《《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書-溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書-溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc（30頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、XXX理工大學(xué)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)： 自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： xxx 工作單位： 自動(dòng)化學(xué)院 題 目: 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)初始條件：被控對(duì)象為電爐，采用熱阻絲加熱，利用大功率可控硅控制器控制熱阻絲兩端所加的電壓大小，來(lái)改變流經(jīng)熱阻絲的電流，從而改變電爐爐內(nèi)的溫度?？煽毓杩刂破鬏斎霝?5伏時(shí)對(duì)應(yīng)電爐溫度0300，溫度傳感器測(cè)量值對(duì)應(yīng)也為05伏，對(duì)象的特性為一階積分加慣性系統(tǒng)，慣性時(shí)間常數(shù)為T140秒。要求完成的主要任務(wù): （包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說(shuō)明書撰寫等具體要求）1設(shè)計(jì)溫度控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，畫出框圖；2編寫積分分離PID算法程序，從鍵
2、盤接受Kp、Ti、Td、T及的值；3計(jì)算機(jī)仿真被控對(duì)象，編寫仿真程序；4通過(guò)數(shù)據(jù)分析改變時(shí)對(duì)系統(tǒng)超調(diào)量的影響。5. 撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書應(yīng)包括：設(shè)計(jì)任務(wù)及要求；方案比較及認(rèn)證；系統(tǒng)濾波原理、硬件原理，電路圖，采用器件的功能說(shuō)明；軟件思想，流程，源程序；調(diào)試記錄及結(jié)果分析；參考資料；附錄：芯片資料，程序清單；總結(jié)。時(shí)間安排：6月20日7月22日查閱和準(zhǔn)備相關(guān)技術(shù)資料，完成整體方案設(shè)計(jì)6月23日6月24日完成硬件設(shè)計(jì)6月27日6月28日編寫調(diào)試程序6月29日6月30日撰寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書7月1日提交課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書、圖紙、電子文檔指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月
3、日摘要電阻爐在化工、冶金等行業(yè)應(yīng)用廣泛，溫度是工業(yè)生產(chǎn)中常見的工藝參數(shù)之一，任何物理變化和化學(xué)反應(yīng)過(guò)程都與溫度密切相關(guān)，因此溫度控制是生產(chǎn)自動(dòng)化的重要任務(wù)，在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中具有重要意義。本課程設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)屬于一階微分加慣性環(huán)節(jié)，具有大慣性、純滯后、非線性等特點(diǎn)，導(dǎo)致傳統(tǒng)控制方式超調(diào)大、調(diào)節(jié)時(shí)間長(zhǎng)、控制精度低。采用單片機(jī)進(jìn)行爐溫控制，具有電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、精度高、控制效果好等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)提高生產(chǎn)效率、促進(jìn)科技進(jìn)步等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文主要介紹了利用8051為主控制電路實(shí)現(xiàn)的爐溫調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的功能，硬件組成以及軟件設(shè)計(jì)，利用熱電偶采集溫度信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化后與給定信號(hào)送入
4、微機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)分析控制算法，信號(hào)再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后控制調(diào)節(jié)可控硅控制器來(lái)改變爐內(nèi)的溫度。關(guān)鍵字：8051 PID 積分加慣性 積分分離 simulink仿真目錄1 設(shè)計(jì)要求11.1 初始條件11.2 設(shè)計(jì)任務(wù)12總體方案論證12.1方案一22.2方案二22.3方案論證23 系統(tǒng)工作原理及流程圖24 硬件選擇34.1 8051芯片功能34.2 A/D與D/A轉(zhuǎn)換器54.2.1 ADC0809芯片功能54.2.2 DAC0832芯片功能54.3 鎳鉻-銅鎳熱電偶64.4系統(tǒng)總電路圖65 積分分離PID算法75.1 積分分離PID算法原理75.2 PID算法介紹85.3 系統(tǒng)仿真9心得與體會(huì)13參考文
5、獻(xiàn)14附錄：程序清單1527溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)要求1.1 初始條件 被控對(duì)象為電爐，采用熱阻絲加熱，利用大功率可控硅控制器控制熱阻絲兩端所加的電壓大小，來(lái)改變流經(jīng)熱阻絲的電流，從而改變電爐爐內(nèi)的溫度?？煽毓杩刂破鬏斎霝?5伏時(shí)對(duì)應(yīng)電爐溫度0300，溫度傳感器測(cè)量值對(duì)應(yīng)也為05伏，對(duì)象的特性為帶有純滯后環(huán)節(jié)的一階積分加慣性系統(tǒng)，慣性時(shí)間常數(shù)為T140秒，滯后時(shí)間常數(shù)為10秒。1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)1設(shè)計(jì)溫度控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，畫出框圖；2編寫積分分離PID算法程序，從鍵盤接受Kp、Ti、Td、T及的值；3計(jì)算機(jī)仿真被控對(duì)象，編寫仿真程序；4通過(guò)數(shù)據(jù)分析改變時(shí)對(duì)系統(tǒng)超調(diào)量的影響。5. 撰寫設(shè)
6、計(jì)說(shuō)明書。課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書應(yīng)包括：設(shè)計(jì)任務(wù)及要求；方案比較及認(rèn)證；系統(tǒng)濾波原理、硬件原理，電路圖，采用器件的功能說(shuō)明；軟件思想，流程，源程序；調(diào)試記錄及結(jié)果分析；參考資料；附錄：芯片資料，程序清單；總結(jié)。2總體方案論證用溫度傳感器來(lái)檢測(cè)爐的溫度，將爐溫轉(zhuǎn)變成毫伏級(jí)的電壓信號(hào)，經(jīng)溫度變送器放大并轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)。由電阻網(wǎng)絡(luò)講電流信號(hào)變成電壓信號(hào)，送入A/D轉(zhuǎn)換器，通過(guò)采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換，所檢測(cè)到的電壓信號(hào)和爐溫給定值的電壓信號(hào)送入計(jì)算機(jī)程序中作比較，得出給定值與實(shí)際值之間的偏差，并與進(jìn)行比較，從而確定算法。計(jì)算得到的控制量輸出給可控硅控制器，改變可控硅的導(dǎo)通角，達(dá)到調(diào)壓的目的，是電阻絲兩端的電壓增大或較
7、小，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)爐溫的控制。這兩個(gè)方案都是采用單片機(jī)控制，兩個(gè)方案的比較部分為溫度檢測(cè)部分。2.1方案一方案一溫度檢測(cè)部分檢測(cè)部分采用熱電偶，它需要冷端補(bǔ)償電路與其配套，并且熱電偶輸出電壓只有幾毫負(fù)，必須經(jīng)過(guò)放大處理才能A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換器接口，若采用8位A/D轉(zhuǎn)換器，ADC0809則輸人端需采用儀用放大器，把幾毫伏的電壓信號(hào)放大到5伏左右。由于熱電偶屬于非線性器件，因此每個(gè)溫度值都必須通過(guò)分度表，查表才能獲得，這給軟件編程和數(shù)據(jù)處理增加了難度。2.2方案二方案二采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20，它的最高分辨率為12位，可識(shí)別0.0625攝氏度的溫度。它具有直接輸出數(shù)字信號(hào)和數(shù)據(jù)處理，并且它
8、和單片機(jī)接口只需要一位I/O口，因此由它構(gòu)成的系統(tǒng)簡(jiǎn)單使用。由于DS18B20，按照工業(yè)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)，抗干擾性能強(qiáng)。但溫度測(cè)量范圍從。2.3方案論證方案一這種系統(tǒng)具有測(cè)量溫度范圍可以從零下一百度到早上千攝氏度，而且有很多熱電偶精度非常高這是這種測(cè)量系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。但構(gòu)成系統(tǒng)復(fù)雜，抗干擾能力不強(qiáng)。方案二由于DS18B20，按照工業(yè)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)，抗干擾性能強(qiáng)。但溫度測(cè)量范圍從。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，測(cè)量的電爐溫度0300，綜合考慮選擇方案一。3 系統(tǒng)工作原理及流程圖用熱電偶來(lái)檢測(cè)爐的溫度，將爐溫轉(zhuǎn)變成毫伏級(jí)的電壓信號(hào)，經(jīng)溫度變送器放大并轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)。由電阻網(wǎng)絡(luò)講電流信號(hào)變成電壓信號(hào)，送入A/D轉(zhuǎn)換器，通過(guò)采
9、樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換，所檢測(cè)到的電壓信號(hào)和爐溫給定值的電壓信號(hào)都轉(zhuǎn)換成數(shù)質(zhì)量送入單片機(jī)進(jìn)行比較，其差值即為實(shí)際爐溫和給定爐溫的偏差，以單片機(jī)為核心的數(shù)字PID控制器對(duì)偏差按照給定的方法運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果送DAC0832轉(zhuǎn)換成模擬電壓，經(jīng)功率放大器放大后送入晶閘管調(diào)壓器，觸發(fā)晶閘管并改變其導(dǎo)通角的大小，從而控制電阻爐的加溫電壓，起到爐溫調(diào)節(jié)的作用。由以上分析控制過(guò)程，可以得到如圖3.1的設(shè)計(jì)框圖：顯示電路鍵盤控制電爐傳感器數(shù)據(jù)采集控制電路計(jì)算機(jī) 圖3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖程序流程如圖3.2所示：開始系統(tǒng)初始化設(shè)置數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換求出溫度值信號(hào)比較PID調(diào)節(jié)可控硅調(diào)節(jié)加熱爐圖3.2 程序的主流程圖4 硬件選擇控
10、制芯片采用8051，要求傳感器測(cè)量的電壓范圍和可控硅控制器的電壓在0-5，所以A/D與D/A轉(zhuǎn)換芯片采用ADC080和9DAC0832。爐溫控制在0300內(nèi)，因此采用鎳鉻-銅鎳熱電偶，同時(shí)選用運(yùn)算放大器將信號(hào)放大。4.1 8051芯片功能 8051單片機(jī)由以下幾部分組成：1. 時(shí)鐘振蕩器2. 8位的CPU3. 128B的RAM是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器4. 4KB的ROM程序存儲(chǔ)器5. 48位的并行I/O端口6. 一個(gè)雙全工異步串行通信口（UART）7. 兩個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器8. 5個(gè)中斷源，兩個(gè)優(yōu)先級(jí)的中斷結(jié)構(gòu) 選擇8051單片機(jī)構(gòu)成爐溫控制系統(tǒng)，它的溫度是通過(guò)可控硅調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)的。在系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程中修改
11、程序容易，可以大大縮短開發(fā)周期。同時(shí)，系統(tǒng)工作過(guò)程中能有效地保存一些數(shù)據(jù)信息，不受系統(tǒng)掉電或斷電等突發(fā)情況的影響。8051單片機(jī)內(nèi)部有128 B的RAM存儲(chǔ)器，不夠本系統(tǒng)使用，因此，采用6264(8 kB)的RAM作為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 8051單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，但封裝之后，只有引腳是面向用戶的，所以使用者需要熟悉各引腳的用途。常用的8051芯片是用雙列直插40腳封裝，外部管腳圖如圖4.1所示： 圖4.1 8051外部管腳圖4.2 A/D與D/A轉(zhuǎn)換器4.2.1 ADC0809芯片功能 A/D轉(zhuǎn)換器是將模擬電壓或電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的期間或裝置，它是一種模擬系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)之間的接口，它在數(shù)據(jù)采
12、集和控制系統(tǒng)中，得到了廣泛的應(yīng)用，常用的A/D轉(zhuǎn)換器有ADC0809. 它是一種帶有8通道模擬開關(guān)的8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時(shí)間為100us左右，線性誤差為1/2LSB，采用28腳雙立直插式封裝，ADC0809由8通道模擬開關(guān)、通道選擇邏輯、8位A/D轉(zhuǎn)換器及三態(tài)輸出鎖存緩沖器組成。 8通道模擬開關(guān)及通道選擇邏輯，該部分的功能是實(shí)現(xiàn)8選1操作，通道選擇信號(hào)C、B、A對(duì)應(yīng)8個(gè)通道。地址鎖存允許信號(hào)（ALE、正脈沖）用于通道選擇信號(hào)C、B、A的鎖存。加至C、B、A上的通道選擇信號(hào)在ALE的作用下送入通道選擇邏輯后，通道i（，i=0，1，7）上的模擬輸入被送至A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換。 8位A/D轉(zhuǎn)
13、換器管腳圖如圖4.2.1所示：圖4.2.1 ADC0809管腳圖4.2.2 DAC0832芯片功能D/A轉(zhuǎn)換器的功能是把二進(jìn)制數(shù)字量電信號(hào)轉(zhuǎn)換為與其數(shù)值成正比的模擬量電信號(hào)。常用D/A轉(zhuǎn)換器為DAC0832芯片。DAC0832工作在單緩沖寄存器方式，即當(dāng)信號(hào)來(lái)時(shí)，數(shù)據(jù)線送來(lái)的數(shù)據(jù)直通進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，當(dāng)變高時(shí)，則此數(shù)據(jù)便被鎖存在寄存器中，因此D/A轉(zhuǎn)換的輸出也保持不變。DAC0832講輸入的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成差動(dòng)的電流輸出（和），為了將其編程電壓輸出，必須經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器，使其輸出0+5V（為-5V）或0+10V（為-10V），若要形成負(fù)電壓輸出，則需接正的基準(zhǔn)電壓。DAC0832是雙列直插式8位D/A
14、轉(zhuǎn)換器。能完成數(shù)字量輸入到模擬量(電流)輸出的轉(zhuǎn)換。圖4為DAC0832的引腳圖。其主要參數(shù)如下：分辨率為8位，轉(zhuǎn)換時(shí)間為1s，滿量程誤差為1LSB，參考電壓為(+10?/span-10)V，供電電源為(+5+15)V，邏輯電平輸入與TTL兼容。在DAC0832中有兩級(jí)鎖存器，第一級(jí)鎖存器稱為輸入寄存器，它的允許鎖存信號(hào)為ILE，第二級(jí)鎖存器稱為DAC寄存器，它的鎖存信號(hào)也稱為通道控制信號(hào) /XFER。DAC0832管腳圖如圖4.2.2所示： 圖4.2.2 DAC0832管腳圖4.3 鎳鉻-銅鎳熱電偶本設(shè)計(jì)采用熱電偶-鎳絡(luò)-銅硅熱電偶(線性度較好，熱電勢(shì)較大，靈敏度較高，穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性較好，抗
15、氧化性強(qiáng)，價(jià)格便宜)對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)。鎳鉻-銅鎳熱電偶在300時(shí)的熱點(diǎn)勢(shì)21.033mV，為滿足0-5V的要求，需將其放大238倍，再通過(guò)0809將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量被計(jì)算機(jī)讀取，通過(guò)軟件程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，將處理的結(jié)果經(jīng)0832輸出，輸出量控制可控硅控制器，從而改變電阻絲兩端的電壓，使?fàn)t溫得到控制。4.4系統(tǒng)總電路圖綜合以上分析，可以得出系統(tǒng)的總電路圖如圖4.4所示：圖4.4 系統(tǒng)總電路圖5 積分分離PID算法5.1 積分分離PID算法原理在一般的PID控制中，當(dāng)有較大的擾動(dòng)或大幅度改變給定值時(shí)，由于此時(shí)有較大的偏差，以及系統(tǒng)有慣性和滯后，故在積分項(xiàng)的作用下，往往會(huì)產(chǎn)生較大的超調(diào)和長(zhǎng)時(shí)間的波動(dòng)。特
16、別對(duì)于溫度等變化緩慢的過(guò)程，這一現(xiàn)象更為嚴(yán)重，為此，可采用積分分離措施，即偏差較大時(shí)，取消積分作用；當(dāng)偏差較小時(shí)才將積分作用投入。亦即 當(dāng)時(shí)，采用PD控制； 當(dāng)時(shí)，采用PID控制。積分分離閾值應(yīng)根據(jù)具體對(duì)象及控制要求。若值過(guò)大時(shí)，則達(dá)不到積分分離的目的；若值過(guò)小，則一旦被控量無(wú)法跳出個(gè)積分分離區(qū)，只進(jìn)行PD控制，將會(huì)出現(xiàn)殘差，為了實(shí)現(xiàn)積分分離，編寫程序時(shí)必須從數(shù)字PID差分方程式中分離出積分項(xiàng)，進(jìn)行特殊處理。5.2 PID算法介紹在模擬控制系統(tǒng)中，PID算法的表達(dá)為： u：調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)；e：偏差信號(hào)；K：調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)；TI：調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間；TD：調(diào)節(jié)器的微分時(shí)間。 在計(jì)算機(jī)控制中，為
17、實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制，必須對(duì)式上式進(jìn)行離散化處理。用數(shù)字形式的差分方程代替連續(xù)系統(tǒng)的微分方程。設(shè)系統(tǒng)的采樣周期為T，在t=kT時(shí)刻進(jìn)行采樣，式中e(k)：根據(jù)本次采樣值所得到的偏差； e（k-1）：由上次采樣所得到的偏差。由以上可得： 式中，T為采樣時(shí)間，項(xiàng)為積分項(xiàng)的開關(guān)系數(shù)積分積分分離PID控制算法程序框圖如圖5.2所示：圖5.2 積分分離PID控制算法程序框圖5.3 系統(tǒng)仿真被控對(duì)象為：采用simulink仿真，通過(guò)simulink模塊實(shí)現(xiàn)積分分離PID控制算法。選擇合適的Kp，Ki，Kd使系統(tǒng)的仿真效果趨于理想狀態(tài)。MATLAB編寫程序如下：clear all;close all;ts=2; %
18、采樣時(shí)間2ssys=tf(1,40,1,0);dsys=c2d(sys,ts,zoh); %將sys離散化num,den=tfdata(dsys,v); %求sys多項(xiàng)式模型參數(shù)kp=20;ki=0;kd=3;set(0,ShowHiddenHandles,on);set(gca,color,w); Simulink仿真圖如圖5.3所示： 圖5.3 Simulink仿真圖經(jīng)仿真后，當(dāng)=0.02時(shí)的仿真圖如下所示：圖5.3.1 =0.02時(shí)的仿真圖當(dāng)=0.05時(shí)的仿真圖如下所示：圖5.3.2 =0.05時(shí)的仿真圖當(dāng)=1.0時(shí)的仿真圖如下所示：圖5.3.3 =1時(shí)的仿真圖 由以上可得，當(dāng)值過(guò)大時(shí)，
19、達(dá)不到積分分離的目的，若值過(guò)小，則一旦被控量無(wú)法跳出各積分分離區(qū)，只進(jìn)行PD控制，將會(huì)出現(xiàn)殘差。心得與體會(huì) 電阻爐在化工、冶金等行業(yè)應(yīng)用廣泛，溫度是工業(yè)生產(chǎn)中常見的工藝參數(shù)之一，任何物理變化和化學(xué)反應(yīng)過(guò)程都與溫度密切相關(guān)，因此溫度控制是生產(chǎn)自動(dòng)化的重要任務(wù)，在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中具有重要意義。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是一門專業(yè)課程，也是實(shí)用性很強(qiáng)的一門課程，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，因此在教學(xué)中占據(jù)著十分重要的地位，所以這次的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)就顯得十分重要。這是一次很好的鍛煉自己設(shè)計(jì)電路的的機(jī)會(huì)，會(huì)使大家提高動(dòng)手和動(dòng)腦的能力。這次計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì)也讓我了解到計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在多方面的應(yīng)用。本次課程設(shè)計(jì)使我
20、了解了微機(jī)控制中PID積分分離法的基本概念及其對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)應(yīng)用，通過(guò)對(duì)初步知識(shí)的了解，對(duì)系統(tǒng)各種方案的比較，進(jìn)一步了解了微機(jī)控制系統(tǒng)的合理性和實(shí)用性。設(shè)計(jì)過(guò)程中的方案選擇和參數(shù)設(shè)定使我進(jìn)一步深刻認(rèn)識(shí)到算法的控制對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的重要作用。在調(diào)節(jié)Kp、Ti、Td、T及的值時(shí)讓我們知道了細(xì)小的偏差會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，這要求我們有相當(dāng)厚實(shí)的理論基礎(chǔ)，并能很好地運(yùn)用到實(shí)際中去。我們必須學(xué)習(xí)和掌握好自控原理和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。我們運(yùn)用Matlab軟件進(jìn)行系統(tǒng)仿真驗(yàn)證，能很準(zhǔn)確地為我們改動(dòng)參數(shù)提供依據(jù)，同時(shí)也讓我們對(duì)Matlab軟件進(jìn)行了又一步的學(xué)習(xí)，再次熟練運(yùn)用Matlab。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我充分鍛煉了自己
21、的能力，包括查閱資料的能力，設(shè)計(jì)能力，與同學(xué)相互探討的能力。也從課程設(shè)計(jì)中體會(huì)到了書本的知識(shí)真的很局限，它只是老師將我們帶進(jìn)去的一門工具，真要達(dá)到了學(xué)以致用必須要不斷的充實(shí)自己，學(xué)習(xí)各方面的知識(shí)，不要局限在一本書上，從而真正達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的目的。參考文獻(xiàn)1于海生. 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2007.2李建忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用.西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2001.3潘新民.王燕芳.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù).北京:高等教育出版社,2001. 4熊靜琪. 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)M. 北京：電子工業(yè)出版社,2003.5何立民.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2000.6韓志
22、軍.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.7賴壽宏. 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004.附錄：程序清單積分分離PID控制算法子程序：START：MOV 68H,KP ；分別將KP ，TI ，TD， T，送入指定的存儲(chǔ)單元MOV 54H,TIMOV 55H,TDMOV 56H,TMOV 57H,MOV A,68H ；計(jì)算KI=KP*T/TIMOV B,56HMUL ABMOV B,54HDIV ABMOV 69H,AMOV A,68H ；計(jì)算KD=KP*TD/TMOV B,55HMUL ABMOV B,56HDIV ABMOV 6AH,ALOOP0: MOV
23、DPTR #7FF0H ；讀取預(yù)定溫度值，送ADC0809的IN0口地址 MOV DPTR,A ；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換LOOP1 JB P3.3,LOOP1 ；等待轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) MOVX A,DPTR ；讀取ADC0809的IN0口轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù) MOV 5CH,A ；將預(yù)定值數(shù)據(jù)放入指定的存儲(chǔ)單元MOV DPTR,#7FF1H ；讀取采樣溫度值，送ADC0809的IN1口地址 MOVX DPTR,A ；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換LOOP2: JB P3.3,LOOP2 ；等待轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) MOVX A,DPTR ；讀取ADC0809的IN1口轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù) MOV 49H,A ；將采樣值數(shù)據(jù)放入指定的存儲(chǔ)單元 MOV A
24、,5CH ；計(jì)算ei，先取溫度給定值 CLR C SUBB A,50H ；溫度給定值-采樣值 JNC AA0 ；判斷ei的正負(fù)，如果為正，跳至AA0 CPL A ；ei為負(fù)，下兩條指令求補(bǔ) ADD A,#01HAA0: MOV R0,57H SUBB A,57H ；|ei|- JNC AA1 ；|ei|跳至AA1 SJMP AA2 ；|ei|跳至AA2AA1: LCALL PD ；調(diào)用PD算法AA2: LCALL PID ；調(diào)用PID算法 MOV A,7CH ；將Ui通過(guò)DAC0832輸出 MOV DPTR,#7FF2H MOVX DPTR,A INC DPTR MOVX DPTR,A LCA
25、LL DELAY ；調(diào)用延時(shí)子程序，等待下一次采樣計(jì)算 SJMP LOOP0 ；進(jìn)入下一次控制計(jì)算DELAY PROC NEARDL0: MOV R6,#FFHDL1: MOV R7,#FFHDL2: MOV R5,#FFHDLS: DJNZ R5,DLSDJNZ R7,DL2DJNZ R6 DL1RETDELAY ENDPPID PROC NEARPID:MOV A,5CH ；計(jì)算ei，先取溫度給定值CLR CSUBB A,50H ；溫度給定值-溫度檢測(cè)值JNC PID1 ；判斷ei正負(fù)，如果為正，跳至PID1CPL A ；ei為負(fù)，下兩條指令求補(bǔ)ADD A,#01HSETB 30H ；ei
26、為負(fù)，符號(hào)位置1SJMP PID2PID1:CLR 30H ；ei為正，符號(hào)位置0PID2:MOV 6BH,A ；ei值存放在6BH單位元中MOV R1,6BH ；計(jì)算ei-ei-1，先將ei值，送R1MOV C,30H ；將ei的符號(hào)位值送20H位MOV 20H,CMOV R2,6CH ；將ei-1值送R2MOV C,31H ；將 ei-1的符號(hào)位值送21H位MOV 21H,CLCALL DJF ；調(diào)用單字節(jié)帶符號(hào)的減法子程序MOV 6EH,R3 ；將差值ei-ei-1送6EH單元MOV C,22H ；將差值ei-ei-1的符號(hào)位送33H位MOV 33H,CMOV R1,6CH ；計(jì)算ei-
27、1-ei-2，先將ei-1值送R1MOV C,31H ；將ei-1符號(hào)位送20H位MOV 20H,CMOV R2,6DH ；將ei-2的值送R2MOV C,32H ；將 ei-2的符號(hào)位值送21H位MOV 21H,CLCALL DJF ；調(diào)用單字節(jié)帶符號(hào)的減法子程序MOV 6FH,R3 ；將差值ei-1-ei-2送6FH單元MOV C,22H ；將差值ei-1-ei-2的符號(hào)位送34H位MOV 34H,CMOV R1,6EH ；計(jì)算（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2），將ei-ei-1值送R1MOV C,33H ；將ei-ei-1符號(hào)位送20H位MOV 20H,CMOV R2,6FH ；
28、將ei-1-ei-2值送R2MOV C,34H ；將ei-1-ei-2符號(hào)位送21H位MOV 21H,CLCALL DJF ；調(diào)用單字節(jié)帶符號(hào)的減法子程序MOV 70H,R3 ；將差值（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2）送70H單元 MOV C,22H ；將差值（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2）的符號(hào)位值送35H位MOV 35H,CMOV A,68H ；計(jì)算Kp*（ei-ei-1），將Kp值送AMOV B,6EH ；將ei-ei-1值送BMUL AB ；兩數(shù)相乘MOV 71H,B ；Kp*（ei-ei-1）值存71H，72H單元MOV 72H.AMOV A,69H ；計(jì)算KI*e
29、i，將KI值送AMOV B,6BH ；將ei值送BMUL AB ；兩數(shù)相乘MOV 73H,B ；KI*ei值存73H，74H單元MOV 74H,AMOV A,6AH ；計(jì)算KD*（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2），將KD送AMOV B,70H ；將（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2）值送BMUL AB ；兩數(shù)相乘MOV 75H,B ；KD*（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2）值存75H，76H單元MOV 76H,AMOV R1,71H ；計(jì)算Kp*（ei-ei-1）+KI*ei，將Kp*（ei-ei-1）值送R1，R2MOV R2,72HMOV C,33H ；將Kp*（ei
30、-ei-1）的符號(hào)位值送23H位MOV 23H,CMOV R3,73H ；將KI*ei值送R3，R4MOV R4,74H MOV C,30H ；將KI*ei值的符號(hào)位懂24H位MOV 24H,CLCALL SJF ；調(diào)用雙字節(jié)帶符號(hào)加法子程序MOV 77H,R5 ；將Kp*（ei-ei-1）+KI*ei值送77H，78HMOV 78H,R6MOV C,25H ；將Kp*（ei-ei-1）+KI*ei值的符號(hào)位送36H位MOV 36H,CMOV R1,77H ；計(jì)算Ui，將將Kp*（ei-ei-1）+KI*ei值送R1，R2MOV R2,78H MOV C,36H ；將Kp*（ei-ei-1）+
31、KI*ei值的符號(hào)位送23H位MOV 23H,CMOV R3,75H ；將KD*（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2）的值送R3，R4MOV R4,76HMOV C,35H ；將KD*（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2）的符號(hào)位送23H位MOV 24H,CLCALL SJF ；調(diào)用雙字節(jié)帶符號(hào)加法子程序MOV 79H,R5 ；將Ui值送79H，7AHMOV 7AH,R6MOV C,25H ；將Ui值的符號(hào)位送37HMOV 37H,CMOV R1,7DH ；計(jì)算Ui，將Ui-1值送R1，R2MOV R2,7EHCLR 23H ；Ui-1值的符號(hào)位值恒為0MOV R3,79H ；將Ui值
32、送R3，R4MOV R4,7AHMOV C,37H ；將Ui值的符號(hào)位送24HMOV 24H,CLCALL SJF ；調(diào)用雙字節(jié)帶符號(hào)加法子程序JNB 25H,PID3 ；判斷計(jì)算結(jié)果是否為負(fù)MOV 7BH,#00H ；如果是負(fù)數(shù)，則輸出電壓為0MOV 7CH,#00HSJMP PID4PID3:MOV 7BH,R5 ；否則，將計(jì)算得到的Ui值置7BH，7CHMOV 7CH,R6PID4:MOV 6DH,6CH ；數(shù)據(jù)迭代，ei-1值送ei-2存儲(chǔ)單元MOV 6CH,6BH ；ei值送ei-1存儲(chǔ)單元MOV 7DH,7BH ；Ui值送Ui-1存儲(chǔ)單元MOV 7EH,7CHRETPID ENDP
33、PD PROC NEARPD:MOV A,5CH ；計(jì)算ei，先取溫度給定值CLR CSUBB A,50H ；溫度給定值-溫度檢測(cè)值JNC PD1 ；判斷ei正負(fù)，如果為正，跳至PID1CPL A ；ei為負(fù)，下兩條指令求補(bǔ)ADD A,#01HSETB 30H ；ei為負(fù)，符號(hào)位置1SJMP PD2PD1:CLR 30H ；ei為正，符號(hào)位置0PD2:MOV 6BH,A ；ei值存放在6BH單位元中MOV R1,6BH ；計(jì)算ei-ei-1，先將ei值，送R1MOV C,30H ；將ei的符號(hào)位值送20H位MOV 20H,C；MOV R2,6CH ；將ei-1值送R2MOV C,31H ；將
34、ei-1的符號(hào)位值送21H位MOV 21H,CLCALL DJF ；調(diào)用單字節(jié)帶符號(hào)的減法子程序MOV 6EH,R3 ；將差值ei-ei-1送6EH單元MOV C,22H ；將差值ei-ei-1的符號(hào)位送33H位MOV 33H,CMOV R1,6CH ；計(jì)算ei-1-ei-2，先將ei-1值送R1MOV C,31H ；將ei-1符號(hào)位送20H位MOV 20H,CMOV R2,6DH ；將ei-2的值送R2MOV C,32H ；將 ei-2的符號(hào)位值送21H位MOV 21H,CLCALL DJF ；調(diào)用單字節(jié)帶符號(hào)的減法子程序MOV 6FH,R3 ；將差值ei-1-ei-2送6FH單元MOV C
35、,22H ；將差值ei-1-ei-2的符號(hào)位送34H位MOV 34H,CMOV R1,6EH ；計(jì)算（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2），將ei-ei-1值送R1MOV C,33H ；將ei-ei-1符號(hào)位送20H位MOV 20H,CMOV R2,6FH ；將ei-1-ei-2值送R2MOV C,34H ；將ei-1-ei-2符號(hào)位送21H位MOV 21H,CLCALL DJF ；調(diào)用單字節(jié)帶符號(hào)的減法子程序MOV 70H,R3 ；將差值（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2）送70H單元MOV C,22H ；將差值（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2）的符號(hào)位值送35H位MOV
36、35H,CMOV A,68H ；計(jì)算Kp*（ei-ei-1），將Kp值送AMOV B,6EH ；將ei-ei-1值送BMUL AB ；兩數(shù)相乘MOV 71H,B ；Kp*（ei-ei-1）值存71H，72H單元MOV 72H.AMOV A,6AH ；計(jì)算KD*（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2），將KD送AMOV B,70H ；將（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2）值送BMUL AB ；兩數(shù)相乘MOV 75H,B ；KD*（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2）值存75H，76H單元MOV 76H,AMOV R1,71H ；計(jì)算Kp*（ei-ei-1）+KI*ei，將Kp*（ei
37、-ei-1）值送R1，R2MOV R2,72HMOV C,33H ；將Kp*（ei-ei-1）的符號(hào)位值送23H位MOV 23H,CMOV R3,75H ；將KD*（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2）值送R3，R4MOV R4,76H MOV C,35H ；將KD*（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2）值的符號(hào)位送24H位MOV 24H,CLCALL SJF ；調(diào)用雙字節(jié)帶符號(hào)加法子程序MOV 79H,R5 ；將Ui值送79H，7AHMOV 7AH,R6MOV C,25H ；將Ui值的符號(hào)位送37HMOV 37H,CMOV R1,7DH ；計(jì)算Ui，將Ui-1值送R1，R2MOV R
38、2,7EHCLR 23H ；Ui-1值的符號(hào)位值恒為0MOV R3,79H ；將Ui值送R3，R4MOV R4,7AHMOV C,37H ；將Ui值的符號(hào)位送24HMOV 24H,CLCALL SJF ；調(diào)用雙字節(jié)帶符號(hào)加法子程序JNB 25H,PD3 ；判斷計(jì)算結(jié)果是否為負(fù)MOV 7BH,#00H ；如果是負(fù)數(shù)，則輸出電壓為0MOV 7CH,#00HSJMP PID4PD3:MOV 7BH,R5 ；否則，將計(jì)算得到的Ui值置7BH，7CHMOV 7CH,R6PD4:MOV 6DH,6CH ；數(shù)據(jù)迭代，ei-1值送ei-2存儲(chǔ)單元MOV 6CH,6BH ；ei值送ei-1存儲(chǔ)單元MOV 7DH,7BH ；Ui值送Ui-1存儲(chǔ)單元MOV 7EH,7CHRETPD ENDP本科生課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表姓 名性 別專業(yè)、班級(jí)課程設(shè)計(jì)題目：溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)答辯或質(zhì)疑記錄：成績(jī)?cè)u(píng)定依據(jù)：態(tài)度認(rèn)真，組織紀(jì)律性好（20分）設(shè)計(jì)說(shuō)明書文理通順，工整（10分）設(shè)計(jì)方案合理，論證充分（20分）設(shè)計(jì)資料齊全，格式規(guī)范（10分）獨(dú)立完成任務(wù)，無(wú)原理性錯(cuò)誤（20分）答辯（20分）總 分：最終評(píng)定成績(jī)（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評(píng)定）指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書-溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc
