電熱水器恒溫控制器的設(shè)計(jì)

1、遼遼 寧寧 工工 業(yè)業(yè) 大大 學(xué)學(xué) 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì)（論文）課程設(shè)計(jì)（論文）題目：題目： 電熱水器恒溫控制器的設(shè)計(jì)電熱水器恒溫控制器的設(shè)計(jì) 院（系）：院（系）： 電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：專業(yè)班級(jí)： 自動(dòng)化自動(dòng)化1010 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： 王國(guó)兵王國(guó)兵 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 100302058100302058 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： （簽字）起止時(shí)間：起止時(shí)間： 2013.12.30-2013.1.10 本科生課程設(shè)計(jì)（論文）I課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室：自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)100302058學(xué)生姓名王國(guó)兵

2、專業(yè)班級(jí)自動(dòng)化102課程設(shè)計(jì)（論文）題目電熱水器恒溫控制器的設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)課題完成的功能、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求、技術(shù)參數(shù)課題完成的功能、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求、技術(shù)參數(shù)實(shí)現(xiàn)功能實(shí)現(xiàn)功能采用單片機(jī)作為控制器，由溫度傳感器、信號(hào)放大電路和A/D轉(zhuǎn)換器采集溫度，與設(shè)定值進(jìn)行比較，經(jīng)過PID算法得到控制器的輸出，控制加熱裝置，并用兩位LED顯示溫度。被控對(duì)象為sesTK100，仿真研究時(shí)用15 . 0211ss近似。設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1、確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，包括單片機(jī)的選擇，輸入輸出通道，鍵盤顯示電路；2、建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型；3、推導(dǎo)控制算法，設(shè)計(jì)算法的程序流程圖或程序清單；4、仿真研究，驗(yàn)證

3、設(shè)計(jì)結(jié)果；5、撰寫、打印設(shè)計(jì)說明書一份；設(shè)計(jì)說明書應(yīng)在 4000 字以上。技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)溫度設(shè)定范圍：3565誤差小于：5%進(jìn)度計(jì)劃1、 布置任務(wù)，查閱資料，確定系統(tǒng)方案（1 天）2、 被控對(duì)象建模（1 天）3、 算法推導(dǎo)，程序設(shè)計(jì)（3 天）4、 仿真研究（2 天）5、撰寫、打印設(shè)計(jì)說明書（2 天）6、答辯（1天）指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)平時(shí)： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日本科生課程設(shè)計(jì)（論文）II注：成績(jī)：平時(shí)20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計(jì)算本科生課程設(shè)計(jì)（論文）III摘 要在科技飛黃騰達(dá)的今天，各種產(chǎn)品日益更新?lián)Q代。然而，且隨著人們生活水平的提高，電

4、加熱恒溫控制器也普遍用于各家各戶，且人們對(duì)電熱水器的要求越來越高，越趨向于智能化和數(shù)字化。本系統(tǒng)是設(shè)計(jì)了一個(gè)電熱水器恒溫控制器，主要由溫度采集電路、單片機(jī)控制系統(tǒng)、溫度控制電路、人機(jī)對(duì)話通道 4 個(gè)主要的功能模塊組成。溫度采集電路由溫度傳感器，信號(hào)放大，A/D 轉(zhuǎn)換組成；溫度控制電路主要是控制信號(hào)的輸出通道, 主要由功率放大電路、光電耦合電路、雙向晶閘管、電加熱裝置組成；而單片機(jī)根據(jù)鍵盤輸入的預(yù)設(shè)目標(biāo)溫度和采集的實(shí)時(shí)溫度進(jìn)行 PID 調(diào)節(jié)，由 PID 輸出調(diào)節(jié) P W M 脈沖的占空比，P W M 脈沖作為單片機(jī)輸出控制固態(tài)繼電器的開通或關(guān)斷，以調(diào)節(jié)電阻絲的加熱程度，從而實(shí)現(xiàn)溫度控制。并用兩位

5、 LED 顯示溫度。關(guān)鍵詞：溫度采集電路；溫度控制電路；A/D 轉(zhuǎn)換；PID 調(diào)節(jié)本科生課程設(shè)計(jì)（論文）IV目 錄第 1 章 緒論.1第 2 章 課程設(shè)計(jì)的方案.22.1 概述.22.2 系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu).2第 3 章 硬件設(shè)計(jì).33.1 硬件的介紹.33.1.1 單片機(jī)的介紹.33.1.2 ADC0804 模數(shù)轉(zhuǎn)化器的介紹.43.1.3 AD590 溫度傳感器的介紹.43.2 溫度采集電路的設(shè)計(jì) .53.3 溫度控制電路的設(shè)計(jì) .53.4 鍵盤輸入電路 .53.5 顯示電路.63.6 系統(tǒng)原理圖 .7第 4 章 軟件設(shè)計(jì).84.1 流程圖的設(shè)計(jì).842 系統(tǒng)控制算法 .8第 5 章 系統(tǒng)測(cè)試

6、與分析/實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析.10第 6 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié).11參考文獻(xiàn).12本科生課程設(shè)計(jì)（論文）1第 1 章 緒論近年來，市場(chǎng)上陸續(xù)出現(xiàn)了一些熱水器控制器，但大多數(shù)控制器存在著諸如性能不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生誤操作；溫度、水位檢測(cè)、控制誤差大；顯示器有時(shí)出現(xiàn)亂碼；與電輔助加熱裝置不能很好配合等弊端。從而必然會(huì)催生性能比較穩(wěn)定、功能強(qiáng)大、智能型的熱水器控制器。隨著中國(guó)電力基礎(chǔ)設(shè)施不斷建立和完善，儲(chǔ)水式熱水器的普及，電熱水器市場(chǎng)中又一細(xì)分產(chǎn)品即快熱式電熱水器因其更快、更方便、和小巧、時(shí)尚的外形越來越受到人們的親睞。其作為業(yè)內(nèi)的新生力量在迅速崛起并不斷壯大。其03、04 年年增長(zhǎng)速度已超過 50%，雖然市場(chǎng)銷

7、售的總量仍然少于燃?xì)馐胶蛢?chǔ)水式，但它的市場(chǎng)份額預(yù)測(cè) 06 年可超過 15%。毋庸質(zhì)疑，即快熱式電熱水器是今后熱水器的發(fā)展方向。隨著氣價(jià)的上漲，相信今后電熱水器市場(chǎng)仍將會(huì)呈現(xiàn)強(qiáng)勁的增長(zhǎng)勢(shì)頭。在現(xiàn)代社會(huì)中，熱水器控制電路的原理不僅應(yīng)用于生活方面，其運(yùn)用也涉及到了生產(chǎn)各個(gè)方面。隨著人們生活質(zhì)量的提高，酒店廠房及家庭生活中都會(huì)見到熱水器控制電路的影子，其將更好的服務(wù)于社會(huì)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著大規(guī)模集成電路的產(chǎn)生，給人們的生活帶來了根本性的變化，如果說微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)使現(xiàn)代的科學(xué)研究得到了質(zhì)的飛躍，那么單片機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)控制測(cè)控領(lǐng)域帶來了一次新的革命。應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，采用

8、 PID調(diào)節(jié)算法，使電熱水器恒溫控制器更好地調(diào)節(jié)溫度，固滿足人們的使用需求。本文設(shè)計(jì)分為兩個(gè)部分，硬件部分和軟件部分。硬件部分介紹：智能家用電熱水器電路的設(shè)計(jì)，單片機(jī) AT89C51、A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0804 的功能及溫度傳感器AD590 的介紹。系統(tǒng)硬件主要以高性價(jià)比的 AT89C51 單片機(jī)為核心，由溫度采集電路、溫度控制電路、鍵盤顯示電路、及溫度顯示電路構(gòu)成。軟件設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的主流程圖和系統(tǒng)的控制算法。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）2第 2 章 課程設(shè)計(jì)的方案2.1 概述本次設(shè)計(jì)主要是綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)電熱水器恒溫控制器的設(shè)計(jì)，并在實(shí)踐的基本技能方面進(jìn)行一次系統(tǒng)的訓(xùn)練。能夠較全面

9、地鞏固和應(yīng)用“微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”課程中所學(xué)的基本理論和基本方法，并初步掌握小型微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。應(yīng)用場(chǎng)合：可應(yīng)用于供浴室洗手間及廚房使用的家用電器。 實(shí)現(xiàn)功能：采用單片機(jī)作為控制器，由溫度傳感器、信號(hào)放大電路和 A/D 轉(zhuǎn)換器采集溫度，與設(shè)定值進(jìn)行比較，經(jīng)過 PID 算法得到控制器的輸出，控制加熱裝置，并用兩位 LED 顯示溫度。 2.2 系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)是設(shè)計(jì)了一個(gè)電熱水器恒溫控制器，主要由溫度采集電路、單片機(jī)控制系統(tǒng)、溫度控制電路、人機(jī)對(duì)話通道 4 個(gè)主要的功能模塊組成。溫度采集電路由溫度傳感器，信號(hào)放大，A/D 轉(zhuǎn)換組成；溫度控制電路主要是控制信號(hào)的輸出通道,

10、 主要由功率放大電路、光電耦合電路、雙向晶閘管、電加熱裝置組成；而單片機(jī)根據(jù)鍵盤輸入的預(yù)設(shè)目標(biāo)溫度和采集的實(shí)時(shí)溫度進(jìn)行 PID 調(diào)節(jié)，由 PID 輸出調(diào)節(jié) P W M 脈沖的占空比，P W M 脈沖作為單片機(jī)輸出控制固態(tài)繼電器的開通或關(guān)斷，以調(diào)節(jié)電阻絲的加熱程度，從而實(shí)現(xiàn)溫度控制。并用兩位 LED 顯示溫度。系統(tǒng)的總體組成結(jié)構(gòu)如圖 2.1 所示。單片機(jī)溫度傳感器溫度傳感器信號(hào)放大A/D 轉(zhuǎn)換鍵盤輸入溫度顯示功率放大光電耦合電路雙向晶閘管電加熱裝置圖 2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）3第 3 章 硬件設(shè)計(jì)3.1 硬件的介紹3.1.1 單片機(jī)的介紹主控單元采用單片機(jī) AT89C51。

11、單片機(jī) AT89C51 是美國(guó) ATMEL 的一種低功耗、高性能微處理器，為多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高的廉價(jià)方案。單片機(jī)AT89C51 片內(nèi)含有 4KB 可反復(fù)擦除的 PEROM(Flash Program-mable andErasable Read Only Memory)，還帶有 128B 的隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)和四個(gè)并行 8 位雙向 I/O口。另外，主控單元采用了頻率為 12MHz 的晶振，這樣系統(tǒng)運(yùn)行一個(gè)周期只用1s，有利于系統(tǒng)時(shí)間的計(jì)算。其引腳功能如下：P3 口：P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL門電流。當(dāng) P3 口寫入“1”

12、后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳 備選功能： P3.0 RXD（串行輸入口） P3.1 TXD（串行輸出口） P3.2 /INT0（外部中斷 0） P3.3 /INT1（外部中斷 1） P3.4 T0（記時(shí)器 0 外部輸入） P3.5 T1（記時(shí)器 1 外部輸入） P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要

13、保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時(shí)， ALE本科生課程設(shè)計(jì)（論文）4只有在執(zhí)行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。/

14、PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1 時(shí)，/EA 將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。3.1.2 ADC0804 模數(shù)轉(zhuǎn)化器的介紹ADC080

15、4 是屬于連續(xù)漸進(jìn)式（Successive Approximation Method）的 A/D 轉(zhuǎn)換器，這類型的 A/D 轉(zhuǎn)換器除了轉(zhuǎn)換速度快（幾十至幾百 us）、分辨率高外，還有價(jià)錢便宜的優(yōu)點(diǎn)，普遍被應(yīng)用于微電腦的接口設(shè)計(jì)上。以輸出 8 位的 ADC0804動(dòng)作來說明“連續(xù)漸進(jìn)式 A/D 轉(zhuǎn)換器”的轉(zhuǎn)換原理。工作電壓： 5V，即 VCC= 5V。模擬輸入電壓范圍：0 5V，即 0Vin 5V。分辨率：8 位，即分辨率為 1/2=1/256，轉(zhuǎn)換值介于 0255 之間。轉(zhuǎn)換時(shí)間：100us（fCK=640KHz 時(shí)）。轉(zhuǎn)換誤差：1LSB。參考電壓：2.5V，即 Vref=2.5V。3.1.3

16、 AD590 溫度傳感器的介紹AD590 是美國(guó) ANALOG DEVICES 公司的單片集成兩端感溫電流源，其輸出電流與絕對(duì)溫度成比例。在 4 V 至 30 V 電源電壓范圍內(nèi)，該器件可充當(dāng)一個(gè)高阻抗、恒流調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)系數(shù)為 1 A/K。片內(nèi)薄膜電阻經(jīng)過激光調(diào)整，可用于校準(zhǔn)器件，使該器件在 298.2K (25C)時(shí)輸出 298.2 A 電流。適用于 150C 以下、目前采用傳統(tǒng)電氣溫度傳感器的任何溫度檢測(cè)應(yīng)用。低成本的單芯片集成電路及無需支持電路的特點(diǎn)，使它成為許多溫度測(cè)量應(yīng)用的一種很有吸引力的備選方案。應(yīng)用AD590 時(shí)，無需線性化電路、精密電壓放大器、電阻測(cè)量電路和冷結(jié)補(bǔ)償。 AD59

17、0 的測(cè)溫范圍為- 55+150； AD590 的電源電壓范圍為 430 V，可以承受 44 V 正向電壓和 20 V 反向電壓，因而器件即使反接也不會(huì)被損壞； 精度高，本科生課程設(shè)計(jì)（論文）5AD590 在- 55+-150范圍內(nèi)，非線性誤差僅為0.3。 圖3.1 AD590溫度傳感器3.2 溫度采集電路的設(shè)計(jì)前向通道是信息采集的通道, 主要包括溫度傳感器、信號(hào)放大、A/D 轉(zhuǎn)換電路組成的信號(hào)采集電路和以單片機(jī)為核心的信號(hào)處理電路.水溫經(jīng)溫度傳感器和信號(hào)放大電路產(chǎn)生 05V 的模擬電壓信號(hào)送人 A/D 轉(zhuǎn)換器,將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量通過系統(tǒng)總線送人單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理。圖 3.1 中溫度傳感器采

18、用 AD59O 將溫度變換為電流,與運(yùn)算放大器 Opo7 和電阻 Rl、VRI、RZ、VRZ 組成信號(hào)轉(zhuǎn)換與放大電路,將溫度轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。采用 ADC0804 把電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸送到單片機(jī)。3.3 溫度控制電路的設(shè)計(jì)本溫度控制系統(tǒng)采用通斷控制， 通過改變給定控制周期內(nèi)加熱器的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間，達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。系統(tǒng)控電路由雙向可控硅輸出型光電耦合器MOC3061 和雙向可控硅 BTA12 組成。當(dāng)單片機(jī)的 P1.6 口輸出低電平時(shí)，同向驅(qū)動(dòng)器 7407 輸出低電平，MOC3061 的輸入端有電流輸入，輸出端的雙向可控硅導(dǎo)通,觸發(fā)外部的雙向可控硅 BTA12 導(dǎo)通，加熱器通電；當(dāng) P1

19、.6 端輸出高電平時(shí)，MOC3061 輸出端的雙向可控硅關(guān)斷，外部的雙向可控硅 BTA12 也關(guān)斷，加熱器斷電。3.4 鍵盤輸入電路本次設(shè)計(jì)要求由溫度傳感器、信號(hào)放大電路和 A/D 轉(zhuǎn)換器采集溫度，與設(shè)定值進(jìn)行比較，所以要向單片機(jī)內(nèi)輸入預(yù)定溫度值。而此次要求控制溫度范圍在本科生課程設(shè)計(jì)（論文）63565之間，所以鍵盤輸入電路設(shè)計(jì)了四個(gè)按鍵輸入，其中一個(gè)按鍵設(shè)置輸入 3565 中的任意一個(gè)數(shù)字；兩個(gè)按鍵分別定義為“加 1”、“減 1”，這樣就可以改變輸入的數(shù)值；另一按鍵設(shè)置為復(fù)位，當(dāng)按下時(shí)及返回溫度設(shè)定值。固能滿足本次設(shè)計(jì)要求。3.5 顯示電路本系統(tǒng)顯示電路是由兩個(gè)譯碼驅(qū)動(dòng)芯片CD4511和兩個(gè)

20、LED（數(shù)碼管）顯示器構(gòu)成，兩個(gè)發(fā)光數(shù)碼管分別顯示溫度值的個(gè)位值、十位值。CD4511是一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)共陰極LED顯示器的BCD碼七段碼譯碼器，該芯片具有BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動(dòng)功能的CMOS電路能提供較大的上拉電流，直接驅(qū)動(dòng)LED顯示器。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）73.6 系統(tǒng)原理圖123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:5-Jan-2014 Sheet of File:C:Documents and SettingsAdministrator加加2keshe.ddbDrawn By:LTBI LEcdefghabCD45

21、11abcdefghLMLED1LE D1LTBI LEcdefghabCD4511abcdefghLMLED2LE D2DB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7CSRDWRINTRVCCCLKRCLKINVIN-VIN+DG NDVREF/2AG NDADC0804+24V12Mh22pf22pf22pf1K加加加加1kRES21005KGNDV CCGND+5V123AD58130K81K30K10K12AD590GNDGNDGND+15V-15V+15V5K+15VP0.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RESETP3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P

22、3.0P3.6P3.7XTAL 2XTAL 1GNDVCC P0.5 P0.6 P0.7 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 EA ALE PSEN P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7AT89C51+5V150PFD1D2+5V+24V+-NCNCT1T230036039360V CCM OC36010.01ufBTA12220V圖 3.1 系統(tǒng)原理圖本科生課程設(shè)計(jì)（論文）8 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 4.1 流程圖的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)通過溫度傳感器檢測(cè)電熱水器內(nèi)實(shí)際溫度， 由ADC0804將溫度傳感器輸出的信號(hào)經(jīng)放大后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)， 存入AT8

23、9C51的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器， 經(jīng)處理送LCD 顯示，并將采集值與設(shè)定值進(jìn)行比較，經(jīng)過PID 運(yùn)算得到控制量并由單片機(jī)輸出去控制加熱器。4.1 程序流程圖42 系統(tǒng)控制算法本控制系統(tǒng)中， 使用的是數(shù)字PID 控制器。PID 控制器是一種線性控制器， 它將設(shè)定值與測(cè)量值之間偏差的比例（P） 、積分（I） 、微分（D） 通過線性組合構(gòu)成控制量，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制。1、采用兩個(gè)慣性環(huán)節(jié)串聯(lián)成實(shí)驗(yàn)被控對(duì)象，T1=1秒，T2=0.5秒，K0=2。GO(s)= 15 . 0211sssesTK1002、其外部接線圖如圖4.2所示，將函數(shù)發(fā)生器B5單元作為信號(hào)發(fā)生器，矩形波輸出施加于被測(cè)系統(tǒng)的輸入端，用LABA

24、CT程序測(cè)得其從0V階躍到5V時(shí)被控對(duì)象的響應(yīng)曲線如圖4.3所示。啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換完成讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果轉(zhuǎn)換結(jié)果處理發(fā)送溫度調(diào)用 PID延時(shí) 1 秒初始化YN本科生課程設(shè)計(jì)（論文）9圖4.3 被控對(duì)象的響應(yīng)曲線4、通常取Y0（t1）=0.3Y0(), Y0（t2）=0.7Y0()，所以從其響應(yīng)曲線中測(cè)得t1=0.81s，t2=1.81s。因此求得：T0=1.180s，=0.389s。5、用工程整定法求得數(shù)字PID調(diào)節(jié)控制參數(shù)KP=0.358，TI=0.733，TD=0.135。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）10第 5 章 系統(tǒng)測(cè)試與分析/實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析構(gòu)造模擬電路圖如圖 5.1 所示，應(yīng)用 LABACT 軟

25、件調(diào)試。設(shè)置其參數(shù)KP=0.358，TI=0.733，TD=0.135 后，得到其響應(yīng)曲線如圖 5.2 所示。圖 5.2 系統(tǒng)仿真曲線本科生課程設(shè)計(jì)（論文）11第 6 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)隨著電子技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著大規(guī)模集成電路的產(chǎn)生，給人們的生活帶來了根本性的變化，如果說微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)使現(xiàn)代的科學(xué)研究得到了質(zhì)的飛躍，那么單片機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)控制測(cè)控領(lǐng)域帶來了一次新的革命。應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，采用 PID 調(diào)節(jié)算法，使電熱水器恒溫控制器更好地調(diào)節(jié)溫度，固滿足人們的使用需求。現(xiàn)在電熱水器是一種可供洗手間、浴室及廚房使用的家用電器，市場(chǎng)上傳統(tǒng)的機(jī)械式電熱水器控制精度低、可靠性差，隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)電熱水器的要求越來越高，越趨向于智能化和數(shù)字化。本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)熱水器恒溫控制器的方案，用溫度傳感器 AD590 檢測(cè)溫度信號(hào)，經(jīng)信號(hào)放大后，采用 ADC0804 模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送到單片機(jī)處理。單片機(jī)根據(jù)鍵盤輸入的預(yù)設(shè)目標(biāo)溫度和采集的實(shí)時(shí)溫度進(jìn)行PID 調(diào)節(jié)后，輸出控制信號(hào)，經(jīng)功率放大電路、光電耦合電路、雙向