)點(diǎn)亮一樣。在實(shí)際應(yīng)用中,多位LED顯示時(shí)，為了簡(jiǎn)化電路，在系統(tǒng)不需要通信功能時(shí)，經(jīng)常采用串行通信口工作方式0，外接移位寄存器74LS164來(lái)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示。本實(shí)驗(yàn)采用串入并出的靜態(tài)顯示方式。一般稱之為靜態(tài)顯示,是由于顯示器中的各位相互獨(dú)立。LED顯示工作于靜態(tài)顯示方式時(shí),各位的共陰極連接在一起接地。共陰極數(shù)碼管的發(fā)光二極管陰極共地，當(dāng)某發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，二極管點(diǎn)亮；共陽(yáng)極數(shù)碼管的發(fā)光二極管是陽(yáng)極，并接高電平，對(duì)于需點(diǎn)亮的發(fā)光二極管將其陰極接低電平即可。它由8個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成，通過(guò)不同的組合可用來(lái)顯示0AF及小數(shù)點(diǎn)“.”等字符。AT89C51單片機(jī)的主要特性：(1)與MCS51 兼容，4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器；(2)靈活的在線系統(tǒng)編程，掉電標(biāo)識(shí)和快速編程特性；(3)壽命為1000次寫/擦周期，數(shù)據(jù)保留時(shí)間可10年以上；(4)全靜態(tài)工作模式：0Hz33Hz；(5)三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定；(6)128*8位內(nèi)部RAM，32可編程I/O線；(7)兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，6個(gè)中斷源；(8)全雙工串行UART通道，低功耗的閑置和掉電模式； (9)片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路；圖45 AT89C51結(jié)構(gòu)圖 LED數(shù)碼管的組成 LED數(shù)碼管顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，也稱為數(shù)碼管。時(shí)鐘信號(hào)，可有89C51的ALE輸出得到，不過(guò)當(dāng)采用12M晶振時(shí)，應(yīng)該先進(jìn)行二分頻，以滿足ADC0809的時(shí)鐘信號(hào)必須小于640K的要求。地址鎖存信號(hào)(ALE)和啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)（START）。ADC0809是帶有8路模擬開(kāi)關(guān)的8位A/D轉(zhuǎn)換芯片，所以它可有8個(gè)模擬量的輸入端，由芯片的A，B，C三個(gè)引腳來(lái)選擇模擬通道中的一個(gè)。我們只用了其一路AD轉(zhuǎn)換，即一位數(shù)字量對(duì)應(yīng)10mV即1℃。s。ADC0809是一個(gè)8路8位逐次逼近的A/D轉(zhuǎn)換器。在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)。（地址總線最高位A15）作為A/D的片選信號(hào)。由于AD0809具有三態(tài)輸出鎖存器，故其數(shù)據(jù)輸出引角可直接與單片機(jī)的總線相連。由于ADC0809片內(nèi)無(wú)時(shí)鐘，故運(yùn)用8051提供的地址鎖存使能信號(hào)ALE經(jīng)D觸發(fā)器二分頻后獲得時(shí)鐘。這種方法單片機(jī)無(wú)需進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)間管理，CPU效率高，所以特別適合于變換時(shí)間較長(zhǎng)的ADC。中斷控制是在啟動(dòng)信號(hào)送到ADC之后，單片機(jī)執(zhí)行別的程序。圖44 ADC0809工作時(shí)序圖 用單片機(jī)控制ADC時(shí)，多數(shù)采用查詢和中斷控制兩種方式。當(dāng)微處理器送出該信號(hào)時(shí)，ADC0808/0809的輸出三態(tài)門被打開(kāi)，使轉(zhuǎn)換結(jié)果通過(guò)數(shù)據(jù)總線被讀走。在需要對(duì)某個(gè)模擬量不斷采樣、轉(zhuǎn)換的情況下，EOC也可作為啟動(dòng)信號(hào)反饋接到START端，但在剛加電時(shí)需由外電路第一次啟動(dòng)。該信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程中為低電平，其余時(shí)間為高電平。如正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)又接到新的啟動(dòng)脈沖，則原來(lái)的轉(zhuǎn)換進(jìn)程被中。（6） START——A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，正脈沖有效。當(dāng)此信號(hào)有效時(shí)，A、B、C三位地址信號(hào)被鎖存，譯碼選通對(duì)應(yīng)模擬通道。在單極性輸入時(shí)，VR(+)=5V，VR()=0V；雙極性輸入時(shí)，VR(+)、VR()分別接正、負(fù)極性的參考電壓。地址信號(hào)與選中通道對(duì)應(yīng)關(guān)系如表41所示。8位排列順序是D7為最高位，D0為最低位。內(nèi)部各部分的作用和工作原理在內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中已一目了然，在此就不再贅述，下面僅對(duì)各引腳定義分述如下： （1）IN0～I(xiàn)N7——8路模擬輸入，通過(guò)3根地址譯碼線ADDA、ADDB、ADDC來(lái)選通一路。地址鎖存與譯碼電路完成對(duì)A、B、C 3個(gè)地址位進(jìn)行鎖存和譯碼，其譯碼輸出用于通道選擇，其轉(zhuǎn)換結(jié)果通過(guò)三態(tài)輸出
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