畢業(yè)論文-智能調(diào)節(jié)儀表設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、<p>　　編 號(hào)： </p><p>　　審定成績(jī)： </p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　填表時(shí)間： 年 月</p><p>　設(shè)計(jì)（論文）題目：智能調(diào)節(jié)儀表設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p>

2、;<b>　　摘 要</b></p><p>　　本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于STC89C52單片機(jī)的電爐溫度控制系統(tǒng)，闡述了系統(tǒng)的工作原理、硬件電路以及軟件設(shè)計(jì)。詳細(xì)論述了數(shù)字PID控制器的原理及其在溫度控系統(tǒng)中的應(yīng)用，將增量式PID和PWM脈寬調(diào)制技術(shù)相結(jié)合.此外本系統(tǒng)采用鉑熱電阻PT100采集溫度數(shù)據(jù)，并將其放大的信號(hào)通過(guò)AD轉(zhuǎn)換傳給單片機(jī)，同時(shí)數(shù)碼管同步顯示溫度設(shè)定值和當(dāng)前測(cè)量值，可通過(guò)按鍵

3、以1℃的加減來(lái)改變溫度設(shè)定值。當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)控制繼電器啟動(dòng)加熱器加熱，當(dāng)溫度高于設(shè)定值時(shí)，加熱器停止加熱，從而實(shí)現(xiàn)了測(cè)量和控制溫度的目的。</p><p>　　本系統(tǒng)由核心處理模塊、鍵盤顯示模塊、溫度采集模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、及控制執(zhí)行模塊等模塊組成主要完成成對(duì)電爐的溫度采集并顯示；手動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)定溫度值；溫度智能控制等功能。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】熱電阻 STC89C52 小

4、信號(hào)放大 PID控制 PWM波</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This paper designs an STC89C52 MCU based on electric furnace temperature control system, expounds the system work principle, the h

5、ardware circuit and software design. Detailed digital PID controller discussed the principle and the application in temperature control system, will be incremental PID and PWM pulse width modulation technique combined. B

6、esides the system USES PT100 platinic resistance temperature data and collected by the magnification of the signal to AD transform single-chip microco</p><p>　　This system consists of a core processing modul

7、e, keyboard display module, temperature acquisition module conversion module, and the control performs module module mainly completes electric furnace temperature gathering pairs and shows; Manual adjustment set temperat

8、ure; Intelligent temperature control etc. Function. </p><p>　　【Key words】thermal resistance STC89C52 Small signal amplifier PID control </p><p><b>　　PWM wav</b></p><p&g

9、t;<b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言1</b></p><p><b>　　第一章 概述2</b></p><p>　　第一節(jié) 課題研究的目的及意義2</p><p>　　第二節(jié) 課題研究現(xiàn)狀分析2</p><p&

10、gt;　　第三節(jié) 課題研究的內(nèi)容3</p><p>　　第四節(jié) 本章小結(jié)3</p><p>　　第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與方案論證4</p><p>　　第一節(jié)系統(tǒng)方案論證4</p><p>　　第二節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框圖4</p><p>　　第三節(jié) 本章小結(jié)6</p><p>　　

11、第三章 核心處理模塊7</p><p>　　第一節(jié) STC89C52簡(jiǎn)介7</p><p>　　第二節(jié) 核心處理模塊電路的整體設(shè)計(jì)8</p><p>　　第三節(jié) 本章小結(jié)9</p><p>　　第四章 鍵盤顯示模塊10</p><p>　　第一節(jié) 顯示電路設(shè)計(jì)10</p><p>

12、;　　一、顯示電路硬件結(jié)構(gòu)10</p><p>　　二、顯示掃描子程序12</p><p>　　第二節(jié) 鍵盤電路設(shè)計(jì)14</p><p>　　一、鍵盤電路硬件結(jié)構(gòu)14</p><p>　　二、獨(dú)立式鍵盤工作原理15</p><p>　　三、鍵盤掃描電路程序15</p><p>　　第

13、三節(jié) 本章小結(jié)17</p><p>　　第五章 溫度采集及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊18</p><p>　　第一節(jié) 溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)18</p><p>　　一、熱電阻電橋電路18</p><p>　　二、PT100測(cè)溫電路19</p><p>　　第二節(jié) 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)20</p><p>

14、;　　一、ADC0809性能介紹20</p><p>　　二、ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)21</p><p>　　三、ADC0809串口連接電路23</p><p>　　第三節(jié) 本章小結(jié)23</p><p>　　第六章 控制執(zhí)行模塊24</p><p>　　第一節(jié)控制執(zhí)行模塊連接電路24</p>

15、<p>　　第二節(jié) 控制執(zhí)行程序設(shè)計(jì)25</p><p>　　一、PWM波的設(shè)計(jì)26</p><p>　　二、PID控制算法27</p><p>　　三、PID參數(shù)的整定28</p><p>　　第三節(jié) 電源電路29</p><p>　　第四節(jié) 本章小結(jié)29</p><p&

16、gt;<b>　　結(jié) 論30</b></p><p><b>　　致 謝31</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)32</b></p><p><b>　　附 錄33</b></p><p>　　一、英文原文：33</p>

17、;<p>　　二、英文翻譯：37</p><p>　　三、工程設(shè)計(jì)圖紙：40</p><p><b>　　四、源程序：41</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)中，電流、電壓、溫度、壓力、流量、流速和開(kāi)關(guān)量都是常用的主要被控參數(shù)。其

18、中，溫度控制也越來(lái)越重要。在工業(yè)生產(chǎn)的很多領(lǐng)域中，人們都需要對(duì)各類加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測(cè)和控制。采用單片機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行控制不僅具有控制方便、簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大的提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。因此，單片機(jī)對(duì)溫度的控制問(wèn)題是一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到的控制問(wèn)題。 單片機(jī)是一種集CPU、RAM、ROM、I/O接口和中斷系統(tǒng)等部分于一體的器件，只需要外加電源和晶振就可實(shí)現(xiàn)

19、對(duì)數(shù)字信息的處理和控制。因此，單片機(jī)廣泛用于現(xiàn)代工業(yè)控制中。</p><p>　　隨著“信息時(shí)代”的到來(lái)，作為獲取信息的手段——傳感器技術(shù)得到了顯著的進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，對(duì)其要求越來(lái)越高，需求越來(lái)越迫切。傳感器技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。因此，了解并掌握各類傳感器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及特性是非常重要的。</p><p>　　由于傳感器能將各種物理量、化學(xué)量

20、和生物量等信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，使得人們可以利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量、信息處理和自動(dòng)控制，但是它們都不同程度地存在溫漂和非線性等影響因素。傳感器主要用于測(cè)量和控制系統(tǒng)，它的性能好壞直接影響系統(tǒng)的性能。因此，不僅必須掌握各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標(biāo)，還必須懂得傳感器經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)慕涌陔娐氛{(diào)整才能滿足信號(hào)的處理、顯示和控制的要求。另一方面，傳感器的被測(cè)信號(hào)來(lái)自于各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，每個(gè)領(lǐng)域都為了改革生產(chǎn)力、提高工效和時(shí)效，各自都在開(kāi)發(fā)研制適合應(yīng)用的傳

21、感器，于是種類繁多的新型傳感器及傳感器系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)。溫度傳感器是其中重要的一類傳感器。其發(fā)展速度之快，以及其應(yīng)用之廣，并且還有很大潛力。</p><p>　　為了提高對(duì)傳感器的認(rèn)識(shí)和了解，尤其是對(duì)溫度傳感器的深入研究以及其用法與用途，基于實(shí)用、廣泛和典型的原則而設(shè)計(jì)了本系統(tǒng)。本文利用單片機(jī)結(jié)合傳感器技術(shù)而開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了這一溫度監(jiān)控系統(tǒng)。文中傳感器理論與單片機(jī)實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，詳細(xì)地講述了基于單片機(jī)STC89C52和溫

22、度傳感器PT100的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案與軟硬件實(shí)現(xiàn)方案。系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊，單片機(jī)控制模塊，顯示模塊和溫度設(shè)置模塊，驅(qū)動(dòng)電路五個(gè)部分。文中對(duì)每個(gè)部分功能、實(shí)現(xiàn)過(guò)程作了詳細(xì)介紹。</p><p><b>　　第一章 概述</b></p><p>　　第一節(jié) 課題研究的目的及意義</p><p>　　隨著社會(huì)的發(fā)展，溫度的測(cè)量及控制變得越來(lái)

23、越重要。溫度是生產(chǎn)過(guò)程和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中普遍而且重要的物理參數(shù)。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中為了高效地進(jìn)行生產(chǎn)，必須對(duì)生產(chǎn)工藝過(guò)程中的主要參數(shù)，如溫度，壓力，流量，速度等進(jìn)行有效的控制。其中溫度的控制在生產(chǎn)過(guò)程中占有相當(dāng)大的比例。準(zhǔn)確測(cè)量和有效控制溫度是優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，低耗和安全生產(chǎn)的重要條件。在工業(yè)的研制和生產(chǎn)中，為了保證生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定運(yùn)行并提高控制精度，采用微電子技術(shù)是重要的途徑。它的作用主要是改善勞動(dòng)條件，節(jié)約能源，防止生產(chǎn)和設(shè)備事故，以獲得好的技術(shù)指

24、標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　本課題采用51單片機(jī)來(lái)對(duì)溫度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)。</p><p>　　作為控制系統(tǒng)中的一個(gè)典型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)綜合運(yùn)用了微機(jī)原理、自動(dòng)控制原理、傳感器原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)、鍵盤顯示技術(shù)等諸多方面的知識(shí)，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次綜合測(cè)試。</p><

25、;p>　　第二節(jié) 課題研究現(xiàn)狀分析</p><p>　　由于現(xiàn)代工藝越來(lái)越多的需要對(duì)實(shí)時(shí)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，而且需要的精度越來(lái)越高。所以溫度控制系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外許多有關(guān)人員的重視，得到了十分廣泛的應(yīng)用。溫度控制系統(tǒng)發(fā)展迅速，而且成果顯著。由于單片微處理器的性能日益提高、價(jià)格又不斷降低，使其性能價(jià)格比的優(yōu)勢(shì)非常明顯。因此，如何將單片微處理器應(yīng)用到鍋爐溫度自動(dòng)控制領(lǐng)域，為越來(lái)越多的生產(chǎn)廠家所重視。</p>

26、<p>　　目前先進(jìn)國(guó)家各種爐窯自動(dòng)化水平較高，裝備有完善的檢測(cè)儀表和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。其計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)已采用集散系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)的形式，大部分配有先進(jìn)的控制算法，能夠獲得較好的工藝性能指標(biāo)。單片微型計(jì)算機(jī)是隨著超大規(guī)模集成電路的技術(shù)的發(fā)展而誕生的。由于它具有體積小，功能強(qiáng)，性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于電子儀表，家用電器，節(jié)能裝置，軍事裝置，機(jī)器人，工業(yè)控制等諸多領(lǐng)域，使產(chǎn)品小型化，智能化，既提高了產(chǎn)品的功能和質(zhì)量又降低了

27、成本，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。</p><p>　　第三節(jié) 課題研究的內(nèi)容</p><p>　　設(shè)計(jì)并制作一個(gè)基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)，能夠?qū)t溫進(jìn)行控制。爐溫可以在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，并能在爐溫變化時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。若測(cè)量值高于溫度設(shè)定范圍，由單片機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路使加熱器停止工作。當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)發(fā)出一個(gè)控制信號(hào)，啟動(dòng)加熱器。通過(guò)繼電器的反復(fù)開(kāi)啟和關(guān)閉，使?fàn)t溫保持在設(shè)定的溫度范

28、圍內(nèi)。</p><p><b>　　第四節(jié) 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要對(duì)本次課題研究的目的及意義做出較詳細(xì)的介紹，并對(duì)其研究現(xiàn)狀做出具體分析以及明確本次課題研究的主要內(nèi)容。需要對(duì)51單片機(jī)和熱電阻測(cè)溫原理的詳細(xì)了解，并能制作相應(yīng)系統(tǒng)，初步實(shí)現(xiàn)對(duì)爐溫的采集及控制。</p><p>　　第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與方案論證</

29、p><p><b>　　系統(tǒng)方案論證</b></p><p>　　方案一：采用8031芯片作為控制核心，以ADC0809做模數(shù)轉(zhuǎn)換，采用LED顯示當(dāng)前的溫度和設(shè)定的溫度，經(jīng)過(guò)一定的算法來(lái)控制輸出，從而來(lái)控制爐溫。此方案的缺點(diǎn)是8031芯片內(nèi)部沒(méi)有程序存儲(chǔ)器，在硬件設(shè)計(jì)中需要外擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，這樣硬件電路比較復(fù)雜。在軟件設(shè)計(jì)時(shí)的讀取數(shù)據(jù)比較麻煩。</p>&l

30、t;p>　　方案二：采用STC89C52芯片作為控制核心，以ADC0809做模數(shù)轉(zhuǎn)換，并用LED顯示當(dāng)前的溫度和設(shè)定的溫度，設(shè)置設(shè)定溫度鍵，通過(guò)PWM波調(diào)制和PID算法來(lái)控制輸出，從而達(dá)到控制爐溫的目的。此方案的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)明扼要，硬件電路比較簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是所測(cè)的溫度精度不高。</p><p>　　方案三：采用PLC西門子300來(lái)作為控制核心，并用LED顯示當(dāng)前的溫度和設(shè)定的溫度，經(jīng)過(guò)一定的算法來(lái)控制輸出，從

31、而達(dá)到控制爐溫的目的。此方案的優(yōu)點(diǎn)是硬件電路簡(jiǎn)單，系統(tǒng)穩(wěn)定；缺點(diǎn)是所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)成本比較高。 </p><p>　　綜上所述，并結(jié)合論文要求，選擇第二種方案。</p><p><b>　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框圖</b></p><p>　　本系統(tǒng)采用典型的反饋式溫度控制系統(tǒng)，系統(tǒng)組成見(jiàn)圖2.1。圖中數(shù)字控制器的功能由STC89C52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)；由熱敏電

32、阻、電橋、A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成輸入通道，用于采集爐內(nèi)的溫度信號(hào)，其中熱敏電阻選用PT100，它將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樽柚底兓盘?hào)再經(jīng)電橋變?yōu)?~5v標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)，以供A/D轉(zhuǎn)換用；轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量與爐溫的給定值數(shù)字化后進(jìn)行比較，即可得到實(shí)際爐溫和給定爐溫的偏差；爐溫的設(shè)定值由鍵盤輸入。由單片機(jī)構(gòu)成的數(shù)字控制器按最小拍進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出所需要的控制量。數(shù)字控制器的輸出經(jīng)標(biāo)度變換后送給由p3.0通過(guò)t0調(diào)制的PWM波送至繼電器，從而改變電阻爐單位時(shí)間內(nèi)電

33、壓導(dǎo)通的百分比,從而控制電阻爐加熱功率，起到調(diào)溫的作用。</p><p>　　圖2.1 溫度控制系統(tǒng)組成原理框圖</p><p>　　設(shè)計(jì)主程序流程圖如下：</p><p>　　圖2.2主程序流程圖</p><p><b>　　第三節(jié) 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章內(nèi)容詳細(xì)的論述了系

34、統(tǒng)的幾種設(shè)計(jì)方案，根據(jù)要求并結(jié)合實(shí)際對(duì)各種方案進(jìn)行論證并做出選擇。根據(jù)各個(gè)步驟設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的總體框圖，并根據(jù)總體框圖設(shè)計(jì)出主程序流程圖。</p><p>　　第三章 核心處理模塊</p><p>　　第一節(jié) STC89C52簡(jiǎn)介</p><p>　　STC89C52的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并可以在編程器上實(shí)現(xiàn)閃爍式的電擦寫達(dá)幾萬(wàn)次以上．使用方便等優(yōu)點(diǎn)，而且完全兼容MCS5l系列單

35、片機(jī)的所有功能。STC89C52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—FAlsh ProgrAmmABle And ErAsABle ReAd Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。STC89C51系列單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾/高速/低功耗的單片機(jī)，是MCS-51系列單片機(jī)的派生產(chǎn)品；它們?cè)谥噶钕到y(tǒng)中、硬件系統(tǒng)和片內(nèi)資源與標(biāo)準(zhǔn)的8052單片機(jī)完全兼容，DIP-40封裝

36、系列與8051為pin-to-pin兼容，指令代碼是與8051完全兼容的單片機(jī)。該器件與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，STC89C52是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。</p><p>　　STC89C52單片機(jī)具有增強(qiáng)型12時(shí)鐘/機(jī)器周期、6時(shí)鐘機(jī)器/周期任意選擇，工作電壓為5.5V-3.4V（5V單片機(jī)）

37、/3.8V-2.0V（5V單片機(jī)）；工作頻率范圍：0-40MHZ，相當(dāng)于普通8051的0-80MHZ。實(shí)際頻率可達(dá)48MHZ。用戶應(yīng)用程序空間為4K/8K/13K/16K/20K/32K/64K字節(jié) ；片上集成1280字節(jié)/512字節(jié)RAM；有32/36個(gè)通用I/O口，P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口；集成ISP（在系統(tǒng)可編程）/IPA（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專用的編程器/仿真器，可通過(guò)串行口（P3.0/P3.1）直接下載用戶程序，8K程

38、序3秒就可以完成一片，具備EEPROM功能，工作溫度范圍在0-750℃，共有3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，其中定時(shí)器T0還可以當(dāng)成2個(gè)8位定時(shí)器使用；封裝形式有DIP-40，PLCC-44，PQFP-44等。 其封裝引腳如圖3.1所示</p><p>　　圖3.1 STC89C52封裝引腳圖</p><p>　　第二節(jié) 核心處理模塊電路的整體設(shè)計(jì)</p><p&g

39、t;　　本核心處理模塊的整體設(shè)計(jì)由單片機(jī)的最小系統(tǒng)組成。由單片機(jī)、復(fù)位電路、晶振電路組成。</p><p>　　復(fù)位電路:由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成,并結(jié)合"電容電壓不能突變"的性質(zhì),可以知道,當(dāng)系統(tǒng)一上電,RST腳將會(huì)出現(xiàn)高電平,并且,這個(gè)高電平持續(xù)的時(shí)間由電路的RC值來(lái)決定.典型的51單片機(jī)當(dāng)RST腳的高電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上就將復(fù)位,所以,適當(dāng)組合RC的取值就可以保證可靠的復(fù)位.一般教科書(shū)推薦

40、C 取10u,R取8.2K.當(dāng)然也有其他取法的,原則就是要讓RC組合可以在RST腳上產(chǎn)生不少于2個(gè)機(jī)周期的高電平。</p><p>　　晶振電路:典型的晶振取11.0592MHz (因?yàn)榭梢詼?zhǔn)確地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通訊的場(chǎng)合)/12MHz(產(chǎn)生精確的uS級(jí)時(shí)歇,方便定時(shí)操作)。</p><p>　　圖3.2 核心處理模塊電路原理圖</p><

41、;p><b>　　第三節(jié) 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要對(duì)STC89C52單片機(jī)做出詳細(xì)的介紹，了解其封裝引腳圖和各引腳的基本功能。單片機(jī)最小系統(tǒng)組成本系統(tǒng)的核心模塊，并對(duì)復(fù)位電路如何實(shí)現(xiàn)周期復(fù)位以及晶振電路的具體功能，并在protel畫出相應(yīng)原理圖</p><p>　　第四章 鍵盤顯示模塊</p><p>　　第一節(jié)

42、顯示電路設(shè)計(jì)</p><p>　　一、顯示電路硬件結(jié)構(gòu)</p><p>　　LED顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段組成的顯示器件。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的是七段LED。這種顯示器有共陰極和共陽(yáng)極兩種。共陰極LED顯示器的發(fā)光二極管陰極接地,如圖4.1所示。當(dāng)發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí),發(fā)光二極管點(diǎn)亮;共陽(yáng)極LED顯示器的發(fā)光二極管的陽(yáng)極接地,如圖4.2所示。 </p><

43、;p>　　圖4.1共陰極 圖4.2共陽(yáng)極</p><p>　　通常的七段LED顯示器中有8個(gè)發(fā)光二極管,其中7個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成7筆字形。一個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)。從a到g管腳輸入不同的8位二進(jìn)制數(shù),可以顯示不同的數(shù)字或字符。通常把控制發(fā)光二極管的8位二進(jìn)制數(shù)稱為段碼。共陽(yáng)極與共陰極的段碼互為反碼,如表4.1所示。</p><p&g

44、t;　　表4.1:七段LED的段選碼</p><p>　　在系統(tǒng)中采用8位動(dòng)態(tài)共陰LED數(shù)碼管顯示，用于顯示設(shè)定溫度值與采樣溫度值，前4位為采樣溫度值后4位為設(shè)定溫度值。位選信號(hào)用P2.6，段選信號(hào)用P2.7。電路圖如圖4.3。圖中，74LS02為4或非門，八D觸發(fā)器74LS273（帶清除端）用作端口擴(kuò)展、數(shù)據(jù)鎖存和數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)，段碼和位碼均由P0口送出，P2.6和P2.7口分別與寫信號(hào)經(jīng)或非門后分別接段碼和位碼

45、鎖存74LS273的選通端。</p><p>　　顯示及鍵盤電路如圖4.3所示</p><p><b>　　圖4.3顯示電路</b></p><p><b>　　二、顯示掃描子程序</b></p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中，采用8位動(dòng)態(tài)顯示電路。圖4.4所示為顯示掃描子程序的流程圖。</p&g

46、t;<p>　　圖4.4顯示掃描子程序的流程圖</p><p><b>　　顯示程序如下：</b></p><p>　　void dis_temp(uint t)//顯示溫度數(shù)值函數(shù)t傳遞的是整形的溫度值</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　

47、　uchar i;</b></p><p>　　i=t/1000;//除以1000得到的商，為溫度的十位 </p><p><b>　　yi=1;</b></p><p>　　P0=table[i];//在第一個(gè)數(shù)碼管上顯示</p><p><b>　　delay(5);<

48、/b></p><p><b>　　yi=0;</b></p><p>　　i=t%1000/100;//1000取余再除以100得到商，為溫度的個(gè)位</p><p><b>　　er=1;</b></p><p>　　P0=table[i+10];//在第二個(gè)數(shù)碼管上顯示<

49、/p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　er=0;</b></p><p>　　i=t%1000%100/10;//1000取余再用100取余再除以10，為溫度的小數(shù)位</p><p><b>　　san=1;</b></p>

50、<p>　　P0=table[i];//在第三個(gè)數(shù)碼管上顯示</p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　san=0;</b></p><p>　　i=t%1000%100%10;</p><p><b>　　si=1;</

51、b></p><p>　　P0=table[i]; //在第四個(gè)數(shù)碼管上顯示</p><p><b>　　Delay(5);</b></p><p><b>　　si=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p&

52、gt;　　第二節(jié) 鍵盤電路設(shè)計(jì)</p><p>　　一、鍵盤電路硬件結(jié)構(gòu)</p><p>　　為使用戶使用界面盡量簡(jiǎn)單，本文采用兩個(gè)按鍵，通過(guò)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度設(shè)置。鍵盤與單片機(jī)的連接如圖4.5所示。</p><p><b>　　圖4.5鍵盤電路</b></p><p>　　二、獨(dú)立式鍵盤工作原理</p>&l

53、t;p>　　因?yàn)殒I盤較少所以用簡(jiǎn)單的獨(dú)立式鍵盤，它的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是占用I/O口多，適用于鍵盤較少的電路。</p><p>　　鍵盤的工作原理是按鍵的一端高電平，另一端已單片機(jī)的某個(gè)I/O口相連，當(dāng)按鍵閉合時(shí)，即相當(dāng)于該I/O口通過(guò)按鍵已電源相連，變成高電平，程序一旦檢測(cè)到I/O口變?yōu)楦唠娖絼t說(shuō)明在年間被按下，然后執(zhí)行相應(yīng)的指令。</p><p>　　三、鍵盤掃描電路程序<

54、;/p><p>　　其中S1為溫度加鍵，S2為溫度減鍵，當(dāng)按S1鍵時(shí)，設(shè)置溫度加1度。當(dāng)按S2鍵時(shí)，設(shè)置溫度減1度。圖4.6所示為鍵盤掃描子程序的流程圖。</p><p><b>　　實(shí)現(xiàn)程序如下：</b></p><p>　　void keyscan()//鍵盤掃描</p><p><b>　　{&

55、lt;/b></p><p>　　if(key_up==0)//數(shù)字加按鍵按下</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(5);//延時(shí)消除按鍵抖動(dòng)</p><p>　　if(key_up==0)//確認(rèn)數(shù)字加按鍵按下</p><p><b>

56、;　　{ </b></p><p>　　if(wendu_c>=1200) //限定溫度上限120度</p><p>　　wendu_c=1200;</p><p><b>　　else</b></p><p>　　wendu_c=wendu_c+10;//溫度初始值加10度</p>

57、<p><b>　　}</b></p><p>　　while(key_up==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　dic_temp(wendu_c);//顯示的方式等待按鍵松開(kāi)</p><p><b>　　}</b></p&g

58、t;<p><b>　　}</b></p><p>　　if(key_down==0)//數(shù)字減按鍵按下</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(5);//延時(shí)消除按鍵抖動(dòng)</p><p>　　if(key_down==0)//確認(rèn)數(shù)字減按鍵按

59、下</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(wendu_c<=0) //限定溫度下限0度</p><p>　　wendu_c=0;</p><p><b>　　else</b></p><p>　　wendu_c=wendu_c-10;//

60、溫度初始值減值1度</p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(key_down==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　dic_temp(wendu_c);//顯示的方式等待按鍵松開(kāi)</p><p><b>

61、;　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　圖4.6顯示掃描子程序的流程圖</p><p><b>　　第三節(jié) 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要對(duì)顯示電路和鍵盤電路的設(shè)計(jì)，在顯示電路中主要介紹了7段LED數(shù)碼管的工作原理及共陰共陽(yáng)兩種顯示器

62、，設(shè)計(jì)出電路硬件結(jié)構(gòu)并編寫出掃描子程序；在鍵盤電路中闡述了獨(dú)立式鍵盤工作原理，并設(shè)計(jì)出電路硬件結(jié)構(gòu)及編寫掃描子程序。</p><p>　　第五章 溫度采集及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊</p><p>　　第一節(jié) 溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一、熱電阻電橋電路</b></p><p>　　溫度是表征物體冷熱程度的物理

63、量。溫度只能通過(guò)物體隨溫度變化的某些特性來(lái)間接測(cè)量，測(cè)溫常用的器件有熱電偶和熱電阻,由于電爐溫度控制范圍較低,故采用熱電阻測(cè)溫, 熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加或降低這一特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開(kāi)始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器件。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測(cè)量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于

64、工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。為此，設(shè)計(jì)如圖5.1所示，熱電阻溫度檢測(cè)電路采用三線出三線入連接方法。</p><p>　　圖5.1 熱電阻電橋電路</p><p>　　當(dāng)測(cè)溫范圍不大，元件長(zhǎng)度和截面積隨溫度改變引起的阻值變化可以忽略時(shí)，熱電阻元件的阻值隨溫度變化可以認(rèn)為是線性的，可以用式5－1表示:</p><p><b>　?。?－1）</b&

65、gt;</p><p>　　其 中,t0表參考溫度；</p><p>　　表示參考溫度下的鉑熱電阻阻值;</p><p>　　表示電阻元件的平均電阻溫度系數(shù)，即電阻元件的溫度相對(duì)于參考溫度每變化1℃時(shí)，引起考溫度下每歐姆電阻值的增量。</p><p>　　電橋處于平衡時(shí)，則有：</p><p><b>　　(

66、5－2)</b></p><p>　　令Rl=R2，則R3=Rt ,，使得R3的阻值等于鉑熱電阻的阻值。這樣，通過(guò)電橋的方法測(cè)量出t溫度下熱電阻的阻值，就可以算出此時(shí)的溫度：</p><p><b>　?。?－3）</b></p><p>　　二、PT100測(cè)溫電路</p><p>　　該測(cè)溫系統(tǒng)采用熱電阻三

67、限制測(cè)溫法，其中熱電阻選用鉑電阻，鉑電阻的特點(diǎn)是穩(wěn)定性好，準(zhǔn)確度高，性能可靠，這是因?yàn)殂K在氧化性氣氛中，甚至在高溫下的物理、化學(xué)性質(zhì)都非常穩(wěn)定。鉑的純度常以/來(lái)表示。對(duì)于工業(yè)用鉑電阻，規(guī)定其/為1.385.我國(guó)規(guī)定鉑電阻的分度號(hào)為Pt10和Pt100，后者用得較多。本系統(tǒng)選用PT100為測(cè)溫電路的熱電阻，并采用放大電路對(duì)小信號(hào)放大，使其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)通過(guò)AD轉(zhuǎn)換輸入到單片機(jī)。</p><p>　　圖5.2PT10

68、0測(cè)溫電路</p><p>　　第二節(jié) 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)</p><p>　　一、ADC0809性能介紹</p><p>　　現(xiàn)階段生產(chǎn)的ADC具有模塊化、與微機(jī)總線兼容等特點(diǎn)，在選擇ADC芯片時(shí)，除需要滿足用戶的各種技術(shù)要求外，還須注意：① 數(shù)字輸出的方式；② 對(duì)啟動(dòng)信號(hào)的要求；③ 轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換時(shí)問(wèn)；④ 穩(wěn)定性及抗干擾性。逐次逼近式ADC具有較高的轉(zhuǎn)換速度、轉(zhuǎn)換

69、程序固定和精度高的特點(diǎn)，適用于快速自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)與多回路的快速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，一般是轉(zhuǎn)換速度小于lms的場(chǎng)合。電烤箱溫度變化范圍不會(huì)太大，本系統(tǒng)要求最小溫度分辨率為1℃ ，假使溫度變化范圍為100℃ ，整個(gè)系統(tǒng)的溫度采集點(diǎn)應(yīng)為100×2=200個(gè)，8位轉(zhuǎn)換器分辨率為1／256，完全滿足轉(zhuǎn)換精度要求，故本系統(tǒng)采用8位逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器ADC0809。</p><p>　　ADC0809性能如下:</

70、p><p><b>　　分辨率為8位。</b></p><p>　　精度:ADC0809小于1/2LSB。</p><p>　　單一+5V供電,模擬輸入電壓范圍為0~5V。</p><p>　　具有鎖存控制的8路輸入模擬開(kāi)關(guān)。</p><p><b>　　功耗為15mw。</b>

71、</p><p>　　不必進(jìn)行零點(diǎn)和滿度調(diào)整。</p><p>　　轉(zhuǎn)換速度取決于芯片外接的時(shí)鐘頻率,時(shí)鐘頻率范圍為:10~1280KHZ,典型值為640KHZ,約為100微妙。</p><p>　　二、ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　ADC0809工作時(shí)的定時(shí)關(guān)系如圖5.2。從圖中可以看出：在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，通道地址應(yīng)先送到A

72、DDA-ADDC輸入端，然后在ALE輸入端加一個(gè)正跳變脈沖,將通道地址鎖存到ADC0809內(nèi)部的地址鎖存器中，這樣對(duì)應(yīng)的模擬電壓輸入就和內(nèi)部變換電路接通。為了啟動(dòng),必須在START端加一個(gè)負(fù)跳變信號(hào)，此后變換工作就開(kāi)始進(jìn)行，標(biāo)志ADC0809正在工作的狀態(tài)信號(hào)EOC由高電平(空閑狀態(tài))變?yōu)榈碗娖?工作狀態(tài))。一旦變換結(jié)束，EOC信號(hào)就又由低電平變成高電平，此時(shí)只要在OE端加一個(gè)高電平，即可打開(kāi)數(shù)據(jù)線的三態(tài)緩沖器從D0-D7數(shù)據(jù)線讀得一次

73、變換后的數(shù)據(jù)。</p><p>　　圖5.3 ADC0809轉(zhuǎn)換工作時(shí)序</p><p>　　其內(nèi)部邏輯圖和管腿圖如5.3所示。</p><p>　　圖5.4（a） ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖5.4（b） ADC0809的管腿</p><p>　　三、ADC0809串口連接電路</p

74、><p>　　圖5.4是單片機(jī)與ADC0809的連接圖，采用查詢方式，由于ADC0809內(nèi)無(wú)時(shí)鐘，可利用89C52單片機(jī)提供的地址鎖存信號(hào)經(jīng)過(guò)分頻后加到ADC0809的時(shí)鐘端。</p><p>　　圖5.5 ADC0809串口連接電路</p><p><b>　　第三節(jié) 本章小結(jié)</b></p><p>　　在本章中主要講到

75、熱電阻PT100通過(guò)三限制電橋電路對(duì)電爐的測(cè)溫，并闡述其其測(cè)溫原理，設(shè)計(jì)出PT100測(cè)溫電路，產(chǎn)生的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)ADC0809轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸入單片機(jī)，對(duì)ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各種功能的介紹，設(shè)計(jì)出ADC0809串口連接電路。</p><p>　　第六章 控制執(zhí)行模塊</p><p>　　控制執(zhí)行模塊連接電路</p><p>　　為了簡(jiǎn)化輸出通道的硬件結(jié)構(gòu)，考慮

76、到加熱系統(tǒng)具有較大的熱慣性，本系統(tǒng)采用脈沖寬度調(diào)制的控制方法（即PWM波控制）。微機(jī)系統(tǒng)輸出高電平時(shí)，使雙向可控硅道通，電熱絲通電，輸出低電平時(shí)，雙向可控硅截止，電熱絲斷電。脈沖寬度T1與周期T的比值為ρ（占空比），他反映了系統(tǒng)的輸出控制量。</p><p>　　當(dāng)環(huán)境溫度下降時(shí), 輸出信號(hào)增大,輸出脈寬增大, 電熱絲加熱時(shí)間增長(zhǎng)，環(huán)境溫度上升。反之, 當(dāng)環(huán)境溫度上升時(shí),輸出減少,輸出脈寬減少, 電熱絲加熱時(shí)間減

77、少，環(huán)境溫度下降。溫控過(guò)程中功率電路輸出的脈沖電流方波寬度始終受溫度差信號(hào)的調(diào)節(jié)控制原理如圖6.1所示 </p><p>　　圖6.1PWM控制原理圖</p><p>　　執(zhí)行信號(hào)輸出通道的原理圖如圖6.2所示，STC89S52的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)繼電器，從而控制電熱絲的平均加熱功率。這樣使輸出通道省去了D/A轉(zhuǎn)換器和可控硅移相觸發(fā)電路，大大的簡(jiǎn)化了硬件。</p><p>

78、;<b>　　圖6.2 控制電路</b></p><p>　　第二節(jié) 控制執(zhí)行程序設(shè)計(jì)</p><p>　　控制執(zhí)行程序設(shè)計(jì)主要包括：PWM波的設(shè)計(jì)、PID控制算法設(shè)計(jì)等?？刂茍?zhí)行程序流程圖如圖6.3所示。</p><p>　　圖6.3 控制執(zhí)行程序流程圖</p><p><b>　　一、PWM波的設(shè)計(jì)<

79、/b></p><p>　　PWM控制采用軟件定時(shí)器實(shí)現(xiàn)，定時(shí)器以工頻周期為基本計(jì)數(shù)周期進(jìn)行加法定時(shí)。定時(shí)器采用工作方式0，時(shí)基定為100毫秒。這里假定P W M波的周期為10秒，把每個(gè)周期分成M=100份，由PID算法得到一個(gè)0～100之間整數(shù)形式的輸出控制量N。一個(gè)周期開(kāi)始時(shí)M=0，P3．0腳輸出高電平，加熱器停止加熱，每100毫秒M加l，當(dāng)M小于等于由PID算法得出的控制量時(shí)，P3．0腳電平翻轉(zhuǎn)輸出低

80、電平，這時(shí)加熱器開(kāi)始加熱，直到M加到100，重新開(kāi)始下一個(gè)控制周期。等到下一周期開(kāi)始P 3．0腳電平又被置為高電平，如此反復(fù)進(jìn)行便產(chǎn)生溫度控制的PWM波。</p><p><b>　　具體實(shí)現(xiàn)程序如下：</b></p><p>　　#define V_TH0 0X3C </p><p>　　#define V

81、_TL0 0XB0 </p><p>　　#define V_TMOD 0X01</p><p>　　void timer0(void) interrupt 1 </p><p>　　{ TH0=V_TH0; //恢復(fù)定時(shí)器初始值 </p><p>　　TL0=

82、V_TL0;</p><p><b>　　ET0=1; </b></p><p><b>　　EA=1; </b></p><p><b>　　TR0=1; </b></p><p>　　click++;

83、 </p><p>　　if (click>=100) //判斷采樣周期是否到？</p><p>　　{ click=0;</p><p><b>　　zhouqi=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　

84、　if (click<=ZKB) // 判斷脈寬定時(shí)周期是否到？從而實(shí)現(xiàn)占空比的調(diào)整</p><p>　　shuchu=1; </p><p><b>　　else </b></p><p>　　shuchu=0 ; </p><p><b>　　}</b></p&g

85、t;<p><b>　　二、PID控制算法</b></p><p>　　溫度PID控制原理是先求出實(shí)測(cè)溫度與設(shè)定溫度的偏差值。然后對(duì)偏差值進(jìn)行比例積分與微分?jǐn)?shù)值處理，得到的控制輸出信號(hào)用來(lái)控制加熱，使溫度控制在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)。溫控系統(tǒng)采用的數(shù)字PID算法，具體算法采用的是增量式PID算法，增量PID算法的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)可以遞推使用，占用存儲(chǔ)空間少，運(yùn)算快．用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。

86、所謂增量式PID是指數(shù)字控制器的輸出只是控制量的增量?u(K)，增量式PID控制系統(tǒng)的系統(tǒng)如圖6.4所示。</p><p>　　圖6.4 PID控制系統(tǒng)框圖</p><p>　　通過(guò)離散化過(guò)程，可得離散的PID表達(dá)式為：</p><p><b>　　(6-1)</b></p><p>　　式中：k為采樣序號(hào)，k=O、1、

87、2、3、……；u(k)為第k次采樣時(shí)刻的計(jì)算機(jī)輸出值；e(k)為第k次采樣時(shí)刻輸入的偏差值；e(k-1)為第k-1次采樣時(shí)刻輸入的偏差值；Ki=Ts/Ti；KD=TD/Ts。 </p><p>　　可由式(1)導(dǎo)出提供增量的PID控制算式，根據(jù)遞推原理可得：</p><p><b>　　(6-2)</b></p><p>　　用式(1)減去式(

88、2)，可得：</p><p><b>　　(6-3)</b></p><p>　　可見(jiàn)?？刂葡到y(tǒng)的輸出僅僅與最近3次的偏差有關(guān)。在確定了Ts、Ti、TD、Kc之后，根據(jù)最近3次的偏差即可求出控制增量。</p><p><b>　　具體程序如下：</b></p><p>　　void deal(uin

89、t t) //加熱控制函數(shù)</p><p>　　{ TR0=1; </p><p>　　if(zhouqi==1) //進(jìn)行PID算法，求新的占空比</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　zhouqi=0;</b></

90、p><p>　　ek=wendu_c-t; //計(jì)算偏差</p><p>　　u_k=kp*(ek-ek1)+ki*ek+kd*(ek-2*ek1+ek2); //計(jì)算增量</p><p>　　uk=uk1+u_k;</p><p>　　zkc=100*uk/uc;</p><p>　　if (zkc>=

91、95)</p><p><b>　　zkc=95;</b></p><p>　　kkk=(int)zkc ;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(t>=wendu_c) //大于設(shè)定值</p><p>　　shuchu=0;

92、 //輸出高電平</p><p>　　else //小于設(shè)定值</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　ZKB=(int)zkc; //調(diào)整新的脈寬定時(shí)，即新的占空比</p><p>　　if (click<=ZKB)

93、 </p><p>　　shuchu=1; </p><p><b>　　else </b></p><p>　　shuchu=0 ;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><

94、;p>　　三、PID參數(shù)的整定</p><p>　　PID參數(shù)的設(shè)定決定了升溫速度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。面對(duì)不同的控制對(duì)象參數(shù)都不相同。根據(jù)這些參數(shù)在整個(gè)PID控制過(guò)程中的作用。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象具體調(diào)節(jié)。</p><p>　　1)溫度很迅速就能達(dá)到目標(biāo)值，但是過(guò)沖很大。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的可能原因是：比例系數(shù)太大，致使在達(dá)到設(shè)定值之前溫度上升比例過(guò)高；微分系數(shù)過(guò)小，致使對(duì)控制對(duì)象的反應(yīng)不夠靈敏。&l

95、t;/p><p>　　2)溫度經(jīng)常達(dá)不到目標(biāo)值，小于目標(biāo)值的時(shí)間較長(zhǎng)．出現(xiàn)這種現(xiàn)象的可能原因是：比例系數(shù)過(guò)小，升溫比例不夠；積分系數(shù)過(guò)小，對(duì)恒定偏差補(bǔ)償不足。</p><p>　　3)基本上能夠控制在目標(biāo)溫度上，但上下偏差很大經(jīng)常波動(dòng)．出現(xiàn)這種現(xiàn)象的可能原因是：微分系數(shù)過(guò)小，對(duì)即時(shí)變化反應(yīng)不夠迅速；積分系數(shù)過(guò)大，使微分反應(yīng)被淹沒(méi)鈍化；設(shè)定的基本控制周期過(guò)短，加熱沒(méi)來(lái)得及傳到測(cè)溫點(diǎn)上。</

96、p><p><b>　　第三節(jié) 電源電路</b></p><p>　　本系統(tǒng)采用USU電源接口串聯(lián)上RC電路（濾波作用）提供5V直流電壓，</p><p>　　圖6.5電源接口電路</p><p><b>　　第四節(jié) 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章內(nèi)容主要對(duì)系統(tǒng)控制執(zhí)

97、行模塊做出介紹，通過(guò)脈寬調(diào)制（PWM波控制）并結(jié)合PID控制算法對(duì)系統(tǒng)溫度進(jìn)行控制，并設(shè)計(jì)出5VUSB電源接口電路給整個(gè)系統(tǒng)提供電壓。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本系統(tǒng)通過(guò)STC89C52單片機(jī)，采用PWM波輸出，運(yùn)用PID控制算法，實(shí)現(xiàn)了爐溫的設(shè)定，并采集與控制，能通過(guò)鍵盤實(shí)現(xiàn)參數(shù)修改，達(dá)到設(shè)計(jì)的基本要求。</p>

98、<p>　　本設(shè)計(jì)利用PT100鉑熱電阻采集爐溫，經(jīng)過(guò)三限制電橋電路將阻值變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化從而反映爐溫的變化，產(chǎn)生的電壓信號(hào)再通過(guò)ADC0809轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)輸入單片機(jī)，得到的溫度采集值與設(shè)定值只差經(jīng)過(guò)脈寬（PWM）調(diào)制與PID算法相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)爐溫的控制。另外，本系統(tǒng)對(duì)水溫控制、電機(jī)轉(zhuǎn)速等也能基本實(shí)現(xiàn)控制功能。</p><p>　　通過(guò)本次設(shè)計(jì)，本人深刻的認(rèn)識(shí)到自己很多不足之處，在設(shè)計(jì)原理圖

99、時(shí)不</p><p>　　能正確的芯片及電子元件，在焊接電路時(shí)不能合理安排導(dǎo)線之間的連接等。 </p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，很多老師和同學(xué)給予了我細(xì)心的指導(dǎo)和熱心的幫助，讓我順利完成了這份我比較滿意的作品，在此深表感謝！真誠(chéng)地感謝在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中幫助過(guò)我的每一個(gè)人。</

100、p><p>　　首先，也是最主要感謝的是我的指導(dǎo)老師,仇國(guó)慶老師。在整個(gè)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，仇老師在設(shè)計(jì)方案的確定與細(xì)化，系統(tǒng)原理圖的分析以及軟件編寫等方面都給了我耐心、細(xì)致的指導(dǎo)；同時(shí)，仇老師還仔細(xì)地審閱我的論文，為我指出錯(cuò)誤、提出修改方法。仇老師誨人不倦、一絲不茍、嚴(yán)肅認(rèn)真的治學(xué)風(fēng)格給我留下了深刻印象，值得我認(rèn)真學(xué)習(xí)。在此，謹(jǐn)向指導(dǎo)老師仇老師致以真誠(chéng)的謝意！</p><p>　　最后

101、，要感謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中一路走來(lái)幫助過(guò)我的人，雖然各自選擇的題目不一樣，當(dāng)我有難題的時(shí)候他們一樣伸出熱情的援助之手，在此深表感謝，也祝你們順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　李朝青．單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999．</p><p>　　顧德英. 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

102、（第2版）[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2005.</p><p>　　趙全利. 單片機(jī)原理及應(yīng)用教程（第2版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　馬忠梅．單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社．2003．</p><p>　　陶永華．新型PID控制及其應(yīng)用[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社．2002．</p&g

103、t;<p>　　楊金巖等.8051單片機(jī)數(shù)據(jù)傳輸接口擴(kuò)展技術(shù)與應(yīng)用實(shí)例[M]．北京：人民郵電出版社，2005．</p><p>　　張齊，杜群貴. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)[M].　北京：電子工業(yè)出版社，2007</p><p>　　張洪潤(rùn). 電子線路與電子技術(shù)[M].清華大學(xué)出版社[M]，2005</p><p>　　方彥軍、孫健. 智能儀器技術(shù)及其

104、應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2003</p><p>　　康華光. 電子技術(shù)基礎(chǔ)——數(shù)字部分[M].北京:高等教育出版社,2000</p><p>　　余載泉、李玉和編著. PROTEL實(shí)戰(zhàn)演練[M].北京：人民郵電出版社，2000</p><p>　　張偉、張杰. 單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2005</p><p&

105、gt;　　曹薇、謝云敏. 單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2004</p><p>　　張福學(xué). 傳感器應(yīng)用及其電路精選[M].北京：北京電子工業(yè)出版社，1991</p><p>　　李桂安、丁則信、田野. 電工電子實(shí)踐初步[M].南京:東南大學(xué)出版社，1999</p><p>　　張衛(wèi)平、張英儒編著. 現(xiàn)代電子電路原理與設(shè)計(jì)[M].北京:原子能出

106、版社，1997</p><p><b>　　附 錄</b></p><p><b>　　一、英文原文：</b></p><p>　　Boiler computer control</p><p>　　Boiler computer control： </p><p>　　T

107、he boiler micro computer control, is a new technology which the recent years developed, it was the microcomputer soft, the hardware, the automatic control, the boiler energy conservation and soon several technical in clo

108、se integration with product, our country existing center, small boiler more than 300,000, the coal consumption accounted for our country raw coal output every year 1/3, at present the majority industry boiler still was a

109、t the energy consumption to be high, to waste, the environm</p><p>　　Control system: </p><p>　　The boiler is a more complex controlled member, it not only adjustment quantity many, moreover betw

110、een various types and quantities mutually relates, mutually affects, mutually restricts, boiler interior energy conversion mechanism quite complex, therefore must establish a more ideal mathematical model to the boiler q

111、uite to be difficult. Therefore, has made the boiler system simplification processing, decomposes is three relatively independent governing systems. Certainly also may subdivide oth</p><p>　　Boiler water-lev

112、el control unit ：</p><p>　　The steam drum water level is affects the boiler safe operation the important parameter, the water level excessively high, can destroy the soft drink disengaging gear the normal wo

113、rk, is serious when can cause the steam including water to increase, increases on the pipe wall the scaling and the influence steam quality. Water level excessively low, then can destroy the water cycle, causes Water Wal

114、l bursting, is serious when can create does the pot, damages the steam drum. Therefore its value has</p><p>　　Monitoring management system management system: </p><p>　　Above the control system g

115、enerally completes the control by PLC or other hardware systems below, but must complete the function in on position computer: Real-time accurately examines the boiler the movement parameter: For comprehensively grasps t

116、he overall system the movement operating mode, the supervisory system the real-time monitor and the gathering boiler related craft parameter, the electrical parameter, as well as the equipment running status and so on. T

117、he system has the rich graph store</p><p><b>　　二、英文翻譯：</b></p><p><b>　　鍋爐的計(jì)算機(jī)控制</b></p><p><b>　　鍋爐的計(jì)算機(jī)控制：</b></p><p>　　鍋爐微計(jì)算機(jī)控制，是近年來(lái)

118、開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)，它是微型計(jì)算機(jī)軟、硬件、自動(dòng)控制、鍋爐節(jié)能等幾項(xiàng)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，我國(guó)現(xiàn)有中、小型鍋爐30多萬(wàn)臺(tái)，每年耗煤量占我國(guó)原煤產(chǎn)量的1/3，目前大多數(shù)工業(yè)鍋爐仍處于能耗高、浪費(fèi)大、環(huán)境污染等嚴(yán)重的生產(chǎn)狀態(tài)。提高熱效率，降低耗煤量，用微機(jī)進(jìn)行控制是一件具有深遠(yuǎn)意義的工作。作為鍋爐控制裝置，其主要任務(wù)是保證鍋爐的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。采用微計(jì)算機(jī)控制，能對(duì)鍋爐進(jìn)行過(guò)程的自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等多項(xiàng)功能。鍋爐微

119、機(jī)控制系統(tǒng)，一般由以下幾部分組成，即由鍋爐本體、一次儀表、微機(jī)、手自動(dòng)切換操作、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及閥、滑差電機(jī)等部分組成，一次儀表將鍋爐的溫度、壓力、流量、氧量、轉(zhuǎn)速等量轉(zhuǎn)換成電壓、電流等送入微機(jī)，手自動(dòng)切換操作部分，手動(dòng)時(shí)由操作人員手動(dòng)控制，用操作器控制滑差電機(jī)及閥等，自動(dòng)時(shí)對(duì)微機(jī)發(fā)出控制信號(hào)經(jīng)執(zhí)行部分進(jìn)行自動(dòng)操作。微機(jī)對(duì)整個(gè)鍋爐的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測(cè)、報(bào)警、控制以保證鍋爐正常、可靠地運(yùn)行，除此以外為保證鍋爐運(yùn)行的安全，在進(jìn)行微機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)鍋爐水