【正文】 的電壓應為 ，同樣使 A2的輸出電壓也為 ，因此 A1與 A2 兩輸出端之間的電壓： =0℃即對應于 0℃。設計中電阻元件可參考下列取值： R1=R2=10K、R3=R4=20K、 R5=R6=20K、 RG=5K、 RW=10K；高頻濾波電容可取 C=。 圖 36 溫度檢測主電路 11 光電隔離電路 這部分電路是單片機與電阻絲加熱器的接口。 圖 37 光電隔離及放大電路 過零檢測電路 過零檢測電路在每一個電源周期開始時產(chǎn)生一個脈沖，作為觸發(fā)器的同步信號 , 計數(shù)器 T0對其進行計數(shù)。 220V交流電壓經(jīng)電阻限流后直接加到 2個反相并聯(lián)的光電偶器的輸入端。該脈沖信號經(jīng)非門整形后作為單片機的中斷請求信號和可控硅的過零同步信號。主程序的功能是完成系統(tǒng)初始化及溫度和設定參數(shù)的顯示，由于只有 4位 LED，而溫度 BCD碼設定值正常工作時應在 85左右，不可能太小，故可以用它設定為小值時來選擇顯示參數(shù)； T0通道可定時 100ms，其中，定時 1s完成數(shù)據(jù)的采集、報警和顯示處理，定時 Tc秒完成控制算法的運算和控制輸出。 設計步驟 系統(tǒng)的程序框圖 如圖 51所示，為主程序框圖，為 T0通道中斷服務程序框圖 。 引腳上輸出的該同步觸發(fā)脈沖寬度由 T1計數(shù)器的溢出中斷控制， 89C51利用等待 T1溢出中斷空隙時間完成把本次采樣值轉換成顯示值而放入顯示緩沖區(qū)和調(diào)用溫度顯示程序。主電路圖參考附錄 B。 PID 控制作用 PID是比例（ P）、積分（ I）和微分（ D） 3個控制作用的組合。 顯然， KP越大， 控制器的控制作用越強；只要 e(t)不為 0，積分項會因積分而使控制器的輸出變化；只要 e(t)有變化的趨勢，控制器就會在微分作用下，在偏差出現(xiàn)且偏差不大時提前給輸出一個較強的控制作用。 顯然： ? ?dtte )( ????njTtje0)( ??njje0)( （ 42） ?dttde )( ?? ?? t nene )1()( T nene )1()( ?? （ 43） 于是， ?)(nY KP{e(n)+TiT ??njje0)( +TTd [e(n)e(n1)]} （ 44） 式中Δ t=T，為采樣周期； e(t)為第 n次采樣的偏差 值； e(n1)為第 (n1)次采樣時的偏差值； n為采樣序列， n=0,1,2,?。 PID 算法的程序設計 在本控制系統(tǒng)中，烘箱溫度與給定值的偏差經(jīng)過單片機 PI算法運算后從 DAC0832輸出 0～ 10mA控制電流去控制電動閥的開度，所以應采用式（ 7）的位置式算法（且 KD=0即為 PI），即： YPI（ n） =Y(n1)+ KP[e(n)e(n1)]+ KI e(n)（ 48） 如果設 KP， KI為純小數(shù)， KP， KI， e(n),e(n1)分別放在 8031片內(nèi) RAM的 25H， 26H,29H,2AH中， PI結果 YPI（ n）放在 R3R4中，則 PI控制程序如下 : PI： MOV A， 29H ； e(n) CLR C SUBB A， 2AH ； e(n)e(n1) MOV B， 25H ； KP LCALL MULTS ； KP [e(n)e(n1)] MOV R4， A MOV R3， B ；暫存于 R3R4 MOV A， 29H ； e(n) MOV A， 26H ； KI LCALL MULTS ； KI e(n) ADD A， R4 MOV R4， A 16 MOV A， B ADDC A， R3 MOV R3， A ； R3R4= KP [e(n)e(n1)]+ KI e(n) RET MULTS： CLR F0 ；置 e(n)符號標志位為正 JNB ， MUL1 SETB F0 ； 置 e(n)符號標志位為負 CPL A INC A ；取絕對值 MUL1： MUL AB JNB F0， MUL2 CPL A ADD A， 1 MOV R2， A MOV A， B CPL A ADDC A， 0 MOV B， A MOV A， R2 ；還原為補碼 MUL2： RET 內(nèi)存分配 為了編程方便，可以把 89C51的內(nèi)部 128B RAM先進行分配；也可在程序中用標號代替，最后用 EQU或 DATA定義。當 T給定 =01H時，顯示的數(shù)據(jù)為 KP參數(shù)，格式為 P；當 T給定 =02H，顯示器顯示的數(shù)據(jù)為 KI參數(shù)，格式為 I；當 T給定 =03H，顯示器顯示的數(shù)據(jù)為 Tc參數(shù)，格式為 T； T給定 為其他值（ 85℃左右），顯示器顯示的數(shù)據(jù)為溫度測量值 25H KP參數(shù)暫存 26H KI參數(shù)暫存 27H Tc參數(shù)暫存 28H T測量值 （ A/D）暫存 29H e(n)參數(shù)暫存 2AH e(n1)參數(shù)暫存 2BH～ 2EH 4次 A/D值暫存 2FH 定時 Tc秒調(diào)節(jié)工作單元 30H～ 31H T測量 BCD碼值暫存、格式為 . 32H T測量值 實際溫度暫存 50H～ 7BH SP指針工作區(qū) 7CH～ 7FH 顯示緩沖區(qū)（從左到右） 注釋 ① A/D轉換 程序─ — ADC 它的功能為對 4路 A/D進行 4次采樣，取平均值后存于內(nèi)存相應單元。標度變換原理為：若 A/D滿量程（ 5V 電壓， A/D值為 FFH）對應的溫度為 TM，則任意溫度A/D 值 NA/D對應的實際溫度 TX為： TX=255Tm NA/D如果把溫度變送器校準為 A/D 滿量程（ 5V電壓 ）對應的溫度為 ℃，則任意 A/D 值下的實際溫度只需把該 A/D 值乘 即可，由于保留 1位小數(shù)，可把該值乘 5，顯示時在第三位 LED 顯示出小數(shù)點即可。設計時應注意送位選信號時不能破壞 PC 口的其他位，還應注意顯示溫值時第三位 LED 有小數(shù)點。 系統(tǒng)用 PID控制算法實現(xiàn)溫度控制，可以使系統(tǒng)的精度達到 177。系統(tǒng)還以單回路控制為例，極易擴展成多回路控制。在室溫 27℃ 時，調(diào)節(jié)電位器 Rw1，使 AD590對地電阻為 1KΩ ，運放正端輸入電壓 V+=300mV時， V0=。調(diào)節(jié) Rt2使 V+=323mV時， Vo=5V，則 5V/5O℃=100mV/℃ 即為輸出精度。采用兩點測試法較精確，故用兩點法。在此加入一塊同相放大器來驅動它們工作。本文的溫度控制系統(tǒng)，只是單片機廣泛應用于各行各業(yè)中的一例，相信單片機的應用 會 更加廣泛化。 20 致謝 畢業(yè)設計是對大學階段所學知識的 一個總結。三年的大學生活，讓我對關于單片機方面的理論知識有了一定的了解和認識，但實踐出真理，唯有把理論與實踐相結合，才能更好地為社會服務。由于本身知識水平以及時間有限，在本次設計中的某些問題可能設想不夠周全。 本文是在 **老師的精心指導下完成的。 21 參考文獻 [1] 馬江濤 . 單片機溫度控制系統(tǒng)的設計及實現(xiàn) [J]. 計算機測量與控制 , 2020,(12) . P1219— 1229 [2] 黃禎祥 ,鄧懷雄 ,郭延文 ,周書 . 基于 MCS51單片機的溫度控制系統(tǒng) [J]. 現(xiàn)代電子技術 , 2020,(06) . P22— 24 [3] 張開生 ,郭國法 . MCS51 單片機溫度控制系統(tǒng)的設計 [J]. 微計算機信息 , 2020,(07) . P68— 69 [4] 李曉妮 . 單片機溫度控制系統(tǒng)的設計 [J]. 九江學院學報 (自然科學版 ) , 2020,(02) . P20— 23 [5] 龔紅軍 . 單片機溫度控制系統(tǒng) [J]. 電氣時代 , 2020,(10) . P17— 18 [6] 李新國 . 單片機溫度控制系統(tǒng) [J]. 機電工程 , 2020,(02) . P46— 47 [7] 李萍 . 單片機溫度控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) [J]. 固原師專學報 , 1999,(06) . P22— 25 [8] 馮越 ,楊繼華 ,俞 曙濱 . 單片機溫度控制系統(tǒng) [J]. 自動化技術與應用 , 1998,(02) . P36— 38 [9] 徐鳳霞 ,趙成安 . AT89C51 單片機溫度控制系統(tǒng) [J]. 齊齊哈爾大學學報 , 2020,(01)． P64— 65 [10] 姜波 . 單片機溫度自動控制系統(tǒng) [J]. 自動化與儀器儀表 , 1996,(05) ． P51— 59 [11]馬明建．數(shù)據(jù)采集與處理技術 [M]．西安交通大學出版社， 2020． 9， (02)． P86— 89 ［ 12］曹龍漢，劉安才，高占國． MCS51 單片機原理及應用 [M]．重慶出 版社， 2020，10． P229— 247 22 附錄 A源程序清單 （ 1）主程序 ORG 0000H LJMP START ORG 0003H LJMP T0 ORG 0030H START： MOV SP， 50H ；主程序入口，置 SP指針 LCALL D100ms ；延時，使 8255 復位可靠 CLR A MOV R0， 20H MOV R1， 60H CLR1： MOV R0， A INC R0 DJNZ R1， CLR1 ；清內(nèi)存單元 MOV 20H， 10 ；定時 1s 初值 MOV A， P1 MOV 24H， A ；讀 T 給定 BCD 碼值 S8255： MOV DPTR， 7003H ；指向 8255 控制口 MOV A， 10000000B ； A 初始化 8255A， B， C 口為方式 0輸出 MOVX DPTR， A