畢業(yè)設(shè)計（論文）PID溫度控制器的設(shè)計

畢業(yè)設(shè)計（論文）PID溫度控制器的設(shè)計河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計論文PID溫度控制器的設(shè)計系部專業(yè)班級姓名學號指導老師二零一二年五月

摘要隨著控制理論和電子技術(shù)的發(fā)展工業(yè)控制器的適應(yīng)能力增強和高度智能化正逐步成為現(xiàn)實其中以單片機為核心實現(xiàn)的數(shù)字控制器因其體積小成本低功能強簡便易行而得到廣泛應(yīng)用本文詳細闡述了基于MCS51單片機的溫度控制系統(tǒng)的硬件組成軟件設(shè)計及相關(guān)的接口電路設(shè)計ATMEL公司的AT89C52單片機為核心進行系統(tǒng)硬件設(shè)計輸入通道采用6675輸出通道采用可控硅作為輸出單元大大地簡化了系統(tǒng)硬件電路通過對占空比的調(diào)節(jié)可實現(xiàn)溫控箱溫度的自動控制由于輸入端與輸出端有光電隔離能夠有效地抑制干擾關(guān)鍵詞單片機溫度控制ABSTRACTWiththeimprovementofcontroltheoryandelectrictechnologytheintelligentcontrolforindustryhasbeenaccomplishing．ThedigitalcontrollerbasedonMicrocontrollerhasbeenappliedwidelyasitscabinetcubagelow-costabundantfunctionsimpleandconvenient．ThestructuresofatemperaturecontrolsystembasedontheMCS51singlechipareintroducedPIDthehardwarecompositionandthesoftwaredesignaredescribedTheexperimentdatashowsthatthedesignoftemperaturecontrolsystembasedonMicrocontrollerisavailabilityandrationality．ATMELcompanyAT89C52singlechipinthesystemasthecoreofhardwaredesigntheinputchannel6675OutputchannelasoutputunitUSESthesilicon-controlledrectifiergreatlysimplifiedthehardwarecircuitThroughtotheoccupiesemptiescomparedtoadjusttemperaturecontrolboxcanrealizetheautomatictemperaturecontrolBecausetheinputandoutputendhasphotoelectricisolationcaneffectivelyrestraintheinterferenceKeywordsThedigitalcontrollerMicrocontrollerTemperaturecontrolsystem

目錄第1章緒論 11．1概述 11．2溫度測控技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀 11．3系統(tǒng)總體設(shè)計方案 21．3．1系統(tǒng)性能要求 31．3．2系統(tǒng)性能特點 31．4本文主要工作及PID原理 31．4．1本文主要工作 31．4．2PID原理 4第2章硬件設(shè)計 72．1系統(tǒng)硬件總體結(jié) 72．2主控模塊器件選型及設(shè)計 82．2．1單片機的選用 82．2．3主控模塊設(shè)計 92．3輸入通道設(shè)計 112．3．1熱點偶6675溫度傳感器 1124輸出通道設(shè)計 132．5保護電路 142．6串行通信接口電路 142．7電源電路 152．8本章小結(jié) 16第3章軟件設(shè)計 173．1軟件組成 173．2主程序模塊 183．3數(shù)據(jù)采集模塊 183．4數(shù)據(jù)處理模塊 193．4．1數(shù)字濾波 193．4．2顯示處理 193．5本章小結(jié) 20第4章結(jié)論 214．1總結(jié) 214．2展望 21致謝 23參考文獻 24附錄部分源程序 261．顯示模塊源程序 26

第1章緒論1．1概述溫度是表征物體的冷熱程度最基本的物理量在很多生產(chǎn)過程中溫度的測量和控制都直接和安全生產(chǎn)提高生產(chǎn)效率保證產(chǎn)品質(zhì)量節(jié)約能源等重大技術(shù)經(jīng)濟指標相聯(lián)系因此溫度的測量與控制在國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域中均受到了相當程度的重視同場所同同產(chǎn)品工藝不同單片機是大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物屬于第四代電子計算機它是把中央處理單元CPU隨機存取存儲器RAM只讀存儲器ROM定時／計數(shù)器以及I／O輸入輸出接口電路等主要計算機部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機它的特點是功能強大運算速度快體積小巧價格低廉穩(wěn)定可靠應(yīng)用廣泛由此可見單片機來對溫度進行控制不僅具有組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點而且可以大從而能夠大大提高產(chǎn)因此單片機對溫度的控制問題是1．溫度測控技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀近年來溫度的檢測在理論上發(fā)展比較成熟但在實際測量和控制中如何保證快速實時地對溫度進行采樣確保數(shù)據(jù)的正確傳輸并能對所測溫度場進行較精確的控制仍然是目前需要解決的問題溫度測控技術(shù)包括溫度測量技術(shù)和溫度控制技術(shù)兩個方面在溫度的測量技術(shù)中接觸式測溫發(fā)展較早這種測量方法的優(yōu)點是簡單可靠低廉測量精度較高一般能夠測得真實溫度但由于檢測元件熱慣性的影響響應(yīng)時間較長對熱容量小的物體難以實現(xiàn)精確的測量并且該方法不適宜于對腐蝕性介質(zhì)測溫不能用于超高溫測量難于測量運動物體的溫度另外的非接觸式測溫方法是通過對輻的檢測來實現(xiàn)溫度測量的方法其優(yōu)點是不破壞被測溫場可以測量熱容量小的物體適于測量運動物體的溫度還可以測量區(qū)域的溫度分布響應(yīng)速度較快但也存在測量誤差較大儀表指示值一般僅代表物體表觀溫度測溫裝置結(jié)構(gòu)復雜價格昂貴等缺點因此在實際的溫度測量中要根據(jù)具體的測量對象選擇合適的測量方法在滿足測量精度要求的前提下盡量減少投入溫度控制技術(shù)按照控制目標的不同可分為兩類動態(tài)溫度跟蹤與恒值溫度控制動態(tài)溫度跟蹤實現(xiàn)的控制目標是使被控對象的溫度值按預(yù)先設(shè)定好的曲線進行變化恒值溫度控制的目的是使被控對象的溫度恒定在某一給定數(shù)值上且要求其波動幅度即穩(wěn)態(tài)誤差不能超過某允許值目前國內(nèi)溫控儀表的發(fā)展相對國外而言在性能方面還存在一定的差距它們之間最大的差別主要還是在控制算法方面具體表現(xiàn)為國內(nèi)溫控儀在全量程范圍內(nèi)溫度控制精度比較低自適應(yīng)性較差這種不足的原因是多方面造成的如針對不同的被控對象由于控制算法的不足而導致控制精度不穩(wěn)定1．系統(tǒng)總體設(shè)計方案本論文所討論的基于單片機的溫度控制系統(tǒng)是某型號氣相色譜儀的溫度控制子系統(tǒng)其目的是對兩個溫控箱的溫度進行恒值溫度控制溫控箱的溫度控制范圍在室溫到攝氏600度之間溫度控制的精度要求為±0．1℃下面討論系統(tǒng)的總體設(shè)計方案包括系統(tǒng)的性能要求及特點以及系統(tǒng)的軟硬件方案分析1．3．1系統(tǒng)性能要求可以人為方便地通過控制面板或PC機設(shè)定控制期望的溫度值系統(tǒng)應(yīng)能自動將溫控箱加熱至此設(shè)定溫度值并能保持直至重新設(shè)定為另一溫度值即能實現(xiàn)溫度的自動控制能夠?qū)崿F(xiàn)對溫控箱溫度的測量并且通過控制面板上的液晶顯示實時的顯示出來具有加熱保護功能的安全性要求如果實際測得的溫控箱溫度值超過了系統(tǒng)規(guī)定的安全溫度保護電路就會做出反應(yīng)從而對溫控箱實現(xiàn)超溫保護模塊化設(shè)計安裝拆卸簡單維修方便系統(tǒng)可靠性高不易出故障盡量采用典型通用的器件一旦損壞易于在市場上買到同樣零部件進行替換1．3．系統(tǒng)性能特點控制主板采用AT89C52作為核心芯片作為與MCS51系列兼容的單片機無論在運算速度還是在內(nèi)部資源上均可勝任本系統(tǒng)的性能要求根據(jù)溫控箱測溫范圍的要求本系統(tǒng)適合采用熱電偶作為溫度傳感器而信號很微弱僅約40μV／℃需要精密放大器對其進行放大按0℃分度冷端在非0℃情況下需進行溫度補償輸出的信號為模擬信號欲與單片機等數(shù)字電路接口時須進行A／D轉(zhuǎn)換熱電偶溫度傳感器為了簡化系統(tǒng)硬件控制量采用雙向可控硅輸出這樣就省去了D／A轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)1．本文主要工作及1．．1本文主要工作1在對溫度控制發(fā)展現(xiàn)狀系統(tǒng)控制要求進行研究的基礎(chǔ)上選擇了整個控制系統(tǒng)的控制方案2完成系統(tǒng)的硬件設(shè)計包括采樣電路A／D轉(zhuǎn)換電路主控制電路保護電路等等的設(shè)計3完成該系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括主程序模塊控制運算模塊數(shù)據(jù)輸入輸出及處理模塊等一些子功能模塊的設(shè)計1．．2其中KP為比例系數(shù)e為差值信號eT-TsetT溫度測量值Tset溫度設(shè)定值Ti為積分常數(shù)Td為微分常數(shù)V0V0-1為當時及前一時刻的控制量比例控制P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成比例關(guān)系當僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差積分控制I在積分控制中控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系對一個自動控制系統(tǒng)如果在進入穩(wěn)態(tài)誤差則稱這個控制系統(tǒng)是有差系統(tǒng)為了消除穩(wěn)態(tài)誤差在控制器中必須引入積分項積分項對誤差取決于時間的積分隨著時間的增加積分項會增大這樣即便誤差很小積分項也會隨著時間的增加而增大它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進一步減小直到等于零因此比例積分PI控制器可以使系統(tǒng)在進入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差微分控制D在微分控制中控制器的輸出與輸入誤差信號的微分成正比關(guān)系自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)其原因是由于存在有較大慣性環(huán)節(jié)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接近零時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往往是不夠的比例項的作用僅是放大誤差的幅值而目前需要增加的是微分項它能預(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值從而避免了被控制量的嚴重超調(diào)所以對有較大慣性或滯后的被控對象比例微分PD控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動態(tài)特性實現(xiàn)PID控制原理的具體方法因系統(tǒng)的不同而不同在我們的系統(tǒng)中采用了增量式計算方法而控制量的輸出則采用了位置式的輸出形式在數(shù)值控制系統(tǒng)中其控制規(guī)律的數(shù)學模型演化為其中T為采集周期eiei-1ei-2為此時刻前一時刻再前一時刻的差值信號這種方法的好處在于只需保持前三時刻的差值信號同時輸出控制量的初始設(shè)定值不必準確就能較快地進入穩(wěn)定控制過程PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計的核心內(nèi)容它是根據(jù)被控過程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)積分時間和微分時間的大小PID控制器參數(shù)整定的方法很多概括起來有兩大類一是理論計算整定法它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學模型經(jīng)過理論計算確定控制器參數(shù)這種方法所得到的計算數(shù)據(jù)未必可以直接用還必須通過工程實際進行調(diào)整和修改二是工程整定方法它主要依賴工程經(jīng)驗直接在控制系統(tǒng)的試驗中進行且方法簡單易于掌握在工程實際中被廣泛采用PID控制器參數(shù)的工程整定方法主要有臨界比例法反應(yīng)曲線法和衰減法三種方法各有其特點其共同點都是通過試驗然后按照工程經(jīng)驗公式對控制器參數(shù)進行整定但無論采用哪一種方法所得到的控制器參數(shù)都需要在實際運行中進行最后調(diào)整與完善現(xiàn)在一般采用的是臨界比例法利用該方法進行PID控制器參數(shù)的整定步驟如下1首先預(yù)選擇一個足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作2僅加入比例控制環(huán)節(jié)直到系統(tǒng)對輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩記下這時的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期3在一定的控制度下通過公式計算得到PID控制器的參數(shù)第2章硬件設(shè)計2．1系統(tǒng)硬件總體結(jié)本文所研究的溫度控制系統(tǒng)硬件部分按功能大致可以分為以下幾個部分單片機主控模塊輸入通道輸出通道保護電路等硬件總體結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示由結(jié)構(gòu)框圖可見溫度控制系統(tǒng)以AT89C52單片機為核心并擴展外部存儲器構(gòu)成主控模塊溫控箱的溫度由電溫度傳感器檢測并轉(zhuǎn)換成微弱的電壓信號再通過12位的A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量此數(shù)字量經(jīng)過數(shù)字濾波之后一方面將溫控箱的溫度通過控制面板上的液晶顯示器顯示出來另一方面將該溫度值與設(shè)定的溫度值進行比較根據(jù)其偏差值的大小采用PID控制算法進行運算最后通過控制雙向可控硅控制周期內(nèi)的通斷占空比即控制溫控箱加熱平均功率的大小進而達到對溫控箱溫度進行控制的目的如果實際測得的溫度值超過了系統(tǒng)給定的極限安全溫度保護電路會做出反應(yīng)從而保護溫控箱2．2主控模塊器件選型及設(shè)計2．2．單片機AT89C52是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓高性能CMOS8位單片機片內(nèi)含8kbytes的可反復擦寫的Flash只讀256bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器RAM器件采用ATMEL公司的高密度非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)與標MCS-51指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容片內(nèi)置通用8位中央處理器CPU和Flash存儲單元功能強大AT89C52單AT89C52單片機DIP封裝的引腳如圖2-2所示AT89C52的1與MCS51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容8k字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲器1000次擦寫周期0Hz24MHz5三級加密程序存儲器6256×8字節(jié)內(nèi)部RAM32個可編程IO口線3個16位定時計數(shù)器8個中斷源UART通道圖2-2DIP封裝的AT89C52單片機引腳2．2．3主控模塊設(shè)計主控模塊電路由AT89C52單片機外部時鐘電路復位電路存儲器擴展電路組成本系統(tǒng)中采用上電復位和手動復位鍵復位相結(jié)合的方式系統(tǒng)時鐘電路設(shè)計采用內(nèi)部方式AT89C52內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器這個放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個自激振蕩器外接晶體諧振器以及電容構(gòu)成并聯(lián)諧振電路接在放大器的反饋回路中本系統(tǒng)電路采用的晶體振蕩器頻率為11．0592MHz采用這種頻率的晶體振蕩器的復位電路和時鐘電路如圖2-所示圖2-復位電路和時鐘電路2．3輸入通道設(shè)計2．3．1溫度傳感器IM公司新近開發(fā)出一種K型熱電偶信號轉(zhuǎn)換器IC66756675的內(nèi)部由精密運算放大器基準電源冷端補償二極管模擬開關(guān)數(shù)字控制器及ADC電路構(gòu)成完成熱電偶微弱信號的放大冷端補償和A／D轉(zhuǎn)換功能使溫度測量的前端電路變得十分簡單6675采用了12位的ADC溫度測量范圍為01024℃在0700℃范圍內(nèi)轉(zhuǎn)換精度為±8個字供電電源為3050V分辨率為025℃轉(zhuǎn)換時間約為017s6675采用8腳SO形式封裝圖為引腳排列圖T接K型熱電偶的正極鎳鉻合金T-接K型熱電偶的負極鎳硅合金或鎳鋁合金片選信號端CS為高電平時啟動溫度轉(zhuǎn)換低電平時允許數(shù)據(jù)輸出SCK為時鐘輸入端SO為數(shù)據(jù)輸出端溫度轉(zhuǎn)換后的12位數(shù)據(jù)由該腳以SPI方式輸出6675內(nèi)部具有將熱點偶信號轉(zhuǎn)換為與ADC輸入通道兼容電壓的信號調(diào)節(jié)放大器T和T-輸入端連接到低噪音放大器A1以保證檢測輸入的高精度同時使用熱電偶連接導線與干擾源隔離熱電偶輸出的熱電勢經(jīng)低噪音放大器A1放大再經(jīng)過A2電壓跟隨器緩沖后被送至ADC的輸入端在將溫度電壓值轉(zhuǎn)換為相等的溫度值之前它需要對熱電偶的冷端溫度進行補償冷端溫度即是6675周圍溫度與0℃實際參考值之間的差值對于K型熱電偶電壓變化率為41uV℃電壓由線性公式Vout41uV℃×（tR-tAMB）來近似熱電偶的特性上式中Vout為熱電偶輸出電壓mVtR是測量點溫度tAMB是周圍溫度冷端補償熱電偶的功能是檢測熱、冷端的差值熱電偶熱節(jié)點溫度可在01024℃范圍變化冷端即安裝6675的電路板周圍溫度此溫度在-20-85℃范圍內(nèi)變化當冷端溫度波動時6675仍能精確檢測熱端的溫度變化6675是通過冷端補償檢測和校正周圍溫度變化的該器件可將周圍溫度通過內(nèi)部的溫度檢測二極管轉(zhuǎn)換溫度補償電壓為了產(chǎn)生實際熱電偶溫度測量值6675從熱電偶的輸出和檢測二極管的輸出測量電壓該器件內(nèi)部電路將二極管電壓和熱電偶電壓送到ADC中轉(zhuǎn)換以計算熱電偶的熱端溫度當熱電偶的冷端與芯片溫度相等時6675可獲得最佳的測量精度因此在實際測溫應(yīng)用時應(yīng)盡量避免在6675附近放置發(fā)熱器件或元件因為這樣會造成冷端誤差如圖2-5所示6675的連接圖2-56675的連接SPI接口6675采用標準的SPI串行外設(shè)與MCU接口且6675只能作為從設(shè)備6675S0端輸出溫度數(shù)據(jù)的格式如表2-6所示6675SPI接口時序如圖2-7所示6675從SPI串行接口輸出數(shù)據(jù)的過程如下MCU使CS變低并提供時鐘信號給SCK由SO讀取測量結(jié)果CS變低將停止任何轉(zhuǎn)換過程CS變高將啟動一個新的轉(zhuǎn)換過程一個完整串行接口讀操作需要16個時鐘周期在時鐘的下降沿讀16個輸出位第1位和第15位是一偽標志位并總為0第14位到第3位為以MSB到LSB順序排列的轉(zhuǎn)換溫度值第2位平時為底當熱電偶輸入開放時為高開放熱電偶檢測電路完全由6675實現(xiàn)為開放熱電偶檢測器操作T-必須接地并使能地點盡可能接近GND腳第1位為低以提供6675器件身份碼第0位為三態(tài)表2-66675SO端輸出數(shù)據(jù)的格式Bit 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 MSB LSB Therestate 圖2-76675SPI接口時序24輸出通道設(shè)計本系統(tǒng)中與可控硅配套使用的是MOC3041光電耦合雙向可控硅驅(qū)動器MOC3041輸出部分是硅光敏雙向可控硅還帶有過零觸發(fā)檢測器以保證電壓接近零時觸發(fā)可控硅可控硅輸出電路如圖2-所示圖2-可控硅輸出電路2．5保護電路保護電路的作用是對溫控箱進行過溫保護其電路圖2-所示圖2-2．6串行通信接口電路系統(tǒng)設(shè)計采用IM公司的RS-232接口芯232這是一種標準的RS232接口芯片232只需5V電源供電其內(nèi)部的電源變化成±10V電源用于RS232通信該芯片集成有兩路收發(fā)器可將單片機輸入的TTL／CMOS電平轉(zhuǎn)換為RS232電平發(fā)送給PC機或?qū)腜C機接收的RS232電平轉(zhuǎn)換為TTL／CMOS電平發(fā)送給單片機232為雙列直插16腳封裝系統(tǒng)串口通信電路如圖2-所示圖2-串口通信電路2．7電源電路計中選用了LM7805提供5V電源電路如圖2-1所示圖2-12．本章小結(jié)本章主要介紹了溫度控制系統(tǒng)的硬件電路主要模塊的設(shè)計第3章軟件設(shè)計3．1軟件組成由于整個系統(tǒng)軟件比較復雜為了便于編寫調(diào)試修改和增刪系統(tǒng)程序的編制適合采用模塊化的程序結(jié)構(gòu)故要求整個控制系統(tǒng)軟件由許多獨立的小模塊組成它們之間通過軟件接口連接遵循模塊內(nèi)數(shù)據(jù)關(guān)系緊湊模塊間數(shù)據(jù)關(guān)系松散的原則將各功能模塊組織成模塊化的軟件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的軟件主要由主程序模塊數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)處理模塊控制算法模塊等組成主模塊的功能是為其余幾個模塊構(gòu)建整體框架及初始化工作數(shù)據(jù)采集模塊的作用是將A／D轉(zhuǎn)換的數(shù)字量采集并儲存到存儲器中數(shù)據(jù)處理模塊是將采集到的數(shù)據(jù)進行一系列的處理其中最重要的是數(shù)字濾波程序控制算法模塊完成控制系統(tǒng)的PID運算并且輸出控制量3．2主程序模塊主程序模塊要做的主要工作是上電后對系統(tǒng)初始化和構(gòu)建系統(tǒng)整體軟件框架其中初始化包括對單片機的初始化6675芯片初始化和串口初始化等然后等待溫度設(shè)定若溫度已經(jīng)設(shè)定好了判斷系統(tǒng)運行鍵是否按下若系統(tǒng)運行則依次調(diào)用各個相關(guān)模塊循環(huán)控制直到系統(tǒng)停止運行主程序模塊的程序流程圖如圖3所示3．數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)采集模塊的任務(wù)是負責溫度信號的采集以及將采集到的模擬量通過A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字量提供給單片機數(shù)據(jù)采集模塊的程序流程圖如圖3-和圖3-所示3．數(shù)據(jù)處理模塊3．．1數(shù)字濾波常用的數(shù)字濾波方法有程序判斷濾波法中值濾波法算術(shù)平均濾波法一階滯后濾波法去極值平均濾波法等等6次數(shù)據(jù)然6次采樣的數(shù)據(jù)由小到大排序分別去掉最小值和最大值將剩余的4個數(shù)A／D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量3-4所示附錄中給出了去極值平均濾波的3．．2顯示處理顯示處理模塊主要完成人機交互作用具體實現(xiàn)將采樣溫度值設(shè)定溫度值以字符的形式通過液晶顯示出來本系統(tǒng)采用HOLTEK公司生產(chǎn)的LCD顯示器專用驅(qū)動芯片HTl621驅(qū)動HTl621內(nèi)部具有32×4位顯示RAM用于存儲顯示數(shù)據(jù)顯示RAM內(nèi)部由32個地址連續(xù)的RAM單元組成從地址為O的單元至地址為31的單元分別對應(yīng)段電極輸出SEG0至SEG31其中每一RAM單元又分為4位從低位至高位分別對應(yīng)背電極輸出COM0至COM3附錄中給出了顯示處理模塊的源程序3．本章小結(jié)本章在分析了系統(tǒng)軟件組成的基礎(chǔ)之上采用傳統(tǒng)的前后臺方式編制系統(tǒng)軟件分別介紹了系統(tǒng)中的主程序模塊數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)處理模塊并在此基礎(chǔ)上討論了系統(tǒng)的軟件抗干擾措施第章結(jié)論．1總結(jié)溫度控制在工業(yè)生產(chǎn)中起著非常重要的作用本文完成了基于單片機的溫度控制系統(tǒng)的開發(fā)包括系統(tǒng)的硬件開發(fā)軟件編程等在論文完成過程中主要做的工作有1以ATMEL公司的AT89C52單片機為核心進行系統(tǒng)硬件設(shè)計輸入通道采用6675輸出通道采用可控硅作為輸出單元大大地簡化了系統(tǒng)硬件電路通過對占空比的調(diào)節(jié)可實現(xiàn)溫控箱溫度的自動控制由于輸入端與輸出端有光電隔離能夠有效地抑制干擾2采用語言對系統(tǒng)的軟件編程這大大縮短了軟件的開發(fā)周期為了便于編寫調(diào)試修改和增刪系統(tǒng)軟件的編制采用了模塊化的設(shè)計方法．2展望本系統(tǒng)使用的AT89C52屬于與MCS51系列兼容的8位單片機這種單片機本身資源較少不利于系統(tǒng)的擴展目前日益普及的基于ARM或DSP結(jié)構(gòu)的微控制器在系統(tǒng)擴展能力處理數(shù)據(jù)的能力各個方面都遠遠超出了8位單片機傳統(tǒng)的單片機編程采用時間片輪轉(zhuǎn)的方式即將實時性要求不高的工作放在主函數(shù)之中依次輪流執(zhí)行實時性要求高的使用中斷技術(shù)及時處理這樣構(gòu)成前后臺處理程序程序中間通過軟件標志全局變量等完成通信與聯(lián)絡(luò)本系統(tǒng)的軟件就是基于這種方式開發(fā)的隨著微處理器芯片性能的提升價格的下降及對軟件的可重用性可維護性的提高采用實時操作系統(tǒng)RTOS已經(jīng)成為大勢所趨結(jié)合上面的論述今后還需要做進一步的研究和解決的問題有1硬件方面采用DSPARM或者利用第一章提到的片上系統(tǒng)SOC對系統(tǒng)的硬件進行重新設(shè)計2軟件方面摒棄傳統(tǒng)的前后臺系統(tǒng)軟件編程模式改用基于實時操作系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件開發(fā)致謝參考文獻[]陳忠華．基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]．大連理工大學碩士學位論文2006[]齊志才趙繼?。甅CS51系列單片機原理及接口技術(shù)[M]．北京中國建筑工業(yè)出版社2005[]賴壽宏．微型計算機控制技術(shù)[M]．北京機械工業(yè)出版社1999[]王幸之王雷翟成等．單片機應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)[M]．北京北京航空航天大學出版社1999[]薛定宇．控制系統(tǒng)計算機輔助設(shè)計第二版[M]．北京清華大學出版社2006[]李朝青．單片機DSP外圍數(shù)字IC技術(shù)手冊第二版[M]．北京北京航空航天大學出版社2005[]王海寧基于單片機的溫度控制系統(tǒng)的研究[D]合肥工業(yè)大學碩士學位論文2008[]馮博琴主編．微型計算機原理與接口技術(shù)[M]．北京清華大學出版社2006[]張宇．高精度恒溫箱溫度控制理論研究與系統(tǒng)設(shè)計[D]．合肥工業(yè)大學碩士學位論文2005[]LjungLennard．TheoryAndPracticeofRecursiveIdentification[M]．TheMITpress1983[]imGertN．Helles．Ptl00鉑電阻溫度變送器[J]．世界電子元器件2003年第8期[1]于海生等．微型計算機控制技術(shù)[M]．北京清華大學出版社1999[1]IStaicaRMorrisMKaashoeketalChordAscalablepeer-to-peerlookupprotocolforInternetapplicationsinProceedingofNetworkingIEEEACMTransactions[14]譚浩強．C語言程序設(shè)計[M]．北京清華大學出版社1998[]薛定宇陳陽泉．基于MATLAB／Simulink的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用[M]．北京清華大學出版社2002[]胡壽松主編．自動控制原理第三版[M]．北京國防工業(yè)出版社l994附錄部分源程序．顯示模塊源程序unsignedcharcodedisp_code[22]0xa00xf00x000x600x600xd00x400xf00xc00x600xc00xb00xe00xb00x000xe00xe00xf00xc00xf00x000x00／functionvoidinit_htl621voiddescriptionthisfunctioninitializetheht162lparameternonereturnnone／voidinit_htl621voidwrite_command_htl6210x52write_command_htl6210x30write_command_htl62l0x0awrite_command_htl6210x08write_command_htl6210x02／functionvoidIcd_clrvoiddescriptionthisfunctionforlcdclearparameternonereturnnone／voidlcd_clrvoidunsignedcharifori0i6idisplay_htl6210x000x002iwrite_command_htl6210x06／／lcdon／functionvoiddisplay_ht1621unsignedchardisp_datalunsignedchardisp_data2unsignedchardisp_add_offsetdescriptionthisfunctionforhtl621displayparameterdisp_dataldisp_data2--displaycodedisp_add_offset--ramaddressfordisplayretunnone／voiddisplay_ht1621unsignedchardisp_datalunsignedchardisp_data2unsignedchardisp_add_offsetHTl621_CS0／／CS0write_byte_htl62110x80／／10l000000WRITERAM00Hwrite_byte_htl62180x40disp_add_offsetwrite_byte_htl6214disp_datalHTl621_WR1／／WR1delay050HTl621_CS1／／CS1delay050HTl621_CS0／／CS0write_byte_htl62110x80／／101000000WRITERAM00Hwrite_byte_htl62180x40disp_add_offset1write_byte_htl6214disp_data2HTl621_WR1／／WR1delay050HT621_CS1／／CS1／functionvoidwrite_command_htl621unsignedcharcomma