【正文】 ATA_DIR TRISB // 數(shù)據(jù)端口方向位// LCD 模塊的基本命令字define DISP_2Line_8Bit 0b00111000 //2行,8位數(shù)據(jù)位define DISP_2Line_4Bit 0b00101000 //2行,4位數(shù)據(jù)位define DISP_ON 0x00C // 開顯示define DISP_ON_C 0x00E // 開顯示,顯示光標define DISP_ON_B 0x00F // 開顯示,顯示光標,光標閃動define DISP_OFF 0x008 // 關(guān)閉顯示define CLR_DISP 0x001 // 清空顯示RAMdefine ENTRY_INC 0x006 // DDRAM地址自動加一模式define ENTRY_INC_S 0x007 // DDRAM數(shù)據(jù)自動左移模式define ENTRY_DEC 0x004 // DDRAM地址自動減一模式define ENTRY_DEC_S 0x005 // DDRAM數(shù)據(jù)自動右移模式,經(jīng)測試無效define DD_RAM_ADDR 0x080 // 低7位是地址數(shù)據(jù)define DD_RAM_BASE 0x080 // 顯示RAM首地址(左上角)void displayDS18B20()。附錄二 單片機算法全部程序include include include // __CONFIG (0X1832)。u39。)。xlabel(39。r39。figure(2)。rin,yout39。)。xlabel(39。r39。b39。endfigure(1)。 error_2=error_1。y_2=y_1。u_1=u(k)。u_3=u_2。endu_5=u_4。if u(k)=110 % Restricting the output of controller u(k)=110。kd=。 %Not using integration separationendkp=。 else beta=。 elseif abs(error(k))=10amp。 elseif abs(error(k))=20amp。if M==1 %Using integration separation if abs(error(k))=30amp。ei=ei+error(k)*ts。%I separationrin(k)=40。for k=1:1:200time(k)=k*ts。error_2=0。y_3=0。y_1=0。u_4=0。u_2=0。)。[num,den]=tfdata(dsys,39。zoh39。,100)。 %Delay plantsys=tf([1],[60,1],39。close all。最后，感謝在百忙之中抽出寶貴時間對本論文進行評審的各位老師。盡管如此，由于自身所學不能盡善盡美，因此文章一定會有不完善的地方。當然，我要感謝給予我?guī)椭凸膭畹耐瑢W。在這里，我首先要感謝指導(dǎo)我完成本次畢業(yè)設(shè)計的曹敏老師，在設(shè)計過程中，曹敏老師給了我很大的幫助，在我因為要參加招聘和公務(wù)員考試時，曹敏老師又給了我最大理解和支持。[4] [M].機械工業(yè)出版社,；[5] 李國勇. 智能控制及其MATLAB實現(xiàn)[M].電子工業(yè)出版社,。參考文獻 [1] [M].2版，北京電子工業(yè)出版社，；[2] 胡祝兵,易江, PID控制在溫控系統(tǒng)中的仿真研究[J].承德石油高等專科學校學報，2006,4:1008~9446。得出了結(jié)論：在普通PID控制中,引入積分環(huán)節(jié)的目的主要是為了消除靜差。通過仿真結(jié)果，設(shè)計PID控制其次，了解參數(shù)整定，通過經(jīng)驗法，選用合適的參數(shù)對控制對象進行控制。 鍵盤模塊考慮到在空調(diào)系統(tǒng)中，需要交流電來供電，所以單片機系統(tǒng)也采用交流供電，通過電源模塊將220v交流電轉(zhuǎn)換為10v的直流電圖 電源模塊第五章 軟件設(shè)計 圖 主程序流程圖圖 讀溫子程序流程圖 PID控制程序圖 PID控制程序流程圖 鍵盤輸入子程序圖 鍵盤子程序流程圖 LCD顯示子程序 LCD顯示子程序流程圖第六章 結(jié)論本文研究積分分離PID控制器的設(shè)計及其在PIC單片機系統(tǒng)中的應(yīng)用，了解了積分分離PID控制的優(yōu)缺點，進行了仿真和試驗。 溫度采集電路溫度顯示采用兩個73ls138譯碼器和7segmpx2cc構(gòu)成，而狀態(tài)顯示采用兩個不同顏色的LED燈構(gòu)成。由于DS18B20是單線器件, 因此需要在一根數(shù)據(jù)線上實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸, 每次需要一定的協(xié)議來對讀寫數(shù)據(jù)提出嚴格的時序要求。 圖 制熱模塊如圖所示, 溫度傳感器單線數(shù)字溫度傳感器芯片DS18B20,。振蕩頻率電路 單片機振蕩電路與整體系統(tǒng)工作速度有直接的關(guān)系，例如同步∕異步串行傳輸、定時器等，都與振蕩頻率有關(guān)， PIC16F877振蕩頻率最高可到20MHz；在圖中，振蕩電路接于OSC1/CLKIN與OSC2/CLKOUT端口，振蕩電路有以下四種形式： LP：使用低功率振蕩晶體(Low Power Crystal) XT：使用振蕩器∕諧振器(Crystal/Resonator) HS：使用高速振蕩器(High Speed Crystal/Resonator) RC：使用電阻∕電容(Resister/Capacitor) 一般采用諧振器或者振蕩晶體作為振蕩源，途中電容的電信根據(jù)諧振器而變化復(fù)位電路采用手動復(fù)位和上電復(fù)位 最小系統(tǒng) 加熱模塊這里制熱模塊的采用熱電阻，220v交流供電，通過光耦控制制熱電路的通斷。單總線技術(shù)適用于單主機系統(tǒng)，能夠控制一個或者多個從機設(shè)備，單總線系統(tǒng)由硬件配置、單總線信號和處理次序組成，它之定義了一根信號線，各部分之間的控制和數(shù)字信號交換都由這根信號線線完成。目前常用單片機與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳輸常用的是I2C總線(同步串行2線通訊)，SCI總線（異步方式2線），SPI總線(同步串行3線)。E：使能端。RS：寄存器選擇，高電平選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平選擇指令寄存器。 LCD1602Vss：接地端（電源地）Vdd：接電源（5v）Vee：顯示器的對比度調(diào)整段。它是專門用來顯示數(shù)字、字母、符號等的點陣型液晶模塊。（2）DQ為數(shù)據(jù)輸入/輸出端。電壓范圍3～。在本系統(tǒng)中采用默認的l2 bit分辨率，可在最多750 ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字且實現(xiàn)12 bit分辨率。其數(shù)字溫度傳感器可編程的分辨率可配置為9～l2 bit，℃、℃、℃℃。DS18B20的一個特點是無需外接電源，用于讀寫和溫度轉(zhuǎn)換的電源可以從數(shù)據(jù)線本身獲得。測溫范圍從一55～125 ℃，精度為0．5℃ ，測得的溫度值用9～12位數(shù)字表其示，其轉(zhuǎn)換分辨率均可由用戶自主設(shè)定，而且能夠長期保持。包括了端口RA引腳、端口RB引腳、端口RD引腳、端口RE引腳。OSC2/CLKOUT：時鐘振蕩器晶體連接端2/外部時鐘源輸出端。VSS：接地引腳（Pin12與Pin31）。不同的引腳有著不同的功能。本次設(shè)計才用的是雙列直插式40引腳的PIC16F877A芯片。并且將A/D轉(zhuǎn)換的分辨率提高了10bit。其內(nèi)置了EEPROM，其ROM的容量為8K words，2K為page，共4個pages；內(nèi)部RAM共512bit（00f1FFh），以128bit為一個Bank，共分4個Bank?？梢宰屛覀冊谄潆娐飞现苯舆M行微處理器執(zhí)行、仿真和程序燒寫等內(nèi)容。運行仿真，階躍信號輸出結(jié)果比較平滑，說明系統(tǒng)穩(wěn)定，仿真結(jié)果如圖： 程序仿真結(jié)果第四章 硬件選型及電路 PIC16F877A是美國微芯公司（Microchip）所生產(chǎn)研發(fā)的新產(chǎn)品，屬于PICmicro系列單片微機，可以做到在線邊緣和在線調(diào)試。ki=。 %更新輸出量(k)的值 普通PID的u(k)的值(k的值)分別采用不同PID控制時，階躍式跟蹤結(jié)果見下圖 積分分離PID信號跟蹤(M=1)(M=2)由上面的仿真效果可知，用了積分分離控制的系統(tǒng)，其控制效果有明顯的改善，下面是積分分離PID控制對一個簡單環(huán)節(jié)進行的仿真，傳遞函數(shù)為： 系統(tǒng)的simulink仿真圖如下圖 積分分離PID控制simulink仿真程序圖通過經(jīng)驗法設(shè)置PID參數(shù)為：Kp=，ki=，kd=3。y_2=y_1。u_1=u(k)。u_3=u_2。endu_5=u_4。if u(k)=110 %對控制量進行限幅 u(k)=110。u(k)=kp*error(k)+kd*(error(k)error_1)/ts+beta*ki*ei。ki=。 endM=2采用普通PID控制elseif M==2 %采用普通PID控制 beta=。abs(error(k))=20 beta=。abs(error(k))=30 beta=。abs(error(k))=40 beta=。ei=ei+error(k)*ts。積分分離程序rin(k)=40。)。[num,den]=tfdata(dsys,39。zoh39。,100)。 %延時程序sys=tf([1],[60,1],39。close all。MATLAB語言的特點如下：(1)MATLAB語言的簡潔緊湊，編程效率高(2)界面友好，用戶使用方便(3)MATLAB圖形功能強大(4)程序設(shè)計自由度大，可移植性好(5)擴充能力強(6)MATLAB龐大的模塊集(7)MATLAB強大的系統(tǒng)仿真功能對于溫度控制系統(tǒng)，經(jīng)過分析，精簡數(shù)學模型，被控對象可以看做是一個一階的純滯后系統(tǒng)，這里用的對象是：采樣時間為20s，延遲時間為5個采樣時間，即100s，被控對象離散化為： y(k)=den(2)y(k1)+mum(2)u(k5) 公式31當M=1時，是積分分離PID控制，這里采用的是分段式積分分離的方式，即采用不同的積分強度，對應(yīng)的是不同的誤差絕對值。第三章 積分分離PID控制在MATLAB上的實現(xiàn)美國Mathworks公司研究開發(fā)了“Matrix Laboratory（矩陣實驗室）”，來解決面對一些大量運算，尤其是涉及到矩陣運算時編程和調(diào)試難等困難；經(jīng)過不斷的發(fā)展和擴充，公司于1984年推出了MATLAB正式版；，到目前為止，MATLAB的應(yīng)用范圍越來越廣MATLAB編程跟人類進行計算的表達方式和思維方法是一致的，所以用MATLAB進行數(shù)學運算非常的方便。(3)保持積分時間不變，更改比例度δ，觀察過度過程有沒有改善，如果得到改善，繼續(xù)更改比例度，若沒有得到改善則反方向修改比例度，直到得到滿意的結(jié)果。(2)將調(diào)節(jié)器的積分時間置于某一個特定的值，積分作用的引入會使系統(tǒng)的穩(wěn)定性相應(yīng)下降，將系統(tǒng)的比例度δ 增大。（2）積分時間越大，積分作用越微弱，過渡過程越平緩，穩(wěn)態(tài)誤差消除的也越慢；反之，過渡過程振蕩的越劇烈，穩(wěn)態(tài)誤差消除的越快（3）微分時間越大，微分作用越微弱，過渡過程趨向穩(wěn)定，最大偏差越??；但是如果微分時間過大，會以此增加過渡過程的波動程度經(jīng)驗法整定參數(shù)的具體步驟是：(1)將調(diào)節(jié)器的積分時間置于最大，微分時間放到最小，然后根據(jù)經(jīng)驗設(shè)置比例度δ。經(jīng)驗法可以理解為通過經(jīng)驗而進行參數(shù)試湊的方法，它是根據(jù)經(jīng)驗設(shè)定一組控制器參數(shù)，然后讓系統(tǒng)進入閉環(huán)運行狀態(tài)，等系統(tǒng)穩(wěn)定下來，進行系統(tǒng)的階躍擾動試驗，觀察控制過度過程；如果控制過程是想要的結(jié)果，則修改之前的控制器參數(shù)，重新進行階躍擾動試驗；重復(fù)進行上述試驗，直到控制過度過程滿意為止。因此，我們還要在工程現(xiàn)場對其進行調(diào)試和修正。但是，無論是衰減曲線法還是臨界比例度法，所確定的控制器整定參數(shù)都是初步的。尤其是對于一些干擾比較頻繁地控制系統(tǒng)。試驗過渡過程出現(xiàn)振蕩的時間比較短，而且是衰減振蕩，以此，衰減曲線法對多數(shù)過程適用。記錄下4:1(或10:1)的δ、（或），如圖所示。并重復(fù)試驗，直到過渡過程曲線出現(xiàn)4:1的衰減過程（如圖）。(2) 待系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，對設(shè)定值作階躍變化，觀察控制過程系統(tǒng)的響應(yīng)。二、衰減曲線法 衰減曲線法與臨界比例度法類似，此法不需要出現(xiàn)等幅振蕩的過程，它是利用比例作用下產(chǎn)生的4:1衰減振蕩(ψ=)過程時的δ及衰減振蕩周期，或10:1衰減振蕩(ψ=)過程時的δ及輸出響應(yīng)的峰值時間，根據(jù)下表的經(jīng)驗公式計算出δ、和。在有無自衡特性的過程中，按此法整定的參數(shù)會是系統(tǒng)響應(yīng)的衰減率偏大或偏小。 系統(tǒng)的臨界振蕩過程需要指出，如果工藝方面不允許反復(fù)進行振蕩實驗，這種方法就不能應(yīng)用，像鍋爐給水系統(tǒng)等；對于某些時間常數(shù)較大的過程，采用比例調(diào)劑規(guī)律不會出現(xiàn)等幅振蕩，故也不能應(yīng)用此法這種方法只適用于二階以上的高階對象，或一階加純滯后的對象。(2)使系統(tǒng)