計(jì)算機(jī)控制- 溫度測控系統(tǒng)

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1、計(jì) 算 機(jī) 溫 度 測 控 系 統(tǒng) 班級(jí):B110403 姓名：張一博 學(xué)號(hào)：B11040309 指導(dǎo)老師：王煜 目錄 摘要 3 1.設(shè)計(jì)目的 4 2.設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)指標(biāo) 4 3. 總體方案設(shè)計(jì) 4 4.硬件選擇以及相關(guān)電路設(shè)計(jì) 5

2、 4.1溫度傳感器的選擇 6 4.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 7 4.2.1ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu) 7 4.2.2信號(hào)引腳 8 4.2.3工作時(shí)序與使用說明 9 4.3控制器89C51 11 4.4數(shù)碼管顯示電路 12 4.4.1 LED數(shù)碼管的組成 12 4.4.2數(shù)碼管顯示方式 13 5.PID控制算法 15 6. 各子程序流程圖 16 6.1 PID控制程序流程圖 16 6.2 A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖 16 6.3 顯示程序流程圖 17 6.4溫度控制總程序流程圖 17 心得體會(huì) 18 參考文獻(xiàn) 19 附錄：溫度控制系統(tǒng)總電路圖 20 摘要

3、溫度控制是工業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的過程控制，有些工藝過程對(duì)其溫度的控制效果直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，因而設(shè)計(jì)一種較為理想的溫度控制系統(tǒng)是非常有價(jià)值的。本設(shè)計(jì)介紹了以AD590集成溫度傳感器為采集器、AT89C51為控制器、ADC0809為A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)溫度進(jìn)行智能控制的溫度控制系統(tǒng)。其主要過程如下：利用傳感器對(duì)將非電量信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)再入A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，傳遞給單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并向外圍設(shè)備發(fā)出控制信號(hào)。 論文首先介紹了單片機(jī)控制系統(tǒng)的整體方案設(shè)計(jì)及原理，然后具體介紹了控制系統(tǒng)的溫度傳感器部分、A/D轉(zhuǎn)換部分、控制器89C51部分以及數(shù)碼管顯示和鍵盤控制部分，接著相信介紹了溫

4、度控制系統(tǒng)各個(gè)單元電路的設(shè)計(jì)，最后闡述了溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的主程序和各個(gè)子程序。 計(jì)算機(jī)溫度測控系統(tǒng) 1.設(shè)計(jì)目的 設(shè)計(jì)制作和調(diào)試一個(gè)由工業(yè)控制機(jī)控制的溫度測控系統(tǒng)。通過這個(gè)過程學(xué)習(xí)溫度的采樣方法，A/D變換方法以及數(shù)字濾波的方法。通過實(shí)踐過程掌握溫度的幾種控制方法，了解利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 2.設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)指標(biāo) 1、每組4～5同學(xué)，每個(gè)小組根據(jù)設(shè)計(jì)室提供的設(shè)備及設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)出實(shí)際電路組成一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)溫度測控系統(tǒng)。 2、根據(jù)設(shè)備情況以及被控對(duì)象，選擇

5、1～2種合適的控制算法， 框圖和源程序，并進(jìn)行實(shí)際操作和調(diào)試通過。 編制程序溫度指標(biāo)：60～80℃之間任選；偏差：1℃。 3. 總體方案設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集、信號(hào)放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等模塊構(gòu)成。設(shè)計(jì)思想是通過溫度傳感器將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鳎妷海┬盘?hào)，但我們要知道經(jīng)溫度變化引起電流（電壓）信號(hào)的改變是非常小的，此時(shí)如果被模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集的話效果是非常不明顯的，因此我們將其通過一個(gè)信號(hào)放大模塊進(jìn)行放大。再通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器后送入單片機(jī)AT89C51，而單片機(jī)通過PID算法控制烘箱的電爐加熱，并且使數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)溫度，從而實(shí)現(xiàn)溫度的高精度控制。 4.硬件選擇以及相關(guān)電路設(shè)計(jì)

6、 4.1溫度傳感器的選擇 傳感器的選取目前市場上溫度傳感器繁多就此我們提出了以下三種選取方案： 方案一：選用鉑電阻溫度傳感器，此類溫度傳感器在各方面特性都比較優(yōu)秀，但其成本較高。 方案二：采用熱敏電阻，選用此類元器件有價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)，但由于熱敏電阻的非線性特性會(huì)影響系統(tǒng)的精度。 方案三：選用美國Analog Devices 公司生產(chǎn)的二端集成電流傳感器AD590，此器件具有體積小、質(zhì)量輕、線形度好、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。其測量范圍在-50℃--+150℃，滿刻度范圍誤差為±0.3℃，當(dāng)電源電壓在5—10V之間，穩(wěn)定度為1﹪時(shí)，誤差只有±0.01℃，其各方面特性都滿足此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要

7、求。 比較以上三種方案，方案三具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，因此此次設(shè)計(jì)選用方案三。 圖4-1 溫度采集電路 選用溫度傳感器AD590，AD590具有較高精度和重復(fù)性（重復(fù)性優(yōu)于0.1℃，其良好的非線形可以保證優(yōu)于0.1℃的測量精度，利用其重復(fù)性較好的特點(diǎn)，通過非線形補(bǔ)償，可以達(dá)到0.1℃測量精度）。超低溫漂移高精度運(yùn)算放大器OP-07將“溫度-電壓”信號(hào)放大。便于A/D進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以提高溫度采集電路的可靠性。 集成溫度傳感器的輸出形式分為電壓輸出和電流輸出兩種。電壓輸出型的靈敏度一般為10mV/K，溫度0℃時(shí)輸出為0，溫度25℃時(shí)輸出為2.982V。電流輸

8、出型的靈敏度為1μA/K。這樣便于A/D轉(zhuǎn)換器采集數(shù)據(jù)。 4.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC0809是M美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs左右。是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的8位通用A/D芯片 圖4-2ADC0809引腳圖 圖4-3 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)

9、圖 4.2.1ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖中多路開關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這是一種經(jīng)濟(jì)的多路數(shù)據(jù)采集方法。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)果通過三態(tài)輸出鎖存器存放、輸出，因此可以直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連，表4-1為通道選擇表。 表4-1通道選擇表 4.2.2信號(hào)引腳 ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引腳分別如圖4-3和圖4-2所示。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

10、過3根地址譯碼線ADDA、ADDB、ADDC來選通一路。 （2）D7～D0——A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)輸出端，為三態(tài)可控輸出，故可直接和微處理器數(shù)據(jù)線連接。8位排列順序是D7為最高位，D0為最低位。 （3）ADDA、ADDB、ADDC——模擬通道選擇地址信號(hào)，ADDA為低位，ADDC為高位。地址信號(hào)與選中通道對(duì)應(yīng)關(guān)系如表4-1所示。 （4）VR(+)、VR(-)——正、負(fù)參考電壓輸入端，用于提供片內(nèi)DAC電阻網(wǎng)絡(luò)的基準(zhǔn)電壓。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。 （5）ALE——地址鎖存允許信號(hào)，高電平有效。當(dāng)此信

11、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。在使用時(shí)，該信號(hào)常和START 信號(hào)連在一起，以便同時(shí)鎖存通道地址和啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。 （6） START——A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，正脈沖有效。加于該端的脈沖的上升沿使逐次逼近寄存止，重新從頭開始轉(zhuǎn)換器清零，下降沿開始A/D轉(zhuǎn)換。如正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)又接到新的啟動(dòng)脈沖，則原來的轉(zhuǎn)換進(jìn)程被中。 （7）EOC——轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，高電平有效。該信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換過程中為低電平，其余時(shí)間為高電平。該信號(hào)可作為被CPU查詢的狀態(tài)信號(hào)，也可作為對(duì)CPU的中斷請(qǐng)求信號(hào)。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)

12、反饋接到START端，但在剛加電時(shí)需由外電路第一次啟動(dòng)。 （8）OE——輸出允許信號(hào)，高電平有效。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，使轉(zhuǎn)換結(jié)果通過數(shù)據(jù)總線被讀走。在中斷工作方式下，該信號(hào)往往是CPU發(fā)出的中斷請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)。 4.2.3工作時(shí)序與使用說明 圖4-4 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。查詢法是在單片機(jī)把啟動(dòng)命令送到ADC之后，執(zhí)行別的程序，同時(shí)對(duì)ADC的狀態(tài)進(jìn)行查詢，以檢查ADC變換是否已經(jīng)完成，如查詢到變換已結(jié)束，則讀入轉(zhuǎn)換完畢的數(shù)據(jù)。中斷控制是在啟動(dòng)信號(hào)送到ADC之后，單片

13、機(jī)執(zhí)行別的程序。當(dāng)ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束并向單片機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，單片機(jī)響應(yīng)此中斷請(qǐng)求，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，讀入轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，并進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理，然后返回到原程序。這種方法單片機(jī)無需進(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)間較長的ADC。本設(shè)計(jì)采用查詢方式進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。由于ADC0809片內(nèi)無時(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。因?yàn)锳LE信號(hào)的頻率是單片機(jī)時(shí)鐘頻率的1/6，如果時(shí)鐘頻率為6MHz,則ALE信號(hào)的頻率為1MHz，經(jīng)二分頻后為500kHz，與AD0809時(shí)鐘頻率的典型值吻合。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

14、機(jī)的總線相連。地址碼引腳ADDA～C分別與地址總線的低3位A0、A1、A2相連，以選通IN0～I(xiàn)N7中的一個(gè)通道。采用單片機(jī)的P2.7（地址總線最高位A15）作為A/D的片選信號(hào)。并將A/D的ALE和START腳連在一起，以實(shí)現(xiàn)在鎖存通道地址的同時(shí)啟動(dòng) ADC0809轉(zhuǎn)換。啟動(dòng)信號(hào)由單片機(jī)的寫信號(hào)和P2.7經(jīng)或非門而產(chǎn)生。在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)，用單片機(jī)的讀信號(hào)和P2.7經(jīng)或非門加工得到的正脈沖作為OE信號(hào)去打開三態(tài)輸出鎖存器。編寫的軟件按下列順序動(dòng)作：令P2.7=A15=0,并用A0、A1、A2的組合指定模擬通道的地址；執(zhí)行一條輸出指令，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換；然后根據(jù)所選用的是查詢、中斷、等待延時(shí)三種

15、方式之一的條件去執(zhí)行一條輸入指令，讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。 ADC0809是一個(gè)8路8位逐次逼近的A/D轉(zhuǎn)換器。AD0809的轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs。在CPU啟動(dòng)A/D命令后，便執(zhí)行一個(gè)固定的延時(shí)程序，延時(shí)時(shí)間應(yīng)略大于A/D的轉(zhuǎn)換時(shí)間；延時(shí)程序一結(jié)束，便執(zhí)行數(shù)據(jù)讀入指令，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。我們只用了其一路AD轉(zhuǎn)換，參考電壓2.56V，即一位數(shù)字量對(duì)應(yīng)10mV即1℃。所以用起來很方便。 ADC0809是帶有8路模擬開關(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)引腳來選擇模擬通道中的一個(gè)。A，B，C三端分別與AT89C51的P0.0~P0.2相接。地址鎖存信號(hào)(ALE)和

16、啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)（START），由P2.6和/WR或非得到。輸出允許，由P2.6和/RD或非得到。時(shí)鐘信號(hào)，可有89C51的ALE輸出得到，不過當(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。 4.3控制器89C51 AT89C51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓 ,高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM ),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器(CPU)和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)

17、大AT89C51單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 AT89C51單片機(jī)的主要特性： (1)與MCS-51 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； 圖4-5 AT89C51結(jié)構(gòu)圖 (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：0Hz-33Hz； (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

18、路； 4.4數(shù)碼管顯示電路 4.4.1 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。其結(jié)構(gòu)如圖4-6所示。它由8個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成，通過不同的組合可用來顯示0-9、A-F及小數(shù)點(diǎn)“.”等字符。 數(shù)碼管有共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)規(guī)格，電阻為外接。共陰極數(shù)碼管的發(fā)光二極管陰極共地，當(dāng)某發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，二極管點(diǎn)亮；共陽極數(shù)碼管的發(fā)光二極管是陽極，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。 圖4-6 LED數(shù)碼管顯示圖 4.4.2數(shù)碼管顯示方式 （1） 靜態(tài)顯

19、示方式 直接利用并行口輸出。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;每位的段選線分別于一個(gè)8位的鎖存輸出相連。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。而且各位的顯示字符一經(jīng)確定,相應(yīng)鎖存器的輸出將維持不變,直到顯示另一個(gè)字符為止。本實(shí)驗(yàn)采用串入并出的靜態(tài)顯示方式。 利用通信號(hào)串行輸出。在實(shí)際應(yīng)用中,多位LED顯示時(shí)，為了簡化電路，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 圖4-7 數(shù)碼管顯示電路 來實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示。 （2） 動(dòng)態(tài)顯示方式 對(duì)多位LED顯示器的動(dòng)態(tài)顯示，通常都時(shí)采用動(dòng)態(tài)掃描的方法進(jìn)行顯示，即

20、逐個(gè)循環(huán)點(diǎn)亮各位顯示器。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，且人眼具有視覺殘留效應(yīng)，看起來與全部顯示器持續(xù)點(diǎn)亮一樣。為了實(shí)現(xiàn)LED顯示器的動(dòng)態(tài)掃描，除了要給顯示器提供的輸入之外，還要對(duì)顯示器加位選擇控制，這就是通常所說的段控和位控。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4-7所示。 表4-2 七段LED段選碼表 顯示字符 共陰極段 顯示字符 共陰極段 0 3FH C 39H 1 06H D 5EH 2 5BH E 79H 3 4FH F 71

21、H 4 66H P 73H 5 6DH U 3EH 6 7DH Γ 31H 7 07H y 6EH 8 7FH 8. FFH 9 6FH “滅” 00H A 77H / / B 7CH / / 5.PID控制算法 在工程實(shí)際中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調(diào)節(jié)。PID控制器問世至今已有近70年歷史，它 以其結(jié)構(gòu)簡單、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。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，控制理論的 其它技術(shù)難以采用時(shí)，系統(tǒng)控制器的

22、結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場調(diào)試來確定，這時(shí)應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。即當(dāng)我們不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象，或 不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用PID控制技術(shù)。PID控制，實(shí)際中也有PI和PD控制。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。 　　 比例控制 　　比例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差。 　　 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。對(duì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的 或簡稱有

23、差系統(tǒng)。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。積分項(xiàng)對(duì)誤差取決于時(shí)間的積分，隨著時(shí)間的增加，積分項(xiàng)會(huì)增大。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。因此，比例+積分控制器，可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn) 態(tài)誤差。 　　 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。 自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。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。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差

24、接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。這就是說，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)測誤差變化的趨勢，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)。所以對(duì)有較大慣性或滯后的被控對(duì)象，比例+微分制器能改善系統(tǒng)在 調(diào)節(jié)過程中的動(dòng)態(tài)特性。 6. 各子程序設(shè)計(jì)及流程圖 6.1 PID控制程序流程圖 取給定值 取溫度測量值 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

25、 6.2 A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖 開始 選擇通道，允許A/D轉(zhuǎn)換 讀寄存器 轉(zhuǎn)換是否結(jié)束 N Y 讀取轉(zhuǎn)換值 數(shù)據(jù)處理 6.3 顯示程序流程圖 開始 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 6.4溫度控制總程序流程圖 調(diào)降溫處理子程序 超過設(shè)定值 低于設(shè)定值 調(diào)用升溫處理子程序 測量值設(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

26、設(shè)定值 A/D轉(zhuǎn)換后顯示當(dāng)前溫度 讀測量溫度子程序 系統(tǒng)各模塊初始化 開始 N Y 心得體會(huì) 本次課程設(shè)計(jì)，我的題目是計(jì)算機(jī)溫度控制系統(tǒng)。溫度控制是工業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的過程控制，有些工藝過程對(duì)其溫度的控制效果直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，因而設(shè)計(jì)一種較為理想的溫度控制系統(tǒng)是非常有價(jià)值的，也是十分有必要的。 其次，在這次課程設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用了以前學(xué)過的專業(yè)課知識(shí)，如：Proteus繪圖仿真、C語言、模擬和數(shù)字電路知識(shí)等。雖然以前在上課的時(shí)候?qū)W的

27、都不是很好，很多知識(shí)都學(xué)習(xí)的模棱兩可，可是如果你懷著一種目的性去學(xué)習(xí)它，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的效率非常高，以前看了都頭痛的東西在你現(xiàn)在一定要用的時(shí)候再拿出來學(xué)習(xí)，會(huì)感覺其實(shí)也很簡單的。這是我做這次課程設(shè)計(jì)的又一收獲。 最后，要做好一個(gè)課程設(shè)計(jì)，就必須做到：在做設(shè)計(jì)之前，一定要對(duì)我們的對(duì)象有充分的了解，對(duì)所要用到的東西有深刻的認(rèn)識(shí)，是指系統(tǒng)化、模塊化，必須有一個(gè)清晰的思路。在設(shè)計(jì)程序時(shí)，不能妄想一次將整個(gè)程序設(shè)計(jì)好，反復(fù)修改、不斷改進(jìn)是程序設(shè)計(jì)的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，這樣為資料的保留和交流提供了方便；在設(shè)計(jì)中遇到的問題要記錄，以免下次遇到同樣的問題。 總的來說，此次課程設(shè)計(jì)的過程比較輕

28、松，從拿到問題到徹底解決問題，這是一個(gè)令人振奮并享受的過程。經(jīng)過去圖書館大量的查閱書籍，我也學(xué)到了很多在課本上沒有的知識(shí)，收獲頗豐。這段過程讓我懂得了一個(gè)道理，那就是學(xué)生要學(xué)的絕對(duì)不該僅僅是課本上的東西，有些東西只有走進(jìn)圖書館，你才可能學(xué)習(xí)到。也只有這樣，我們才能成為一個(gè)見多識(shí)廣、淵博的人。 參考文獻(xiàn) [1]. 于海生等編著．微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007. [2].邴志剛等編著.計(jì)算機(jī)控制：基礎(chǔ)?技術(shù)?工具?實(shí)例[M].北京：清華大學(xué)出版社， 2005. [3]. 鄒伯敏主編.自動(dòng)控制原理(第二版) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社

29、,2002. [4]. 呂震中，劉吉臻，王志明編.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與系統(tǒng)（第二版）[M]，北京：中國電力出版社，2005. [5].張宇河主編.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社， 2002. [6].馮勇編，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003 [7].karl J.Astrom，Bjorn Wittenmark著.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)理論與設(shè)計(jì)：英文版[M].北京：清華大學(xué)出版社，2002. [8].Morris Driels著.線性控制系統(tǒng)工程（英文影印版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2000. [9].John J.D'azzo & Constantine H.Houpis著.線性控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)（第4版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2000. [10].韓建國. Foundation and application of microcontroller .北京：高等教育出版社.2004.10 附錄：溫度控制系統(tǒng)總電路圖