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1、2002年3月湖南师范大学自然科学学报Vol.25No.1第25卷第1期JourNatScieHunanNormUniMar.,2002通用多通道单片机控制系统设计与实现周鲜成(湖南商学院信息工程与信息管理系,中国长沙410205)摘要:设计开发了由单片机控制的多通道控制系统.其基本功能为,根据控制要求及每通道的能力,通过人工设定每通道的目标控制值,系统分时控制各通道的执行机构,从而使每通道的控制参数稳定在设定的目标控制值.系统硬件采用单片机STD总线的标准模板.本系统已经应用在多通
2、道温度控制系统中,试验和实际运行证明,精度、可靠性和实时性等均已达到预期效果.关键词:STD总线;MCS-51单片机;多通道控制;中图分类号:TP273.5文献标识码:A文章编号:10002537(2002)01003103TheDesignandFulfillmentofGeneralMultiwayControllingSystemZHOUXiancheng(DepartmentofInformationEngineerandInformationManagement,HunanBusinessCollege,Changsha,41025
3、,China)Abstract:Itisdesigneganddevelopedamultiwaycontrollingsystemcontrolledbymicrocontroller.Itsbasicfunctionsare,accordingtocontrollingrequirementandthepowerofeachwayandthrougheachwaystargetcontrollingvalue,thissystemcontrolsthefulfillmentpartofeachwayindividingtime,sothattheco
4、ntrollingparameterofeachwayfixedthetargetcontrollingvalue.ThesystemhardwareultizesthestandardmaduleofSTDgeneralCircuitofmicrocontroller.Thissystemhasbeenusedatthemutt-waytemperaturecontrollingsystem.Thetestandappertainsproveithavereachedtheforecastingresultsinaccuracyrealiabityandr
5、eal-timeetc.Keywords:STDgeneralcircuit;microcomputer;multiwaycontral1系统构成在工业控制领域,小型化是发展潮流.由于STD总线具有以下优点:采用小板结构,高度模块化;严格的标准化,广泛的兼容性;面向I/O设计,非常适合工业控制;高可靠性等.因此,STD总线得到了广泛的应用.本系统采用STD总线.本系统由一个单片机循环控制多个通道的控制参数.工作人员首先根据系统的要求和每通道的实际情况,通过BCD码盘设定每通道的目标控制值,然后由单片机读入每通道的目标控制值,并采样每通道的实际值,用两者之间
6、的偏差量去控制执行机构,从而将每个通道的控制参数调节到目标控制值,这是本系统的基收稿日期:20011115作者简介:周鲜成(1964),男,湖南双峰人,湖南商学院讲师,主要从事单片机的应用研究.32湖南师范大学自然科学学报第25卷本控制原理.图1为本设计的多通道控制系统功能原理图.系统设计时考虑工业控制现场特定要求,采用以MCS-51单片机为核心的STD总线模板结构,因此本系统的工作可靠性,抗干扰能力等均可满足工业现场要求.本系统硬件总体功能模板图如图2所示.2系统基本原理本系统工作原理如下:操作人员根据实际的需求和每
7、通道的实际情况,利用BCD拨码盘设定各通道的目标控制值.设总的通道数为N,通道号循环变量I初始值为0(N个通道编号为0到N-1).系统工作步骤如下:1)单片机首先从I号通道开始读入所设定的目标控制值;2)对I号通道的输出信号采样,根据采样值计算出该通道当前实际值;3)显示当前通道号I和此通道的当前实际值;4)计算出当前实际值与设定的目标控制值的偏差量;图1系统功能原理图5)用此偏差量通过PID控制算法求出控制量.6)单片机根据求出的控制量发出控制指令控制执行机构.改变通道为下一通道(I=I+1.若I=N,则I=0),循环第一步到第六步,达到一定的循环次数即可
8、使各个通道达到预定值.系统可对每通道进
