計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)-溫度采集

1、<p><b>　　1.　引言</b></p><p>　　近年來(lái)，單片微型計(jì)算機(jī)以其強(qiáng)大的生命力飛速發(fā)展，在工業(yè)控制、智能儀器儀表、智能化設(shè)備和家用電器等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，因而引起了各行各業(yè)的極大關(guān)注，有著廣闊的發(fā)展前景。單片機(jī)具有體積小、重量輕、耗能省、價(jià)格低、可靠性高和通用靈活等優(yōu)點(diǎn)，因此也廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星定向、汽車火花控制、交通自動(dòng)管理和微波爐等專用控制上，它已滲透到諸多

2、學(xué)科的領(lǐng)域，以及人們生活的各個(gè)方面[1]。而在單片機(jī)的一個(gè)重要的領(lǐng)域，就有一種基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)溫度測(cè)量的要求越來(lái)越高，測(cè)量的范圍也越來(lái)越廣，對(duì)溫度的控制技術(shù)的要求也進(jìn)一步加強(qiáng)。因此，溫度控制技術(shù)研究也是一個(gè)重要的研究課題。</p><p>　　溫度測(cè)控系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，它是用溫度傳感器將檢測(cè)到的實(shí)際溫度A/D轉(zhuǎn)換，送入計(jì)算機(jī)中，與設(shè)定值進(jìn)行比較，得出偏差。對(duì)此偏差進(jìn)行修正

3、，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制[2]。溫度測(cè)控系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用，如倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)、家禽養(yǎng)殖以及許多工業(yè)生產(chǎn)，都需要對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行監(jiān)視和控制[3]。</p><p>　　有一種采用模糊控制來(lái)設(shè)計(jì)溫控系統(tǒng)[4]，模糊控制技術(shù)是基于模糊集合理論發(fā)展起來(lái)的一門前沿高新技術(shù)，具有精度高，響應(yīng)快，過(guò)度過(guò)程超調(diào)量小適應(yīng)性強(qiáng)，控制規(guī)律簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，應(yīng)用日益廣泛。</p><p>　　在國(guó)外，一種電子溫

4、度控制系統(tǒng)專門運(yùn)用于管道上的混合閥控制[5]，對(duì)于它的環(huán)增益控制單位至少大約要和混合閥的瞬時(shí)斜坡特性曲線成反比，而斜坡特性曲線是由閥門的開放的瞬時(shí)值，以及冷和熱的補(bǔ)給溫度和混合溫度決定的，其控制精度要求很高，而且決定因素很多，可見(jiàn)該電子溫度控制系統(tǒng)的要求多高。另一種的溫度控制系統(tǒng)是在其中加入中心恒溫器[6]，用于對(duì)電加熱和電冷卻設(shè)備進(jìn)行控制，使設(shè)備在一定區(qū)域內(nèi)，保持一定范圍內(nèi)的溫度，這種溫控系統(tǒng)的恒溫器非常多元化，它通過(guò)區(qū)域內(nèi)的電力導(dǎo)體

5、與控制器聯(lián)系，通訊，然后根據(jù)溫度狀況改變恒溫器的設(shè)定值。</p><p>　　目前大多數(shù)溫度控制系統(tǒng)都具有溫度時(shí)延、控制精度不夠、智能程度低等缺點(diǎn)[7]，而單片機(jī)溫控系統(tǒng)可以很好的運(yùn)用于實(shí)際的生活和生產(chǎn)中，同時(shí)投入也不大，成本低，具有很好的實(shí)際運(yùn)用價(jià)值，所以對(duì)于溫度控制系統(tǒng)的研究單片機(jī)溫控系統(tǒng)是個(gè)很好的典范，也是主要的發(fā)展方向，同時(shí)加入一些先進(jìn)的控制整定技術(shù)可以使其控制的精度大大提高，對(duì)未來(lái)的發(fā)展有很大的意義[8

6、]。</p><p><b>　　2.　設(shè)計(jì)方案思路</b></p><p>　　溫度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路是采用一個(gè)控制芯片，將采集進(jìn)來(lái)的信號(hào)，進(jìn)行放大，調(diào)幅，濾波，最后通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后，輸入到控制芯片中，通過(guò)程序?qū)⒏鱾€(gè)模塊連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)整套系統(tǒng)的功能。</p><p>　　可見(jiàn)，控制芯片的選擇最重要。文獻(xiàn)[9]提出了以PLC作為控制器的加熱

7、爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)了加熱爐電阻絲兩端的電壓和加熱爐溫度的控制。PLC具有抗干擾強(qiáng)，穩(wěn)定性高，可靠性好等特點(diǎn)，但是其控制精度不高，且成本較高，不容易進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)用性不強(qiáng)。而單片機(jī)相比PLC有成本低，功耗低，功能強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，方便進(jìn)行試驗(yàn)和研究，課題采用單片機(jī)作為控制芯片。</p><p>　　測(cè)量溫度有很多傳感器。如熱電偶的測(cè)溫范圍廣，但靈敏度較低；熱敏電阻靈敏度高，但工作溫度范圍較窄。而集成溫度傳感器利用了

8、半導(dǎo)體PN 結(jié)電流電壓特性和溫度的相關(guān)性，與熱電偶、熱敏電阻相比，具有輸出線性好，測(cè)溫精度較高的優(yōu)點(diǎn)。課題采用AD590作為溫度傳感器。</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換芯片的選擇ADC0809，該芯片帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS組件，可以與單片機(jī)直接接口。</p><p>　　最后整體方案是用AD590采集溫度，經(jīng)過(guò)采集電路放大，濾波之后，通過(guò)AD

9、C0809轉(zhuǎn)換，輸入單片機(jī)AT89C51，經(jīng)過(guò)程序處理最后直觀的呈現(xiàn)在液晶上。</p><p>　　3.　溫度測(cè)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1　芯片介紹</b></p><p>　　3.1.1　AT89C51單片機(jī) </p><p>　　Atmel公司的AT89C51是一種低功耗、高性能的片內(nèi)含有4

10、kB快閃可編程/擦除只讀存儲(chǔ)器(FPER—OM)的8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存儲(chǔ)器技術(shù)制造，并且與80C51引腳和指令系統(tǒng)完全兼容[10]。</p><p>　　AT89C51具有40管腳，有P0，P1，P2，P3四個(gè)主要I/O口，每個(gè)口都分為八位，其中以P3口功能最強(qiáng)大，是單片機(jī)的主要功能口，AT89C51的引腳圖如圖1所示：</p><p>　　圖1　AT89C51的引腳

11、圖</p><p>　　3.1.2　ADC0809轉(zhuǎn)換器</p><p>　　ADC0809是一種8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，帶8個(gè)模擬量輸入通道，芯片內(nèi)有通道地址譯碼鎖存器，有輸出三態(tài)數(shù)據(jù)鎖存器，啟動(dòng)信號(hào)為脈沖啟動(dòng)方式，每個(gè)通道的轉(zhuǎn)換大約為100μS，可以與單片機(jī)直接接口。ADC0809的引腳圖如圖2所示：</p><p>　　圖2　ADC0809的引腳圖<

12、/p><p>　　ADC0809可處理8路模擬量輸入，有三態(tài)輸出能力，既可與各種微處理器相連，也可單獨(dú)工作。多路開關(guān)可選通8個(gè)模擬通道IN0～I(xiàn)N7，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖存器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。</p><p>　　3.1.3　AD590溫度傳感器</p><p&g

13、t;　　AD590是美國(guó)AD公司研制的一種電流式集成溫度傳感器[11]。其直流工作電壓為+4V到+30V，當(dāng)電源電壓由5V向10V變化時(shí)，其電流變化僅為0.2μA/V，最佳使用溫度范圍-55℃～+150℃，在此測(cè)溫范圍內(nèi)，測(cè)量誤差為±0.5℃，測(cè)量分辨率為0.1℃。</p><p>　　AD590的主要特性：</p><p>　?。?）具有良好的線性和互換性，測(cè)量精度高，并具有消

14、除電源波動(dòng)的特性[12]。</p><p>　?。?）僅需+ 4V到+30V的直流工作電壓，不需要傳送器、濾波器和線性化電路等。</p><p>　?。?）具有優(yōu)良的干擾抑制比，只需很小的功率(115mW)。</p><p>　?。?）電源電壓漂移和波紋不敏感。</p><p>　?。?）電氣上耐用，可承受+44V正向電壓，+20V反向電壓，

15、不必?fù)?dān)心管腳接錯(cuò)。</p><p>　　AD590管腳排列如圖3所示：</p><p>　　圖3　AD590管腳排列</p><p>　　3.2　溫度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　總體框圖如圖4所示，以單片機(jī)系統(tǒng)為核心，通過(guò)溫度傳感器AD590將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，放大后，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809將送進(jìn)來(lái)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字

16、信號(hào)后送到單片機(jī)處理，并將采集的溫度值與鍵盤設(shè)定的溫度值進(jìn)行比較，通過(guò)內(nèi)部的程序處理，將最后的結(jié)果顯示在液晶上。</p><p><b>　　圖４　系統(tǒng)總體框圖</b></p><p>　　主要模塊：AD590采集測(cè)溫模塊，ADC0809和AT89C51的A/D轉(zhuǎn)換和主控制模塊，液晶顯示模塊。為了增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性，各模塊獨(dú)立制板。</p><p&

17、gt;　　3.2.1　鍵盤設(shè)置電路</p><p>　　圖5　鍵盤與單片機(jī)的接口</p><p>　　鍵盤與單片機(jī)的接口電路如圖5所示，對(duì)于鍵盤的設(shè)置較簡(jiǎn)單，直接加在主模塊電路中，四個(gè)按鈕的作用分別為讀取當(dāng)前溫度，讀取設(shè)定溫度，增高設(shè)定溫度，減低設(shè)定溫度。控制鍵盤可以改變閾值。</p><p>　　3.2.2　ADC0809和AT89C51的接口電路。</p&

18、gt;<p>　　圖6　ADC0809和AT89C51的接口電路圖</p><p>　　ADC0809和AT89C51的接口電路如圖6所示，單片機(jī)和ADC0809進(jìn)行接口是一種常見(jiàn)的單片機(jī)接口電路[13]，ADC0809可以將8通道的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，按一般的方法是先寫入一次某一模擬信號(hào)的地址，查詢ADC0809的EOC信號(hào)看其是否轉(zhuǎn)換完成，如果轉(zhuǎn)換完成了，就可以得到其數(shù)字。</p>

19、;<p>　　當(dāng)?shù)刂匪嫘盘?hào)ALE為高電平時(shí)，C、B、A 三條線上的數(shù)據(jù)送入ADC0809內(nèi)部的地址鎖存器中，經(jīng)過(guò)譯碼器譯碼后選中某一通道。當(dāng)ALE=0時(shí)，地址鎖存器處于鎖存狀態(tài)，模擬開關(guān)始終與剛才選中的輸入通道接通。當(dāng)IN0通道的模擬量到達(dá)ADC0809時(shí)，并不是馬上開始A/D轉(zhuǎn)換，只有當(dāng)轉(zhuǎn)換信號(hào)START出現(xiàn)下降沿時(shí)才啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，當(dāng)START到達(dá)上升沿時(shí)，對(duì)ADC0809進(jìn)行復(fù)位。</p><p

20、>　　A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后，必須使ADC0809的允許輸出控制端OE為高電平，打開三態(tài)輸出鎖存器，單片機(jī)才能讀到A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。</p><p>　　一路的模擬量輸入，選擇IN0,通道地址線A，B，C全部接地。8位的數(shù)字量輸出和AT89C51的P0口八位相連，EOC-A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)和AT89C51的P3.3相連即外部中斷1，采用74LS74的雙D觸發(fā)器來(lái)構(gòu)成二分頻電路，ADC0809的A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程在時(shí)鐘信

21、號(hào)的協(xié)調(diào)下進(jìn)行。ADC0809的時(shí)鐘信號(hào)由CLOCK端送入。</p><p>　　3.2.3　AD590和采集電路和驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　圖7　AD590采集測(cè)量電路</p><p>　　AD590采集測(cè)量電路如圖7所示，溫度傳感器采用AD590，之后連接由運(yùn)算放大器OP07構(gòu)成的跟隨器，以提高輸出負(fù)載能力。要得到輸出電壓與實(shí)際采集到的溫度成線形比，必須對(duì)信

22、號(hào)進(jìn)行降壓和放大。對(duì)跟隨器的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)一級(jí)反向放大，再經(jīng)過(guò)一級(jí)反向求和降壓，可以提高精度，使整個(gè)溫度范圍內(nèi)保持良好的線性。</p><p>　　電路的計(jì)算過(guò)程如下：</p><p>　　0℃~x℃時(shí) （1）</p><p><b>　?。?）</b></p><p&

23、gt;<b>　?。?）</b></p><p><b>　　（4）</b></p><p>　　則： （5）</p><p>　　其中：電位器R7為10K，調(diào)節(jié)電位器R8，使為2.732V，電位器為10K。</p><

24、p>　　驅(qū)動(dòng)電路用紅綠發(fā)光二極管模擬加熱和降溫。紅燈表示加熱，綠燈表示降溫。</p><p>　　3.2.4　液晶顯示模塊</p><p><b>　　圖8　液晶顯示電路</b></p><p>　　液晶顯示電路如圖8所示，采用1602c液晶顯示，相比數(shù)碼管，液晶更直觀，程序設(shè)計(jì)也較簡(jiǎn)單，具有配置靈活，與單片機(jī)連接方便的特點(diǎn)。1602c液

25、晶采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中，3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)通過(guò)一個(gè)10K電位器調(diào)整對(duì)比度，4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。5腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。6腳：E端為使能端，E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線，通過(guò)一個(gè)十孔插槽，通過(guò)數(shù)

26、據(jù)線與單片機(jī)的P1口相連。</p><p>　　4.　溫度測(cè)控系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)</p><p>　　軟件采用C語(yǔ)言編寫，C語(yǔ)言屬于高級(jí)語(yǔ)言，具有通俗易懂，修改方便，語(yǔ)句簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)的編程語(yǔ)言中C語(yǔ)言的運(yùn)用很成熟，也很廣泛。課題中控制策略采用PID控制。PID控制，實(shí)際中也有PI和PD控制。PID控制就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制[14]。</p&g

27、t;<p>　　本系統(tǒng)PID算法由仿真軟件實(shí)現(xiàn)，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[15]。</p><p><b>　　4.1　主程序設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　圖9　主程序流程圖</b></p><p>　　主程序流程圖如圖9所示，程序一開始進(jìn)行初始化，

28、液晶清屏，使兩個(gè)發(fā)光二極管處于滅的狀態(tài)，之后設(shè)置并啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換以及鍵盤掃描，檢測(cè)是否有鍵按下，并分析。當(dāng)設(shè)置溫度的鍵按下，程序轉(zhuǎn)到溫度設(shè)置子程序中運(yùn)行，鍵盤掃描完后，對(duì)溫度進(jìn)行采樣，將采集的電壓經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的溫度值，在液晶上顯示，最后將采集的溫度和設(shè)置的溫度進(jìn)行比較，若采集的溫度比設(shè)置的溫度高，綠燈亮，反之，紅燈亮。</p><p><b>　　主程序段如下：</b></p

29、><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　EPIN=0; /*程序初始化*/</p><p>　　lcdreset();</p><p>　　ST=0; /*啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換*/</p>&l

30、t;p><b>　　OE=0;.</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　keyscan(); 　　/*調(diào)用鍵盤子程序*/</p><p><b>　　t0=i;</

31、b></p><p>　　if(count>=200) 　　/*采集兩百次再求平均值*/</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　count=0;</b></p><p>　　temp=temp/200;</p><p>　　tem

32、p=temp*2;</p><p><b>　　t0=t0*10;</b></p><p>　　if(t<t0) 　　/*采集設(shè)置的溫度進(jìn)行比較，比設(shè)置的溫度低，紅燈亮*/</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　led1=0;</b>

33、</p><p><b>　　led2=1;</b></p><p>　　} /*否則，綠燈亮*/</p><p><b>　　else </b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　led2

34、=0;</b></p><p><b>　　led1=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　｝</b></p><p>　　主程序完成A/D轉(zhuǎn)換的功能，以及調(diào)用鍵盤用來(lái)設(shè)置溫度的值，最后處理采集到的數(shù)據(jù)，并與設(shè)置的溫度值進(jìn)

35、行比較確定紅綠燈的亮滅情況。</p><p>　　4.2　鍵盤設(shè)置子程序</p><p>　　鍵盤設(shè)置子程序流程圖如圖10所示：</p><p>　　圖10　鍵盤設(shè)置子程序流程圖</p><p>　　首先進(jìn)行按鍵和單片機(jī)的端口設(shè)置，1鍵的功能是實(shí)現(xiàn)溫度加功能，2鍵是實(shí)現(xiàn)溫度減功能，3鍵和4鍵是實(shí)現(xiàn)設(shè)置溫度和采集溫度顯示界面轉(zhuǎn)換的功能。<

36、/p><p><b>　　程序段如下：</b></p><p>　　Keyscan ()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　key1=1; /*端口的設(shè)置*/</p><p><b>　　key2=1;</b>

37、;</p><p>　　if(key1==0) /*鍵按下*/</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(key1==0); /*鍵盤設(shè)置溫度*/</p><p><b>　　i++;</b></p><p>　　if

38、(i==100) i=0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(key2==0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　key2=1;</b></p><p>　　delay(20);

39、 /*延時(shí)*/</p><p>　　if(key2==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(key2==0);</p><p>　　if(i==0) i=9;</p><p><b>　　else i--;</b></p&

40、gt;<p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　4.3　AD轉(zhuǎn)換子程序</p><p>　　AD轉(zhuǎn)換子程序流程圖如圖11所示：</p><p>　　圖

41、11　AD轉(zhuǎn)換子程序流程圖</p><p><b>　　程序段如下：</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　ST=0;　　　　　　/*啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換*/</p><p><b>　　OE=0;</b></p><p><

42、b>　　ST=1;</b></p><p><b>　　ST=0;</b></p><p>　　while(EOC==0); /*轉(zhuǎn)換結(jié)束*/</p><p>　　OE=1; /*處理數(shù)據(jù)*/</p><p><b>　　count++;</b><

43、;/p><p>　　temp=temp+P0;</p><p><b>　　OE=0;</b></p><p><b>　　ST=1;</b></p><p><b>　　ST=0;</b></p><p><b>　　｝</b><

44、;/p><p>　　4.4　液晶顯示子程序</p><p>　　液晶顯示子程序流程圖如圖12所示：</p><p>　　圖12　液晶顯示子程序流程圖</p><p>　　液晶顯示子程序如下：</p><p>　　display1() /*完成顯示設(shè)置的溫度的功能*/</p&g

45、t;<p><b>　　{</b></p><p>　　lcdwda1(0x03,i/10+0x30); /*顯示數(shù)據(jù)的處理*/ </p><p>　　lcdwda1(0x04,i%10+0x30);</p><p>　　lcdwda1(0x05,'C');</p><p><

46、;b>　　}</b></p><p>　　display2() /*完成顯示采集的溫度的功能*/</p><p><b>　　{</b></p><p>　　lcdwda1(0x04,t/100%10+0x30); </p><p>　　lcdwda1(0

47、x05,t/10%10+0x30);</p><p>　　lcdwda1(0x06,'.');</p><p>　　lcdwda1(0x07,t%10+0x30);</p><p>　　lcdwda1(0x08,'c');</p><p><b>　　temp=0;</b></p&g

48、t;<p><b>　　}</b></p><p>　　4.5　PID控制模塊</p><p>　　PID控制采用Simulink進(jìn)行仿真，系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是1/（5s+1），其Simulink仿真圖如圖13所示：</p><p><b>　　圖13　系統(tǒng)仿真圖</b></p><p>

49、　　PID參數(shù)的整定采用臨界比例法，先將積分和微分?jǐn)嚅_，單調(diào)節(jié)比例環(huán)節(jié)，調(diào)節(jié)比例值直到系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)。仿真曲線如圖14所示：</p><p><b>　　圖14　系統(tǒng)穩(wěn)定圖</b></p><p>　　根據(jù)臨界邊界法整定參數(shù)計(jì)算表，算出P，I，D的參數(shù)值加入到上述系統(tǒng)中再進(jìn)行整定得到最后的整定曲線，如圖15所示：</p><p>　　圖15　整定

50、后的曲線</p><p>　　PID控制器參數(shù)整定采用的是臨界比例法。利用該方法進(jìn)行 PID控制器參數(shù)的整定步驟如下：(1)首先預(yù)選擇一個(gè)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(duì)輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩，記下這時(shí)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(guò)公式計(jì)算得到PID控制器的參數(shù)。</p><p><b>　　5.　調(diào)試</b&g

51、t;</p><p>　　液晶顯示出數(shù)據(jù)后，能直觀了解電路是否正常。在調(diào)試過(guò)程中，首先遇到了液晶只能背光燈亮，而不能顯示數(shù)據(jù)。最先考慮到硬件問(wèn)題，通過(guò)查找資料和用儀器測(cè)量，發(fā)現(xiàn)液晶有幾根線接錯(cuò)，在原來(lái)的電路上將接錯(cuò)的線接對(duì)后，再次進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)可以正常顯示數(shù)據(jù)，于是將液晶顯示模塊重新制板。隨后又發(fā)現(xiàn)無(wú)數(shù)據(jù)顯示，再次檢查硬件和軟件均無(wú)問(wèn)題，這時(shí)想到了亮度的問(wèn)題，于是耐心的調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)屏幕亮了出現(xiàn)了數(shù)據(jù)。&l

52、t;/p><p><b>　　6.　結(jié)論</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)自己的努力和指導(dǎo)老師的悉心教導(dǎo)，基本功能都能完成，按鍵可以設(shè)置溫度值并能轉(zhuǎn)換顯示采集的溫度和設(shè)置溫度界面。通過(guò)控制AD590這端的溫度，液晶上的數(shù)值也會(huì)隨著變化。并且當(dāng)采集的溫度高于設(shè)置的溫度時(shí)，綠燈亮，表示要降溫處理；而低于設(shè)置的溫度時(shí)，則紅燈亮，表示可以繼續(xù)加熱。但是還存在一些小問(wèn)題，其中

53、有PID控制這一塊沒(méi)有做到很完美，于是檢測(cè)的溫度精確度不是非常高，但是基本上誤差不大。</p><p>　　希望這個(gè)課題在以后能更得到很大的改善，能進(jìn)一步的完美的采集溫度以及控制溫度，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展對(duì)于控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性的要求不斷的提高，對(duì)其方案要求不斷的簡(jiǎn)化，實(shí)用，靈敏度要高，以后人們對(duì)于溫度控制系統(tǒng)的研究也不斷加深。基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有功能強(qiáng)、成本低、元件少、可靠性好、抗干擾性強(qiáng)、

54、簡(jiǎn)單易行、具有實(shí)效性、使用范圍廣等特點(diǎn)。另外對(duì)于數(shù)據(jù)量要求不大和工作環(huán)境比較惡劣的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)也具有良好參考價(jià)值和推廣前景。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 龍澤明，顧立志等.MCS-51單片機(jī)原理及工程應(yīng)用[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2005</p><p>　　[2] 劉昭斌.利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度智能控

55、制[J].石油化工自動(dòng)化，2004， (4)，52-54</p><p>　　[3] 盧流發(fā)，杜婷.基于單片機(jī)的溫度監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J].電子工程師, 2005, (31)， 63-65</p><p>　　[4] 周奕辛, 于艷春.模糊控制在溫度控制系統(tǒng)中的研究和應(yīng)用[J].儀器儀表用戶，2007，(2)，8-9</p><p>　　[5] 李建民.單片機(jī)在溫度控