单片机温度控制及pid控制程序的设计

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1、河南工程学院毕业设计（论文）单片机温度控制及PID控制程序的设计学生姓名：＿系（部）：电子信息工程系专业：电气自动化指导教师：2008年5月16日摘要随着生产的发展，自动化程度越来越高，热电设备对温度的控制要求也越来越高。随着人们生活水平的提高，对日常用品的自动化也提出了更高的要求，单片机的不断更新换代，既要满足了上述的要求，又要达到提高自动化品质的目的。因此设计出此温度控制系统。本温度控制系统的对象是一热水电磁炉的水温，深入日常生活，要求所设计的系统具有软硬件结构简单、成本低廉、可靠性高（即不易出错）等特点。关键字:单片机PIDA/D

2、反馈并行I／O口AbstractWiththedevelopmentoftheproduction,inindustry,theequipmenttocontroltemperaturerisingdemand,aspeople'slivingstandardsimprove,theautomationofdailynecessitiesalsoahigherdemand,thecontinuousupgradingofSCM,Meettheaboverequirements,toachievethepurposeofqualityco

3、ntrol.Thetemperaturecontrolsystemistheobjectofahotwaterresistancefurnace,fordailylife,requestedbythedesignofhardwareandsoftwaresystemswithsimple,low-cost,highreliability(thatis,lesserror-prone),andothercharacteristics.Thedesignofthesystemwhilethesecharacteristicsforthepu

4、rposeofthedesign.Keyword:MCUPIDA/DfeedbackLPTI/Oport目录第一章绪论1第一节引言1第二节系统设计的宗旨1第二章系统概述2第一节系统简介2第二节系统主要硬件简介3一、MCS-51系列8051单片微机简介3二、ZLG7289A（串行接口8位LED数码管及64键键盘智能控制芯片）3第三章测温及控制执行电路的设计5第一节测量电路5第二节控制执行电路6一、MOC3041工作原理6二、执行电路7第四章采用PID控制算法的原因8第一节PID控制器的应用8第二节PID调节温度的分析9一、温度控制的基本方

5、法9二、PID参数的确定11第三节抗干扰的设计11一、产生干扰的原因以及结果11二、抗干扰的措施12第五章分析与结论15参考文献16致谢17附录118第一章绪论第一节引言随着集成电路技术的发展，单片微型计算机的功能也不断增强，许多高性能的新型机种不断涌现出来。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，称为自动化和各个测控领域中广泛应用的器件，在工业生产中称为必不可少的器件，尤其是在日常生活中发挥的作用也越来越大。　PID控制具有结构简单、稳定性能好、可靠性高等优点，尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。在控制

6、理论和技术飞速发展的今天，工业过程控制领域仍有近90％的回路在应用PID控制策略。PID控制中一个关键的问题便是PID参数的整定。但是在实际的应用中，许多被控过程机理复杂，具有高度非线性、时变不确定性和纯滞后等特点。在噪声、负载扰动等因素的影响下，过程参数甚至模型结构均会随时间和工作环境的变化而变化。这就要求在PID控制中，不仅PID参数的整定不依赖于对象数学模型，并且PID参数能够在线调整，以满足实时控制的要求。智能控制是一门新兴的理论和技术，它是传统控制发展的高级阶段，主要用来解决那些传统方法难以解决的控制对象参数在大范围变化的问题

7、，其思想是解决PID参数在线调整问题的有效途径。在温度控制系统中，单片机更是起到了不可替代的核心作用。本温度控制系统设计的对象是一热水电磁炉，用单片机控制对电磁炉水温的调节，达到想要的温度，要求所设计的系统具有软硬件结构简单、成本低廉、可靠性高（即不易出错）等特点。第二节系统设计的宗旨1.用于电磁炉的温度控制结构精简2.尽量降低成本3.可靠性高（抗干扰性能好）本文将分析应用单片机中的PID调节程序对电磁炉的控制，以及其测控电路。第二章系统概述第一节系统简介本系统是通过PID方法来调节电磁炉的温度，PID算法通过在MCS51中编程来实现，

8、整个系统的框图如下：电磁炉测温电路执行电路键盘输入和显示驱动电路温度控制PIDMCS51A/D图2-1系统结构框图如图所示：当整个系统启动后，通过键盘输入需要稳定的温度，同时控制程序也启动：测温电路将电磁炉