基于单片机的某味精发酵液ph值在线控制系统设计

《基于单片机的某味精发酵液ph值在线控制系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于单片机的某味精发酵液pH值在线控制系统设计14贵州大学明德学院摘要：控制系统作为单片机屮的重要基本结构，在pll值运用屮，起到检测、评估、设计程序、传达指令等重要的作用。本文针对AT89S51单片机对pH值调整器的设计与修改创新，并且包括单片机内部的改造。完善了控制系统对指令的发出、解码、翻译、指挥等功能。新型控制器在投入运行之前，通过检测评估，计算出控制系统的实用可能性，使得其运用在pH值中的控制系统有了新的发展可能性。关键词：pH值;味精发酵;变增益;单片机;控制系统设计;1控制器软件设计1.1主程序设计本文主要通过对单片控制器系统设计运用

2、到味精发酵液PII值屮的这一过程作为研究对象，表达其关于控制器在A/D转换、LED显示等的作用。主程序流程图如下图1所示。图1系统主程序下载原图1.2初始化子程序初始化工作，顾名思义是最开始要做的工作，是在程序运行之前必须进行的一个步骤，包括特殊函数寄存器的设置，如栈、I/O口和定时器计数器。使用控制系统中的模块初始化选项对程序进行初始化处理，这种处理方式可以应对不同控制软件的不同需求，按照要求改善其自身操作，单片机外围的电路的处理也要初始化。合理分配控制系统中的空间，使得各种计算参数与重要文件有足够的储存空间进行有效快速的数据计算。KeilC51

3、能够有效根据程序要求进行储存数据分类与合理安排，再结合单片机控制系统对储存空间进行再规划。般的信息数据都储存在DATA区域，共至还被区分出IDATA区域。当操作屮机械突然断电或者产生故障，会导致输入单片机RAM的信息数据丢失，当控制系统用于PH值计算时,信息数据都要存入外部扩展24C02区域中，虽然相对于DATA,它的运行速度较慢，但在24C02中，数据不会因为突然断电或者机械故障而丢失。1.3A/D采样子程序在A/D采样子程序将采集的信息转化成数字信号数据，结合数据采集模块对数据进行筛选整理，单片机再将这些数据储存在相应空间区域里，通过计算得出参

4、数值，当其超过最初设置的范围是，将会提示警报信息。1.4控制算法子程序PH值控制系统中，控制算法软件程序起着重要的作用。pH值拥有非线性的特征，所以在进行PID控制算法时，通过分段变增益非线性的方式进行PID控制算法计算pH值数据。通过利用pH值的非线性特征，再利用PID控制算法，在高增益区与低增益区相互结合对pH值进行控制计算，使pH值的计算、测评、控制达到最优化。这里的PID控制算法采用改进后的数字PID,运用增量式的算法，对pH值数据进行处理。第一个程序使用收集到的数据输入，确定增益控制器，并对PII）处理程序中，调用前集合，并根据设定参数值

5、，当前值和P1D参数，采用一阶微积分计算，分离PID控制和输岀控制方法结合限幅和计算比例，积分和导数项，出口控制的最终体积。1.5D/A输出子程序D/A子程序输出控制量的数据，通过D/AC0832将数字量转换为模拟量，由输出调节电路系统转化为合格的输出信号数据来促进推动执行器进行工作，PH值的控制系统中，只需要输出pH值这一项的控制量。更新方式一般采用直接更新来更新实时信息。由于DAC运行速度较快，更新操作在一定周期内便可以完成，所以DAC不需要中断进行更新，DAC没有的中断处理程序。DAC数据寄存器为双重缓冲，它的锁存器存放DAC控制输出值。输出

6、一次后锁存起來，使输出结果得以储存。1.6显示子程序显示子程序，运用在显示系统之中，当前pH值与设定值达到一定比较范围时，单片机将会显示警报信息、自检信息和复位信息。数码管的投入使用实现了动态扫描的操作，数码管再通过主程序来显示数据。用六位数码管对控制系统釆集的当下pII值和预先设定好的pII值进行计算后的数据显示，显示pII值精确到小数点后一位。1.7键盘扫描子程序从数据输入开始，这里的控制器所拥有的键盘处理程序不同于一般的输出设备操作，他负责定期与不定期的对控制系统进行调试，其扫描程序也是通过编写呈现出来的。键盘扫描程序按照一套严谨的循环扫描方

7、式，每一部分操作之间有10ms的延时，根据扫描结果，按照提前设置好的施肥判断程序，进行计算与下一步操作，技术人员也可以通过人为的干预其判断操作过程。2结语基于AT89S51单片机的pH控制器的策划与设计，以及对pH值严格监控的实施。其主要电路由AT89S51单片机及其外围扩展电路，可实现信息数据采集、数据分类处理、数据翻译表现、输出设备控制管理等功能。根据C51软件编程的主要应用，主要集中在如何实现分段变增益PID控制算法，采用分类板块化的设计措施,包括屮心控制算法模块、数据采集处理模块、输出设备模块、LED显示模块。因此，本文的探讨与研究具有重要

8、的理论、实际操作意义和实用价值。参考文献[1]邵惠鹤•工业过程高级控制[M]•上海:上海交通大学出版社,2007:192-