基于單片機(jī)的pid溫度控制器研究【文獻(xiàn)綜述】

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述電氣工程與自動(dòng)化電氣工程與自動(dòng)化基于單片機(jī)的基于單片機(jī)的PIDPID溫度控制器研究溫度控制器研究摘要：要：在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的許多環(huán)節(jié)中，溫度是非常重要的一個(gè)指標(biāo)。隨著控制理論和電子技術(shù)的發(fā)展，溫度控制器的適應(yīng)能力增強(qiáng)和高智能化正逐步成為現(xiàn)實(shí)。其中以單片機(jī)為核心的數(shù)字控制器以其體積小、成本低、功能強(qiáng)而得到廣泛應(yīng)用。本文主要研究在過程控制中得到廣泛應(yīng)用的PID控制在單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)中的作用。該溫度控制系統(tǒng)是一

2、個(gè)典型的閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)，采用一種新型的數(shù)字溫度傳感器（DS18B20），不需復(fù)雜的信號(hào)處理電路和A／D轉(zhuǎn)換電路就能直接與單片機(jī)完成數(shù)據(jù)采集和處理，并將所得的溫度值與設(shè)定溫度值相比較得到偏差。通過對(duì)偏差信號(hào)的處理獲得控制信號(hào)，采用PWM調(diào)節(jié)加熱器的通斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電熱壺水溫度的顯示和控制。本文主要介紹了電熱壺水溫控制系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計(jì)方法，論文主要由三部分構(gòu)成。①系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)。②硬件設(shè)計(jì)，主要包括溫度檢測電路、顯示電路、鍵盤輸入電

3、路和控制電路等。③系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，軟件的設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括溫度采集模塊、顯示模塊、鍵盤模塊、控制模塊和報(bào)警模塊。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：單片機(jī)；溫度傳感器；PID控制1.1.課題研究的目的及意義課題研究的目的及意義在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，電壓、溫度、壓力、流量、流速和開關(guān)量都是常用的主要被控參數(shù)。溫度作為一個(gè)基本物理量，與人們的生產(chǎn)生活密切相關(guān)。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，溫度作為一種常用的被控參數(shù)，在許多生產(chǎn)過程中都需要我們對(duì)溫度參數(shù)進(jìn)行檢測控制。例

4、如：在化工生產(chǎn)、電力工程、冶金工業(yè)、造紙行業(yè)、食品加工和機(jī)械制造等領(lǐng)域中，人們都需要對(duì)各類加熱爐、反應(yīng)爐、熱處理爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測控制。通常的溫度控制都采用偏差控制法。偏差控制的原理是求出實(shí)測值對(duì)所需值的偏差量，然后通過對(duì)偏差量處理獲得控制信號(hào)去調(diào)節(jié)加熱器的功率，以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制。通常，對(duì)偏差進(jìn)行比例、積分和微分控制稱為PID控制，是一種應(yīng)用較為廣泛的控制形式。本課題是結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的科研工作，以單片機(jī)為核心，運(yùn)用PID算法對(duì)溫度

5、進(jìn)行控制，以達(dá)到較好的控制效果。PID控制是具有算法簡單、魯棒性好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛運(yùn)用與工業(yè)控制中。采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度控制不僅具有控制方便、簡單、靈活等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度地提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量。2.2.溫度控制器控制方法的發(fā)展現(xiàn)狀和前景溫度控制器控制方法的發(fā)展現(xiàn)狀和前景在過去的50年，溫度控制器的控制方法從定值開關(guān)溫度控制法向PID溫度控制法轉(zhuǎn)變。其中此部分采用獨(dú)立式按鍵電路，獨(dú)立式按鍵是指直接用

6、一根IO口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路。每個(gè)獨(dú)立式按鍵占一個(gè)IO，各按鍵工作狀態(tài)互不影響。獨(dú)立式按鍵接口電路具有配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是占用大量IO口。3.1.5報(bào)警電路報(bào)警電路該電路主要由三極管和蜂鳴器組成。由單片機(jī)的P1.4口輸出高低電平信號(hào)控制三極管的導(dǎo)通和截止以控制蜂鳴器的發(fā)聲報(bào)警。3.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用C語言編程，在KEIL平臺(tái)上完成程序的編譯及下載。其系統(tǒng)程序流程圖如圖22所示。開始初始化開中斷調(diào)用溫

7、度傳感器數(shù)據(jù)采集子程序調(diào)用顯示子程序調(diào)用鍵盤掃描處理子程序調(diào)用溫度檢測控制子程序調(diào)用報(bào)警子程序關(guān)中斷圖22系統(tǒng)程序流程圖4.4.結(jié)論結(jié)論本文介紹了一種基于AT89C51單片機(jī)的水壺水溫控制器，采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20作為溫度測量電路與單片機(jī)直接接口，應(yīng)用PID算法對(duì)溫度偏差進(jìn)行計(jì)算，用于調(diào)節(jié)執(zhí)行裝置的加熱功率，以達(dá)到使溫度動(dòng)態(tài)平衡的效果。該溫度控制器控制精度高、結(jié)構(gòu)簡單、體積較小、測溫范圍寬，具有一定的實(shí)用價(jià)值。參考文獻(xiàn)：參考文