課程設(shè)計(jì)-大林算法控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　題 目： 大林算法控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　課 程： 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì) </p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　班 級(jí)：

2、 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p><b>　　第 一 部 分</b></p><p><b>　　

3、任</b></p><p><b>　　務(wù)</b></p><p><b>　　書(shū)</b></p><p>　　《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</p><p><b>　　一、課題名稱</b></p><p>　　大林算法控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)<

4、;/p><p><b>　　二、課程設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)是課程教學(xué)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)，是綜合性較強(qiáng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，它對(duì)幫助學(xué)生全面牢固地掌握課堂教學(xué)內(nèi)容、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和實(shí)際動(dòng)手能力、提高學(xué)生全面素質(zhì)具有很重要的意義。</p><p>　　《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》是一門理論性、實(shí)用性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，

5、課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)占有更加重要的地位。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的課程設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合運(yùn)用知識(shí)的過(guò)程，它需要控制理論、程序設(shè)計(jì)、硬件電路設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)融合。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，加深對(duì)學(xué)生控制算法設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，學(xué)會(huì)控制算法的實(shí)際應(yīng)用，使學(xué)生從整體上了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)際組成，掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟，編程調(diào)試，為從事計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的理論設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的調(diào)試工作打下基礎(chǔ)。</p><p><b>　　三、課程設(shè)計(jì)內(nèi)

6、容</b></p><p>　　設(shè)計(jì)以89C51單片機(jī)和ADC、DAC等電路、由運(yùn)放電路實(shí)現(xiàn)的被控對(duì)象構(gòu)成的計(jì)算機(jī)單閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。</p><p>　　1. 硬件電路設(shè)計(jì)：89C51最小系統(tǒng)加上模入電路（用ADC0809等）和模出電路（用TLC7528和運(yùn)放等）；由運(yùn)放實(shí)現(xiàn)的被控對(duì)象。</p><p>　　2. 控制算法：大林控制算法。</p&

7、gt;<p>　　3. 軟件設(shè)計(jì)：主程序、中斷程序、A/D轉(zhuǎn)換程序、濾波程序、大林算法控制程序、D/A輸出程序等。</p><p><b>　　四、課程設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1. 模入電路能接受雙極性電壓輸入（-5V~+5V），模出電路能輸出雙極性電壓（-5V~+5V）。</p><p>　　2. 模入電路用兩個(gè)通

8、道分別采集被控對(duì)象的輸出和給定信號(hào)。</p><p>　　3. 每個(gè)同學(xué)選擇不同的被控對(duì)象：</p><p>　　4. 對(duì)象的純延遲環(huán)節(jié)用軟件通過(guò)數(shù)組單元移位實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　5. 定時(shí)中斷間隔選取50ms，采樣周期T要求既是采樣中斷間隔的整數(shù)倍，又滿足。。</p><p>　　6. 閉環(huán)系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)按的被控對(duì)象最大時(shí)間常數(shù)選擇。&

9、lt;/p><p>　　有關(guān)的設(shè)計(jì)資料可參考《計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》的相關(guān)內(nèi)容。</p><p>　　五、課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果</p><p>　　1. 控制系統(tǒng)能正確運(yùn)行。</p><p>　　2. 有振鈴和消除振鈴的系統(tǒng)階躍輸出和控制器。</p><p><b>　　六、進(jìn)度安排</b></p

10、><p>　　七、課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容：</p><p>　　總結(jié)設(shè)計(jì)過(guò)程，寫(xiě)出設(shè)計(jì)報(bào)告，設(shè)計(jì)報(bào)告具體內(nèi)容要求如下：</p><p>　　1．課程設(shè)計(jì)的目和設(shè)計(jì)的任務(wù)。</p><p>　　2．課程設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　　3．控制系統(tǒng)總框圖及系統(tǒng)工作原理。</p><p>　　4．控制系統(tǒng)的硬

11、件電路連接圖（含被控對(duì)象），電路的原理。 </p><p>　　5．軟件設(shè)計(jì)流程圖及其說(shuō)明。</p><p>　　6．電路設(shè)計(jì)，軟件編程、調(diào)試中遇到的問(wèn)題及分析解決方法。</p><p>　　7．實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析。</p><p><b>　　8．體會(huì)。</b></p><p><b>

12、　　第 二 部 分</b></p><p><b>　　課</b></p><p><b>　　程</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計(jì)</b></p><p><b>

13、;　　報(bào)</b></p><p><b>　　告</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 課程簡(jiǎn)介……………………………………………………………………………………..7</p><p>　　1.1程設(shè)計(jì)目的...................

14、.................................................................................................. 7</p><p>　　1. 2程設(shè)計(jì)內(nèi)容........................................................................................

15、............................ 7</p><p>　　1.3程設(shè)計(jì)要求......................................................................................................................7</p><p>　　2 方案設(shè)計(jì)．.........

16、....................................................................... ..............................................8 </p><p>　　2.1控制系統(tǒng)整體方案.................................................................

17、..........................................8</p><p>　　2.2控制系統(tǒng)閉環(huán)工作原理...................................................................................................8 </p><p>　　3 大林算法硬件電路設(shè)計(jì)…………

18、……………………………………………………….… ..8</p><p>　　3.1 A/D采樣電路.....................................................................................................................8 </p><p>　　3.2 D/A輸出電路……………

19、…………………... ... ... ... ... ... ...………......…………......10</p><p>　　3.3 給定對(duì)象硬件電路設(shè)計(jì)..................................................................................................10</p><p>　　3.4譯碼

20、電路................................ ... ......................................................................................11 </p><p>　　3.5總硬件圖................................ ... .........................

21、.............................................................12</p><p>　　4 控制算法設(shè)計(jì)...........................................................................................................................12

22、</p><p>　　4.1控制算法的原理................................................................................................................12 </p><p>　　4.2采樣周期..........................................

23、...................................................................................12</p><p>　　5 軟件編程設(shè)計(jì)．......................................................................................................

24、...................12 </p><p>　　5.1 主程序與中斷流程圖.........................................................................................................12</p><p>　　5.2 部分控制程序代碼...................

25、...........................................................................................13</p><p>　　3. 全局變量定義的源代碼：..........................................................................................

26、..........16</p><p>　　6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析．......................................................................................................................17</p><p>　　7 小結(jié)與體會(huì)．......................

27、......................................... ...............................................................17</p><p>　　參考文獻(xiàn)．.....................................................................................

28、...............................................18</p><p>　　附錄 . ............................................................................................................................................19&

29、lt;/p><p><b>　　課題簡(jiǎn)介</b></p><p><b>　　課題目的</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)是課程教學(xué)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)，是綜合性較強(qiáng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，它對(duì)幫助學(xué)生全面牢固地掌握課堂教學(xué)內(nèi)容、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和實(shí)際動(dòng)手能力、提高學(xué)生全面素質(zhì)具有很重要的意義。</p>

30、;<p>　　《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》是一門理論性、實(shí)用性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)占有更加重要的地位。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的課程設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合運(yùn)用知識(shí)的過(guò)程，它需要控制理論、程序設(shè)計(jì)、硬件電路設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)融合。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，加深對(duì)學(xué)生控制算法設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，學(xué)會(huì)控制算法的實(shí)際應(yīng)用，使學(xué)生從整體上了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)際組成，掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟，編程調(diào)試，為從事計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的理論設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的調(diào)試工作

31、打下基礎(chǔ)。</p><p><b>　　課題內(nèi)容</b></p><p>　　設(shè)計(jì)以89C51單片機(jī)和ADC、DAC等電路、由運(yùn)放電路實(shí)現(xiàn)的被控對(duì)象構(gòu)成的計(jì)算機(jī)單閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。</p><p>　　1. 硬件電路設(shè)計(jì)：89C51最小系統(tǒng)加上模入電路（用ADC0809等）和模出電路（用TLC7528和運(yùn)放等）；由運(yùn)放實(shí)現(xiàn)的被控對(duì)象。</

32、p><p>　　2. 控制算法：大林控制算法。</p><p>　　3. 軟件設(shè)計(jì)：主程序、中斷程序、A/D轉(zhuǎn)換程序、大林算法控制程序、D/A輸出程序等。</p><p><b>　　課題要求</b></p><p>　　模入電路能接受雙極性電壓輸入（-5V~+5V），模出電路能輸出雙極性電壓（-5V~+5V）。</p

33、><p>　　模入電路用兩個(gè)通道分別采集被控對(duì)象的輸出和給定信號(hào)。</p><p>　　3. 選擇被控對(duì)象： </p><p>　　4. 對(duì)象的純延遲環(huán)節(jié)用軟件通過(guò)數(shù)組單元移位實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　5. 定時(shí)中斷間隔選取50ms，采樣周期T要求既是采樣中斷間隔的整數(shù)倍，又滿足。</p><p>　　6. 閉環(huán)系統(tǒng)時(shí)

34、間常數(shù)按的被控對(duì)象最大時(shí)間常數(shù)選擇。</p><p>　　2.大林算法控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1控制系統(tǒng)總體介紹</p><p>　　圖2.1-1大林算法設(shè)計(jì)的閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖</p><p>　　大多數(shù)工業(yè)對(duì)象具有較大的純滯后時(shí)間，可以近似用一階或二階慣性環(huán)節(jié)加純滯后環(huán)節(jié)來(lái)表示，其傳遞函數(shù)為</p><

35、;p><b>　　一階對(duì)象：，</b></p><p><b>　　二階對(duì)象：,</b></p><p>　　大林算法的設(shè)計(jì)目標(biāo)是使整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)所期望的傳遞函數(shù) Φ（s）相當(dāng)于一個(gè)純滯后環(huán)節(jié)和一個(gè)慣性環(huán)節(jié)相串聯(lián)，即</p><p><b>　　，</b></p><p>

36、;　　并希望整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的純滯后時(shí)間和被控對(duì)象的純滯后時(shí)間相同。其中為閉環(huán)系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)，純滯后時(shí)間與采樣周期T有整數(shù)倍關(guān)系，（N=1,2﹒﹒﹒﹒）。</p><p>　　2.2控制系統(tǒng)閉環(huán)工作原理</p><p>　　在本次大林算法控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)先進(jìn)行A/D采樣，將給定值采樣值取到單片機(jī)內(nèi)，之后單片機(jī)會(huì)選擇另外一路通道，進(jìn)行輸出值即反饋值的采樣。將輸出值采樣到單片機(jī)內(nèi)后，在單片機(jī)中進(jìn)行

37、差值E(k)計(jì)算，再通過(guò)單片機(jī)中的算法程序得到輸出量U(k)，再經(jīng)過(guò)D/A變換器，將輸出結(jié)果作用于被控對(duì)象。經(jīng)被控對(duì)象的輸出值又將作為反饋值被采樣到單片機(jī)內(nèi)。</p><p>　　3.大林算法控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 A/D采樣電路 </p><p>　　該實(shí)驗(yàn)的A/D采樣硬件電路

38、如圖3-1所示 </p><p>　　圖3-1 A/D采樣硬件電路圖</p><p>　　上圖所示的是ADC0809與8051連接的硬件電路圖，其中在ADC0809中，IN-6、IN-7分別采樣給定信號(hào)和反饋信號(hào)，A\D轉(zhuǎn)換器的引腳A接單片機(jī)的P1^6，用于選擇采樣通道?？刂朴?jì)算機(jī)的定時(shí)器作為基準(zhǔn)時(shí)鐘（初始化為50ms），在第一次啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，此時(shí)P1^6=0，選擇的IN-6，

39、采樣的是給定信號(hào)，當(dāng)采樣周期到時(shí)，此時(shí)P1^6=1，同時(shí)在定時(shí)器中啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，此時(shí)采樣的是反饋信號(hào)，給定信號(hào)和反饋信號(hào)的采樣值分別存儲(chǔ)在程序的RK和UK1中。</p><p>　　模數(shù)單元采用ADC0809芯片，主要包括多路模擬開(kāi)關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換器兩部分。其主要特點(diǎn)為：?jiǎn)坞娫垂╇?、工作始終CLOCK最高可達(dá)1200KHz、8位分辨率、8個(gè)單端模擬輸入端（IN0~IN7）、TTL電平兼容等，可以很方便地和微處理器

40、接口。</p><p>　　通過(guò)三端地址譯碼A、B、C多路開(kāi)關(guān)可選通8路模擬輸入的任何一路進(jìn)行A/D變換。其中IN1~IN5的模擬量輸入允許范圍：0V~4.98V，對(duì)應(yīng)數(shù)字量為00H~FFH，2.5V對(duì)應(yīng)80H；IN6和IN7兩路由于接了上拉電阻，所以模擬量輸入允許范圍：-5V~+4.98V,對(duì)應(yīng)數(shù)字量00H~FFH，0V對(duì)應(yīng)80H。在設(shè)計(jì)過(guò)程中使用的TD-ACC+教學(xué)系統(tǒng)中的ADC0809芯片，其輸出八位數(shù)據(jù)線

41、以及CLOCK線已連到控制計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)線及系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)鐘1MCLK（1MHz）上。其它控制線根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求可另外連接（A、B、C、STR、/OE、EOC、IN0~IN7）。</p><p>　　其中IN6和IN7可以測(cè)量-5V~+5V的量，主要是因?yàn)榧恿送獠侩娐?。如圖所示，在IN6和IN7的實(shí)際輸入端其輸入范圍為0~5V，在外圍電路中，采用兩個(gè)相同電阻分壓的方式，因?yàn)榻o了一個(gè)5V的電壓，當(dāng)輸入端為-5V時(shí)，0809的

42、實(shí)際輸入端為兩者相加之和的一半，為0V，在0809采樣電壓的范圍以內(nèi)。但將該采樣值取進(jìn)單片機(jī)內(nèi)后，其表示范圍為-128~127，對(duì)應(yīng)為0~5V的電壓，所以我們需要在程序里將采樣值減去128以使采樣值與設(shè)定值相對(duì)應(yīng)。因此加了外部電路，0809就可以采集-5~+5V的電壓了。</p><p>　　3.2 D/A輸出電路</p><p>　　數(shù)模轉(zhuǎn)換單元采用TLC7528芯片，它是8位、并行、兩

43、路、電壓型輸出模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其主要參數(shù)如下：轉(zhuǎn)換時(shí)間100ns，滿量程誤差1/2LBS，參考電壓-10V~+10V，供電電壓+5V~+15V，輸入邏輯電平與TTL兼容。輸入數(shù)字范圍為00H~FFH,80H對(duì)應(yīng)于0V，輸出電壓為-5V~+4、96V。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中采用的TD-ACC+教學(xué)系統(tǒng)中的TLC7528，其輸入數(shù)字量得八位數(shù)據(jù)線、寫(xiě)線和通道選擇控制線已經(jīng)接至控制計(jì)算機(jī)的總線上。片選線預(yù)留出待實(shí)驗(yàn)中連接到相應(yīng)的I/O片選上，如圖3-2

44、。</p><p>　　圖3-2 D/A輸出電路</p><p>　　該芯片TLC7528可以雙極性輸出，但須在單片機(jī)中將D/A的輸出值加128后再交給TLC7528芯片進(jìn)行D/A輸出。</p><p>　　3.3給定對(duì)象硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　圖3-3 給定對(duì)象硬件電路圖</p><p>　　如圖3-3所

45、示，為被控對(duì)象的硬件電路的設(shè)計(jì)圖，在本次的課程設(shè)計(jì)中的被控對(duì)象傳遞函數(shù)： ，其中比例部分由兩個(gè)運(yùn)算放大器組合實(shí)現(xiàn)，即，第一個(gè)運(yùn)算放大器的積分部分為4×200÷1000=0.8，實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的第一部分，第二個(gè)運(yùn)算放大器的積分部分為4×250÷1000=1，實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的第二部分。 </p><p>　　延遲通過(guò)數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)，滯后環(huán)節(jié)使信號(hào)延遲，為此，在內(nèi)存中專門設(shè)定N個(gè)單

46、元作為存放信號(hào)m(k)的歷史數(shù)據(jù)，每采樣一次，把m(k)記入0單元，同時(shí)0單元原來(lái)存放的數(shù)據(jù)移到1單元，單元N輸出的信號(hào)，就是滯后N個(gè)采樣周期的m(k-N)信號(hào)。</p><p><b>　　3.4 譯碼電路</b></p><p><b>　　圖3-4 譯碼電路</b></p><p><b>　　3.5總硬件

47、圖</b></p><p><b>　　見(jiàn)附錄圖 總硬件圖</b></p><p>　　4.大林算法控制系統(tǒng)算法設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 控制算法的原理</p><p>　　實(shí)驗(yàn)算法中，用脈沖傳遞函數(shù)近似法求得對(duì)應(yīng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)： ,</p><p>　　將代

48、入，并進(jìn)行Z變換：</p><p><b>　　式中 ，</b></p><p><b>　　經(jīng)計(jì)算</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　無(wú)振鈴時(shí)，有，</b></p><p>　　于

49、是對(duì)應(yīng)的遞推公式為</p><p>　　u(k)=-0.4981u(k-1)+0.9409u(k-2)+0.5573u(k-3)+1.4967e(k)-1.7089e(k-1)+0.4859e(k-2)</p><p><b>　　則程序中 </b></p><p>　　KK0=1.4967,KK1=-1.7089,KK2=0.4859

50、，PP1=-0.4981,PP2=0.9409,PP3=0.5573</p><p>　　4.2 采樣周期的選擇</p><p>　　在本實(shí)驗(yàn)中，定時(shí)中斷間隔選取50ms，采樣周期T要求既是采樣中斷間隔的整數(shù)倍，又要滿足，而由被控對(duì)象的表達(dá)式可知，所以取N=1，。</p><p>　　因?yàn)?，因?yàn)椴蓸又芷赥=500ms=0.5s，定時(shí)中斷為0.5s，就是說(shuō)1個(gè)定時(shí)中斷

51、后進(jìn)行采樣。</p><p>　　5.大林算法控制系統(tǒng)軟件編程設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 主程序與中斷流程圖</p><p><b>　　主程序流程圖：</b></p><p><b>　　設(shè)定時(shí)器工作狀態(tài)</b></p><p><b>　　定時(shí)器裝入初值&

52、lt;/b></p><p><b>　　設(shè)定外中斷類型</b></p><p>　　開(kāi)外中斷和定時(shí)器中斷</p><p><b>　　啟動(dòng)定時(shí)器</b></p><p><b>　　D/A清零</b></p><p><b>　　變量清

53、零</b></p><p><b>　　圖5.1-1</b></p><p>　　采樣中斷服務(wù)程序流程圖：</p><p><b>　　圖5.1-2</b></p><p>　　5.2 部分控制程序代碼</p><p>　　1.主程序部分源碼：</p>

54、<p>　　void main(void)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　TMOD = 0x01;</p><p>　　t0_h = (65536-15536)/256;//計(jì)算定時(shí)器0初值</p><p>　　t0_l = (65536-15536)%256;&

55、lt;/p><p>　　t0_l = t0_l+20;//修正因初值重裝而引起的定時(shí)誤差</p><p>　　TH0 = t0_h;</p><p>　　TL0 = t0_l;</p><p>　　IT1 = 1;//邊沿觸發(fā)中斷</p><p>　　EX1 = 1;//開(kāi)外

56、部中斷1</p><p>　　ET0 = 1;//開(kāi)定時(shí)中斷0</p><p>　　TR0 = 1;//啟動(dòng)定時(shí)器</p><p><b>　　TC = 1;</b></p><p>　　DAC_1= 0x80;//D/A清零</p><p>　　U

57、K = UK_1 = UK_2 = UK_3 = 0;//變量清零</p><p>　　EK = EK_1 = EK_2 = EK_3 = 0;</p><p>　　RK = RK_1 = RK_2 = RK_3 = 0;</p><p><b>　　bb = 0;</b></p><p>　　EA = 1;

58、//開(kāi)總中斷</p><p><b>　　FLG = 0;</b></p><p>　　DOUT0 = 0;</p><p><b>　　while(1);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　主程序的功能主要是

59、：對(duì)定時(shí)器的賦值、開(kāi)外中斷、初始各變量，其中while(1)是使主程序進(jìn)入死循環(huán)，等待中斷到來(lái)。</p><p>　　2. 采樣中斷程序的部分源碼：</p><p>　?。?）判斷同步信號(hào)程序：</p><p>　　DIN0 = 1;//讀取輸入前，先輸出高電平</p><p>　　if(DIN0)//判同步信號(hào)

60、到否</p><p><b>　　{</b></p><p>　　UK = UK_1 = UK_2 = UK_3 = 0;</p><p>　　EK = EK_1 = EK_2 = EK_3 = 0;</p><p>　　RK = RK_1 = RK_2 = RK_3 = 0;</p><p>　

61、　DAC_1 = 0x80;//D/A輸出零</p><p><b>　　TC = 1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　?。?）雙通道采樣：</b></p><p><b>　　{ </b></

62、p><p>　　TC--;//判采樣周期到否</p><p><b>　　if(TC==0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(FLG==0)</p><p><b>　　{ </b></p>

63、<p>　　RK=ADC_7-128;//采樣當(dāng)前的給定值</p><p>　　DOUT0 = 1;</p><p><b>　　FLG = 1;</b></p><p><b>　　TC = TK;</b></p><p><b>　　}</b></

64、p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　FLG = 0;</b></p><p>　　UK = ADC_7-128;//采樣當(dāng)前的輸出值，并計(jì)算偏差的變化量</p><p>　　D

65、OUT0 = 0;</p><p>　　EK = RK-UK;</p><p>　　EK_1 = RK_1-UK_1;</p><p>　　EK_2 = RK_2-UK_2;</p><p>　　EK_3 = RK_3-UK_3;</p><p>　　i=KK*0EK*+KK1*EK_1+EK_2*KK2</p&

66、gt;<p>　　j = PP1*UK_1 + PP2*UK_2 + PP3*UK_3;</p><p>　　UK = G*i + j;</p><p>　　if(UK>0)//判控制量是否溢出，溢出賦極值</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(UK>1

67、27)</p><p><b>　　aa = 127;</b></p><p><b>　　else</b></p><p>　　aa = (char)UK;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else<

68、/b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(UK<-128)</p><p>　　aa = -128;</p><p><b>　　else</b></p><p>　　aa = (char)UK;</p><p&

69、gt;<b>　　} </b></p><p>　　DAC_1 = bb+128;//D/A輸出控制量</p><p><b>　　bb =aa ;</b></p><p>　　UK_3 = UK_2;//控制量遞推</p><p>　　UK_2 = UK_1;</p>

70、;<p>　　UK_1 = UK;</p><p>　　EK_3 = EK_2;//偏差遞推</p><p>　　EK_2 = EK_1;</p><p>　　EK_1 = EK;</p><p>　　TC = TK;//采樣周期變量恢復(fù)</p><p><b>　　}&l

71、t;/b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　雙通道采樣原理說(shuō)明：由于在主程序中，將DOUT2置“0”，已經(jīng)選擇了采樣通道IN6，第一次進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，對(duì)給定信號(hào)進(jìn)

72、行采樣，并將采樣值存儲(chǔ)在RK中，同時(shí)將DOUT2置“1”，這時(shí)將A/D通道IN7選中，等待采樣周期到時(shí)，則采樣反饋信號(hào)，并將采樣值存儲(chǔ)在UK1中，在變量定義中，已經(jīng)將P1.6定義為DOUT2，故改變DOUT2值就改變了P1.6。</p><p>　　中斷程序?qū)崿F(xiàn)的功能：對(duì)給定信號(hào)進(jìn)行采樣，并將采樣值存儲(chǔ)在RK中，同時(shí)將DOUT2置“1”，將A/D通道IN7選中，待采樣周期到時(shí)，則采樣反饋信號(hào)，并將采樣值存儲(chǔ)在UK

73、1中，接下來(lái)便是計(jì)算偏差E(k)，計(jì)算U(k)，將值通過(guò)端口DAC_1在下一周期到來(lái)時(shí)輸出；再次在該中斷程序中，增加一個(gè)變量bb1,用于存儲(chǔ)前一周期的輸出值，這樣使得輸出量能夠延遲1秒輸出；最后就是通過(guò)遞推公式，計(jì)算實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)的不斷優(yōu)化。該程序?qū)崿F(xiàn)的功能是對(duì)定時(shí)器的重新裝值，同時(shí)，當(dāng)采樣周期到時(shí)，啟動(dòng)A/D，用于對(duì)轉(zhuǎn)換反饋信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。</p><p>　　3. 全局變量定義的源代碼：</p>

74、<p>　　sbit str = P1^7; //定義A/D啟動(dòng)信號(hào)</p><p>　　sbit DIN0 = P1^0;//聲明同步信號(hào)</p><p>　　sbit DOUT0= P1^4; //用于控制采保產(chǎn)生純滯后一拍</p><p>　　sbit DOUT1= P1^5

75、;</p><p>　　uint data time; //聲明變量，用于定時(shí)</p><p>　　uchar data t0_h,t0_l; //用于存儲(chǔ)定時(shí)器0的初值</p><p>　　int TK=100;//聲明采樣周期變量,//采樣周期＝TK*10ms</p><p>　　

76、int TC;//TK的變量</p><p>　　float KK0=1.4967 ; //系數(shù)kk0</p><p>　　Float KK1 = -1.7089;//系數(shù)kk1</p><p>　　float KK2=0.4859;//系數(shù)kk2</p><p>　　Float P

77、P1= -0.4981 ;//系數(shù)pp1</p><p>　　float PP2=0.9409;//系數(shù)pp2</p><p>　　float PP3 = 0.5573 ; //系數(shù)pp3</p><p>　　float G = 1; //增益調(diào)整</p>

78、;<p>　　float UK;RK;//當(dāng)前時(shí)刻的D/A輸出</p><p>　　int j,i,a[2];//當(dāng)前時(shí)刻的偏差</p><p>　　int EK,EK_1,EK_2,EK_3;//前3次采樣時(shí)刻的控制量和偏差</p><p>　　float UK_1,UK_2,UK_3;RK_1,RK_2,RK

79、_3;</p><p><b>　　6.實(shí)驗(yàn)結(jié)果</b></p><p><b>　　小結(jié)與體會(huì)</b></p><p>　　為期一周半的機(jī)控課程設(shè)計(jì)已然結(jié)束，在我們小組的團(tuán)結(jié)合作下，我們圓滿完成了課程設(shè)計(jì)的任務(wù)。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)的前兩天，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中每個(gè)對(duì)課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求做了詳細(xì)的

80、閱讀和分析，并且到網(wǎng)上和圖書(shū)館查閱了相關(guān)的資料和文獻(xiàn)，對(duì)此次課程設(shè)計(jì)有了一個(gè)大概的了解和掌握。緊接著，我們開(kāi)始利用軟件進(jìn)行一些初步的摸索和試驗(yàn)，部分同學(xué)開(kāi)始進(jìn)行程序的編寫(xiě)，此時(shí)，我們便遇到了第一個(gè)困難，在老師的指點(diǎn)和同學(xué)的幫助下，我們靜下心來(lái)仔細(xì)分析冗長(zhǎng)和復(fù)雜的程序，將程序分塊了解其結(jié)構(gòu)和作用，然后將已有程序的功能與此次設(shè)計(jì)程序的功能進(jìn)行對(duì)比和參照，進(jìn)而我們?cè)谝延谐绦蛏线M(jìn)行調(diào)整和參數(shù)的修改。每次修改完，我們都會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的硬件模擬，開(kāi)始時(shí)

81、結(jié)果很不盡如人意，但是后來(lái)我們一步步修改，一點(diǎn)點(diǎn)改進(jìn)，隨著雙通道的實(shí)現(xiàn)，隨著延遲的成功設(shè)置，實(shí)驗(yàn)結(jié)果終于開(kāi)始向理想的方向發(fā)展。在最后的幾天中，我們對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步的修改，最后終于使接近的波形達(dá)到完全理想的情況，同時(shí)也宣告了此次課程設(shè)計(jì)的完成。</p><p>　　通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到任何課程的學(xué)習(xí)都需要理論聯(lián)系實(shí)際，這樣才能更好地掌握所學(xué)的知識(shí)并將其很好地應(yīng)用于實(shí)踐中去。同時(shí)，在實(shí)踐的課程中，可以通過(guò)多種

82、方式來(lái)使一些問(wèn)題得到有效解決，但是最關(guān)鍵的還是要靠自己親自去思考問(wèn)題、解決問(wèn)題，掌握獨(dú)自解決各類問(wèn)題的方法。在次實(shí)習(xí)期間，我們失落過(guò)，也曾一度熱情高漲，最后實(shí)驗(yàn)結(jié)果的成功都讓我們無(wú)比的欣慰，但我們還只是領(lǐng)略到了做科研和研究產(chǎn)品的辛勞艱苦中的冰山一角。同時(shí)我認(rèn)為我們的工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)合作的精神。每個(gè)人都應(yīng)在設(shè)計(jì)中獨(dú)立成長(zhǎng)，但作為一個(gè)小組，我們更協(xié)調(diào)彼此，分工合作，互相鼓勵(lì)和指導(dǎo)。在這次設(shè)計(jì)中，我看到了我們組員有時(shí)的沮喪和

83、失落，我能做的就是為他們鼓舞打氣，不時(shí)關(guān)心，讓他們?cè)谳p松的氛圍中完成任務(wù)。在此，我也要感謝我們組員對(duì)我的關(guān)心和理解，不曾對(duì)我在此期間的分心有所抱怨，還開(kāi)導(dǎo)我，鼓勵(lì)我。對(duì)我們而言，知識(shí)上的收獲必然重要，精神上的豐收更加可貴，面臨畢業(yè)的關(guān)頭，這次實(shí)習(xí)又拉近了我與朋友間的友誼，必將成為我人生旅途上一次美好的回憶！</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p

84、>　　[1] 于海生主編，微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，北京：清華大學(xué)出版社，2009</p><p>　　[2] 張毅剛主編，單片機(jī)原理及應(yīng)用，北京：高等教育出版社，2004</p><p>　　[3] 夏揚(yáng),李敏艷,蔣步軍主編,計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū),</p><p><b>　　附錄：</b></p><p><