計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)--電阻加熱爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　電阻加熱爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　溫度是工業(yè)對(duì)象中主要的被控參數(shù)之一。尤其是在冶金、化工、機(jī)械各類工業(yè)中，廣泛使用各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等。由于爐子的種類不同，所采用的加熱方法及燃料也不相同，如煤氣、天然氣等。但就控制系統(tǒng)本身的動(dòng)態(tài)特性而言，均屬于一階純滯后環(huán)節(jié)，在控制算法上基本相同，

2、可采用PID控制或其他純滯后補(bǔ)償算法。但對(duì)于電阻加熱爐來(lái)說(shuō)，當(dāng)其溫度一旦超調(diào)就無(wú)法用控制手段使其降溫，因而很難用數(shù)學(xué)方法建立精確模型和確定參數(shù)。而傳統(tǒng)PID控制是一種建立在經(jīng)典控制理論基礎(chǔ)上的控制策略，其設(shè)計(jì)依賴于被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，因此對(duì)于加熱爐這類控制對(duì)象采用傳統(tǒng)PID的控制方案很難達(dá)到理想的控制效果。</p><p>　　為了保證生產(chǎn)過(guò)程正常安全地進(jìn)行，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，以及減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約能源

3、，對(duì)加熱用的各種電爐要求在一定條件下保持恒溫，不能隨電源電壓波動(dòng)或爐內(nèi)物體而變化，或者有的電爐的爐溫根據(jù)工藝要求按照某個(gè)指定的升溫或保溫規(guī)律而變化，等等。因此，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或科學(xué)實(shí)驗(yàn)中常常對(duì)溫度不僅要不斷地測(cè)量，而且要進(jìn)行控制。在電阻爐溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量考慮到如何有效地避免各種干擾因素而采用一個(gè)較好的控制方案，選擇合適芯片及控制算法是非常有必要的本設(shè)計(jì)要用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)電阻爐溫度控制系統(tǒng)。</p><p&g

4、t;　　電阻爐的類型根據(jù)其熱量產(chǎn)生的方式不同，可分為間接加熱式和直接加熱式兩大類。間接加熱式電阻爐，就是在爐子內(nèi)部有專用的電阻材料制作的加熱元件，電流通過(guò)加熱元件時(shí)產(chǎn)生熱量，再通過(guò)熱的傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射而使放置在爐中的爐料被加熱。直接加熱式電阻爐，是將電源直接接在所需加熱的材料上，讓強(qiáng)大的電流直接流過(guò)所需加熱的材料，使材料本身發(fā)熱從而達(dá)到加熱的效果。工業(yè)電阻爐，大部分采用間接加熱式，只有一小部分采用直接加熱式。由于電阻爐具有熱效率高、熱量

5、損失小、加熱方式簡(jiǎn)單、溫度場(chǎng)分布 均勻、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用十分廣泛。</p><p><b>　　總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)：</b></p><p>　　電阻加熱爐用于合金鋼產(chǎn)品熱力特性實(shí)驗(yàn)，電加熱爐用電爐絲提供功率，使其在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)將爐內(nèi)溫度穩(wěn)定到給定的溫度值。本控制對(duì)象電阻加熱爐功率

6、為8KW，由220V交流電源供電，采用雙向可控硅進(jìn)行控制。</p><p><b>　　工藝要求：</b></p><p>　　按照規(guī)定的曲線進(jìn)行升溫和降溫，溫度控制范圍為50～350℃，升溫和降溫階段的溫度控制精度為±5℃，保溫階段溫度控制精度為±2℃。</p><p><b>　　基本功能：</b>

7、</p><p>　　微機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)：正常工況下，系統(tǒng)投入自動(dòng)。</p><p>　　模擬手動(dòng)操作：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生異常，投入手動(dòng)控制。</p><p>　　微機(jī)監(jiān)控功能：顯示當(dāng)前被控量的設(shè)定值、實(shí)際值，控制量的輸出值，參數(shù)報(bào)警時(shí)有燈光報(bào)警。</p><p><b>　　對(duì)象分析：</b></p><p>

8、;　　本次設(shè)計(jì)中，要求電阻爐爐內(nèi)的溫度按照上圖所示的規(guī)律變化：從室溫開始到50℃為自由升溫階段，當(dāng)溫度到達(dá)50℃時(shí)，進(jìn)入系統(tǒng)調(diào)節(jié)階段，當(dāng)溫度到達(dá)350℃時(shí)，進(jìn)入保溫階段。要始終在系統(tǒng)控制下，以保證所需的爐內(nèi)溫度的精度。加工結(jié)束，要進(jìn)行降溫控制。保溫階段的時(shí)間為600~1800s。過(guò)渡過(guò)程時(shí)間：即從開始控制到進(jìn)入保溫階段的時(shí)間要小于600s。在保溫段當(dāng)溫度高于352℃或低于348℃時(shí)要報(bào)警，在升溫和降溫階段也要進(jìn)行控制，使?fàn)t內(nèi)溫度按照曲線

9、的斜率升或降。</p><p><b>　　5、系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　采用MCS—51單片機(jī)作為控制器，ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片為模擬量輸入，DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片為模擬量輸出，鉑電阻為溫度檢測(cè)元件，運(yùn)算放大器和可控硅作為功率放大，電阻爐為被控對(duì)象，組成電阻爐爐溫控制系統(tǒng)，另外，系統(tǒng)還配有數(shù)字顯示，以便顯示和記錄生產(chǎn)過(guò)程中的溫度和輸出值。&

10、lt;/p><p><b>　　6、系統(tǒng)模型：</b></p><p><b>　　硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</b></p><p>　　計(jì)算機(jī)選型和系統(tǒng)總線：</p><p>　　單片機(jī)：MCS—51系列8031</p><p><b>　　系統(tǒng)總線：PC總線</b>

11、;</p><p><b>　　外圍電路設(shè)計(jì)：</b></p><p><b>　　矩陣鍵盤技術(shù)：</b></p><p>　　圖1為4×8矩陣組成的32鍵盤與微機(jī)接口電路。圖中8255端口C為行掃描口，工作于輸出方式，端口A工作于輸入方式，用來(lái)讀入列值。圖中I/O口地址必須滿足=0，才能選中相應(yīng)的寄存器。在每一

12、行與列的交叉點(diǎn)接一個(gè)按鍵，故4×8共32個(gè)鍵。</p><p>　　圖1:應(yīng)用8255接口的4×8鍵盤矩陣</p><p><b>　　溫度輸出顯示技術(shù)：</b></p><p>　　LED靜態(tài)顯示接口技術(shù)，所謂靜態(tài)顯示，即CPU輸出顯示值后，由硬件保存輸出值，保持顯示結(jié)果。</p><p>　　圖2

13、為6位BCD碼靜態(tài)顯示電路原理圖。圖中74LS244為總線驅(qū)動(dòng)器，6位數(shù)字顯示共用同一組總線，每個(gè)LED顯示器均配有一個(gè)鎖存器（74LS377），用來(lái)鎖存待顯示的數(shù)據(jù)。當(dāng)被顯示的數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)總線經(jīng)74LS244傳送到各鎖存器的輸入端后，到底哪一個(gè)鎖存器選通，取決于地址譯碼器74LS138各輸出位的狀態(tài)。總線驅(qū)動(dòng)器74LS244由IOW和A9控制，當(dāng)IOW和A9同時(shí)為低電平時(shí)，74LS244打開，將數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)傳送到各個(gè)顯示器的鎖存器7

14、4LS377上。</p><p>　　技術(shù)特點(diǎn)：占用機(jī)時(shí)少，顯示可靠，但使用元件多，線路復(fù)雜，成本高。</p><p>　　圖2:用鎖存器連接的6位靜態(tài)顯示電路</p><p><b>　　報(bào)警電路設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　正常運(yùn)行時(shí)綠燈亮，在保溫階段，一旦爐內(nèi)溫度超出系統(tǒng)允差范圍，就要進(jìn)行報(bào)警。報(bào)警時(shí)，紅燈亮

15、，電笛響，同時(shí)發(fā)送中斷信號(hào)至CPU進(jìn)行處理。</p><p>　　圖3:加熱爐報(bào)警系統(tǒng)</p><p>　　模擬量輸入通道設(shè)計(jì)：</p><p>　　因?yàn)樗氐膶?shí)際溫度在50 ～ 350℃，350－50＝300. 所以選用8位A/D轉(zhuǎn)換器，其分辨率約為1.5℃/字，再加放大器偏置措施實(shí)現(xiàn)（通過(guò)調(diào)整放大器的零點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)偏置）。這里采用一般中速芯片ADC0809。ADC0

16、809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器，8路多路開關(guān)以及微型計(jì)算機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS組件，其轉(zhuǎn)換方法為逐次逼近型。8路的模擬開關(guān)由地址鎖存器和譯碼器控制，可以在8個(gè)通道中任意訪問(wèn)一個(gè)通道的模擬信號(hào)。這種器件無(wú)需進(jìn)行零位和滿量程調(diào)整。由于多路開關(guān)的地址輸入部分能夠進(jìn)行鎖存和譯碼，而且其三態(tài)TTL輸出也可以鎖存，所以它易于與微型計(jì)算機(jī)接口。其具有較高的轉(zhuǎn)換速度和精度，受溫度影響較小，能較長(zhǎng)時(shí)間保證精度，重現(xiàn)性好，功耗較低，故用于過(guò)程控制是比較理

17、想的器件。</p><p>　　圖4:ADC0809應(yīng)用接線圖</p><p>　　模擬量輸出通道設(shè)計(jì)：</p><p>　　據(jù)其實(shí)際情況，D/A轉(zhuǎn)換器的位數(shù)可低于A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)，因?yàn)橐话憧刂葡到y(tǒng)對(duì)輸出通道分辨率的要求比輸入通道的低，所以這里采用常用的DAC0832芯片。DAC0832是8位D/A轉(zhuǎn)換器，與微處理器完全兼容。期間采用先進(jìn)的CMOS工藝，因此功耗低

18、，輸出漏電流誤差較小。它的內(nèi)部具有兩級(jí)輸入數(shù)據(jù)緩沖器和一個(gè)R-2RT型電阻網(wǎng)絡(luò)，因DAC0832電流輸出型D/A轉(zhuǎn)換芯片，為了取得電壓輸出，需在電流輸出端接運(yùn)算放大器，Rf為為運(yùn)算放大器的反饋電阻端。</p><p>　　雙極性電壓輸出的D/A轉(zhuǎn)換電路通常采用偏移二進(jìn)制碼、補(bǔ)碼二進(jìn)制碼和符號(hào)一數(shù)值編碼。只要在單極性電壓輸出的基礎(chǔ)上再加一級(jí)電壓放大器，并配以相關(guān)電阻網(wǎng)絡(luò)就可以構(gòu)成雙極性電壓輸出。在圖5中，運(yùn)算放大器

19、A2的作用是把運(yùn)算放大器A1的單向輸出電壓轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向輸出。</p><p>　　圖5:DAC0832雙極性電壓輸出電路</p><p><b>　　元器件的選擇：</b></p><p>　　傳感器的選擇：鉑銠10—鉑熱電偶，S型，正極性，量程0—1300℃，使用溫度小于等于600℃，允差±1.5℃。</p><p

20、>　　執(zhí)行元件的選擇：電阻加熱爐采用晶閘管（SCR）來(lái)做規(guī)律控制，結(jié)合電阻爐的具體要求，為了減少爐溫的紋波，對(duì)輸出通道采用較高的分辨率的方案，因此采用移相觸發(fā)方式，并且由模擬觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)移相觸發(fā)。</p><p>　　變送器的選擇：因?yàn)橄到y(tǒng)要求有偏置，又需要對(duì)熱電偶進(jìn)行冷端補(bǔ)償，所以采用常規(guī)的DDZ系列溫度變送器。</p><p>　　控制元件：采用雙向可控硅進(jìn)行控制，其功能相當(dāng)于兩個(gè)

21、單向可控硅反向連接，具有雙向?qū)üδ?，其通斷狀態(tài)有控制極G決定。在控制極加上脈沖可使其正向或反向?qū)ā?lt;/p><p>　　圖6：可控硅加熱爐控制原理圖</p><p><b>　　數(shù)字控制器設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　控制算法：</b></p><p>　　整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)可用一個(gè)帶純滯

22、后的一階慣性環(huán)節(jié)來(lái)近似，所以其控制算法采用大林算法。</p><p>　　電阻加熱爐溫度控制系統(tǒng)模型為：</p><p>　　其廣義的傳遞函數(shù)為：</p><p>　　大林算法的設(shè)計(jì)目標(biāo)是設(shè)計(jì)一個(gè)合適的數(shù)字控制器，使整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)相當(dāng)于一個(gè)帶有純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)，即：通常認(rèn)為對(duì)象與一個(gè)零階保持器相串聯(lián)， 相對(duì)應(yīng)的整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)是：</p

23、><p><b>　　計(jì)算過(guò)程：</b></p><p>　　連同零階保持器在內(nèi)的系統(tǒng)廣義被控對(duì)象的傳遞函數(shù)：</p><p><b>　　系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)：</b></p><p><b>　　數(shù)字控制器：</b></p><p>　　消除振鈴現(xiàn)象后的數(shù)字

24、控制器：</p><p><b>　　離散化：</b></p><p>　　U（Z）—U（Z）Z—1=1.279E（Z）—1.226E（Z）Z—1</p><p>　　U（K）—U（K—1）=1.279E（K）—1.226E（K—1）</p><p><b>　　最終得：</b></p>

25、<p>　　U（K）=U（K—1）+1.279E（K）—1.226E（K—1）</p><p>　　圖7：電阻加熱爐溫度控制系統(tǒng)框圖</p><p><b>　　軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　程序流程圖：</b></p><p><b>　　系統(tǒng)主程序框圖：&

26、lt;/b></p><p>　　b、A/D轉(zhuǎn)換子程序流程圖：</p><p>　　c、LED顯示流程圖：</p><p>　　d、報(bào)警程序流程圖：</p><p>　　e、數(shù)字控制算法子程序流程圖：</p><p><b>　　源程序：</b></p><p>&l

27、t;b>　　ORG 0000H</b></p><p><b>　　AJMP MAIN</b></p><p><b>　　ORG 0003H</b></p><p><b>　　AJMP KEYS</b></p><p><b>　　ORG 000

28、BH</b></p><p><b>　　AJMP PIT0</b></p><p><b>　　ORG 001BH</b></p><p>　　AJMP PIT1 ;中斷入口及優(yōu)先級(jí)</p><p>　　MAIN: MOV SP，#00H</p&g

29、t;<p>　　CLR 5FH ;清上下限越限標(biāo)志 </p><p>　　MOV A，#00H</p><p>　　MOV R7，#09H</p><p>　　MOV R0，#28H</p><p>　　LP1:MOV @R0，A</p><p>　

30、　INC R0 </p><p>　　DJNZ R7，LP1</p><p>　　MOV R7，#06H</p><p>　　MOV R0，#39H</p><p>　　LP2:MOV @R0，A</p><p><b>　　INC R0</b></p>

31、<p>　　DJNZ R7，LP2</p><p>　　MOV R7，#06H</p><p>　　MOV RO，#50H</p><p>　　LP3:MOV @R0，A</p><p><b>　　INC R0</b></p><p>　　DINZ R7，LP3

32、 ;清顯示緩沖區(qū)</p><p>　　MOV 33H，#00H</p><p>　　MOV 34H，#00H ;賦KP高低字節(jié)</p><p>　　MOV 35H，#00H</p><p>　　MOV 36H，#00H ; 賦KI高低字節(jié)</

33、p><p>　　MOV 37H，#00H </p><p>　　MOV 38H，#00H ; 賦KD高低字節(jié)</p><p>　　MOV 42H，#00H</p><p>　　MOV 43H，#00H ;賦K高低字節(jié)</p><p>　　MOV TM

34、OD，#56H ;T0方式2，T1方式1計(jì)數(shù)</p><p>　　MOV TLO，#06H</p><p>　　MOV THO，#06H </p><p>　　MOV 25H，#163H ;設(shè)定值默認(rèn)值350</p><p>　　SETB TR0

35、 ;鍵盤高優(yōu)先級(jí)</p><p><b>　　SETB ET0</b></p><p><b>　　SETBEX0</b></p><p>　　SETB EA ;開鍵盤T0。T1中斷</p><p>　　LOOP:MOV R0，#56

36、H</p><p>　　MOV R1，#55H</p><p>　　LCALLSCACOV ;標(biāo)度轉(zhuǎn)化</p><p>　　MOV R0，#53H</p><p><b>　　LCALLDIR</b></p><p><b>　　NOP</

37、b></p><p>　　LCALLDLY10MS</p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　LCALLDLY10MS</p><p>　　AJMP LOOP ;等中斷</p><p><b>　　;鍵盤子程序</b&g

38、t;</p><p>　　KEYS:CLR EX0</p><p><b>　　CLR EA</b></p><p>　　PUSH PSW</p><p>　　PUSH ACC ;關(guān)中斷</p><p>　　LCALLDLY10MS

39、 ;消抖</p><p>　　CC: JB P3.2 AA</p><p>　　SETB 5DH ;置“顯示設(shè)定值溫度值標(biāo)志”</p><p>　　MOV A，25H ;取運(yùn)算位的值</p><p>　　MOV B，#10H

40、 ;BCD碼轉(zhuǎn)化</p><p><b>　　DIV A B</b></p><p>　　MOV 52H，A</p><p><b>　　MOV A, B</b></p><p>　　MOV 51H, A</p><p>　　MOV R0,#50

41、H</p><p>　　LCALL DIR ;顯示設(shè)定溫度</p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　LCALLDLY10MS</p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　LCALL DLY10

42、MS</p><p>　　JB P1.7 ,BB</p><p>　　MOV R1,#25H</p><p>　　LCALL DAAD1</p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　LCALL DLY10MS</p><p><b>

43、;　　AJMP CC</b></p><p>　　BB: JB P1.6 CC</p><p>　　MOV R1,#25H</p><p>　　LCALL DEEC1</p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　LCALL DLY10MS<

44、;/p><p><b>　　AJMP CC</b></p><p>　　AA: POP ACC</p><p><b>　　POP PSW</b></p><p><b>　　SETB EX0</b></p><p>　　SETB E

45、A ;出棧</p><p><b>　　RETI</b></p><p><b>　　;顯示子程序</b></p><p>　　DIR: MOV SCON ,#00H ;置串行口移位寄存器狀態(tài)</p><p>

46、;　　SETB P1.4 ;開顯示</p><p>　　JB 5DH,DL1 ;顯示設(shè)定溫度</p><p>　　DL2: MOV DPTR,#SEGT</p><p>　　DL0: MOV A,@R0</p><p>　　MOVC

47、A,@A+DPTR</p><p>　　MOV SBUF ,A</p><p>　　LOOP1: JNB TI, LOOP1</p><p><b>　　CLR TI</b></p><p><b>　　INC R0</b></p><p>　　MOV A,@

48、R0</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　ANL A, #7FH ;使數(shù)帶小數(shù)點(diǎn)</p><p>　　MOV SBUF ,A</p><p>　　LOOP2: JNB TI,LOOP2</p><p><b>　　CLR

49、TI</b></p><p><b>　　INC R0</b></p><p>　　MOV A,@R0</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV SBUF,A</p><p>　　LOOP3: JNB TI,LOOP3</p>

50、;<p><b>　　CLR TI</b></p><p><b>　　CLR P1.4</b></p><p><b>　　CLR 5DH</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DL1: MOV

51、50H,#0AH ;小數(shù)位黑屏</p><p><b>　　AJMP DL2</b></p><p>　　SEGT: DB 0C0H ,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH</p><p><b>　　;加一子程序</b><

52、/p><p>　　DAAD1: MOV A,#00H</p><p>　　ORL A,@R1</p><p>　　ADD A,#01H</p><p>　　CJNE A,#30H,DAAD2 ;超過(guò)48度了嗎?</p><p>　　DAAD3: MOV @R1,A</p>

53、<p>　　DAA: RET</p><p>　　DAAD2: JC DAAD3</p><p>　　MOV @R1,#15EH ;超過(guò)48則轉(zhuǎn)回到355</p><p><b>　　AJMP DAA</b></p><p><b>　　;減一子程序</b

54、></p><p>　　DEEC1:MOV A,@R1</p><p><b>　　DEC A</b></p><p>　　CJNE A,#15EH,DEEC2 ;低于355度了嗎?</p><p>　　DEEC3:MOV @R1,A </p><p>　

55、　DEE : RET</p><p>　　DEEC2: JNC DEEC3</p><p>　　MOV @R1,#30H ;低于355則轉(zhuǎn)回到48</p><p><b>　　AJMPDEE </b></p><p><b>　　;T0中斷子程序</b></p&

56、gt;<p>　　PTT0: CLR EA</p><p>　　PUSH ACC</p><p>　　PUSH PSW</p><p>　　PUAH DPL</p><p><b>　　PUSH DPH</b></p><p>　　SETB EA

57、 ;壓棧后開中斷響應(yīng)鍵盤</p><p>　　PPP: LCALLSMAP ;采樣數(shù)據(jù)</p><p>　　LCALL FILTER ;數(shù)字濾波</p><p>　　MOV A,2AH ;取采樣值<

58、/p><p>　　CJNE A,#07H,AAA ;下限48比較</p><p><b>　　AJMP BBB</b></p><p>　　AAA: JC CCC ;小于48度轉(zhuǎn)</p><p>　　CJNEA,#0FEH ,DDD

59、 ;上限355比較</p><p>　　AJMP BBB ;轉(zhuǎn)至48~355正常范圍處理</p><p>　　DDD: JC BBB</p><p>　　CLR P1.2 ;大于355黃燈亮</p><p><b>　

60、　SETB 5EH</b></p><p>　　CLR P1.1 ;置標(biāo)志 啟動(dòng)風(fēng)扇</p><p><b>　　AJMP PPP</b></p><p>　　CCC: CLR P1.3 ;小于48紅燈亮</p><

61、;p><b>　　SETB 5FH</b></p><p>　　BBB: CLR P1.0 ;置標(biāo)志啟動(dòng)電爐</p><p><b>　　AJMPPPP</b></p><p>　　SETB P1.0</p><p>　　SETB P1.

62、1</p><p>　　SETB P1.2</p><p>　　SETB P1.3</p><p><b>　　CLR 5EH</b></p><p>　　CLR 5FH ;50~350之間正常</p><p>　　LCALL PID<

63、/p><p>　　JNB 20H,EEF ;設(shè)定溫度小于實(shí)際值轉(zhuǎn)到風(fēng)扇</p><p>　　MOV A,29H</p><p><b>　　LCALLFFF</b></p><p><b>　　CLR P1.0</b></p><p>　　LO

64、OP10: MOV R0,#56H ;存放相乘結(jié)果的首址</p><p>　　MOV R1,#55H ;賦顯示緩沖區(qū)最高位地址</p><p>　　LCALL SCACOV ;標(biāo)度轉(zhuǎn)化</p><p>　　MOV R0,#53H ;賦顯示首址<

65、/p><p><b>　　CLR DIR</b></p><p>　　JB D5H,LOOP10 ;等待T1中斷</p><p><b>　　CLR EA</b></p><p><b>　　POP DPH</b></p>&

66、lt;p><b>　　POP DPL</b></p><p><b>　　POP PSW</b></p><p><b>　　SETB EA</b></p><p><b>　　POP ACC</b></p><p><b>

67、;　　RETI</b></p><p>　　EEE: MOV A,28H ;風(fēng)扇處理</p><p>　　LCALL FFF</p><p><b>　　CLR P1.1</b></p><p>　　AJMP LOOP10</p><p>　　FFF

68、: CRL A ;根據(jù)PID結(jié)果計(jì)算T1初值 </p><p><b>　　INC A</b></p><p><b>　　MOV TL1,A</b></p><p>　　MOV TH1,#0FFH</p><p><b>　　SETB PI1<

69、/b></p><p><b>　　SETB TR1</b></p><p><b>　　SETB ET1</b></p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　;標(biāo)度轉(zhuǎn)化 </b></p><p&

70、gt;　　SCACOV :PROC NEAR</p><p><b>　　MOV DX,0</b></p><p>　　MOV DATA1,#258H</p><p>　　MOV DATA2,#708H</p><p>　　MOV DATA3,#960H</p><p>　　PRO

71、C NEAR</p><p><b>　　MOV DX,0</b></p><p>　　MOV AX,DATAP ;取采樣時(shí)間</p><p>　　CMP AX,DATA3 ;時(shí)間大于2400?</p><p>　　JAE Q3DOR</p><

72、;p>　　CMP AX,DATA2</p><p>　　JAE Q3-Q2 ; 1800<時(shí)間<2400</p><p>　　CMP AX,DATA3</p><p>　　JAE Q2-Q1 ; 600<時(shí)間<1800</p><p>

73、;　　Q0: MOV BX,0.8H ;<600S Q=50+t/2</p><p><b>　　MUL BX</b></p><p>　　ADC DX,0</p><p><b>　　JMP DONE</b></p><p>　　Q2-Q1: M

74、OV AX,#15EH ;Q=350</p><p>　　Q3-Q2: SUB AX,DATA2 ;Q=350-(t-1800)/2</p><p>　　MOV BX,0.8H</p><p><b>　　MUL BX</b></p><

75、p>　　MOV AX,#15EH</p><p>　　SUB AX,BX</p><p>　　MOV @R1,A</p><p>　　PP: RET</p><p><b>　　;采樣子程序</b></p><p>　　SWAP: MOV R0,#20H</

76、p><p>　　MOV R1,#03H</p><p>　　SAW1: MOV DPTR,#7FF8H</p><p>　　MOVX @DPTR A ;A/D轉(zhuǎn)化</p><p>　　MOV R2,#20H</p><p>　　DLY: DJNZ R2,

77、DLY ;延時(shí)</p><p>　　HERE: JB P3.3 ,HERE</p><p>　　MOV DPTR,#7FF8H</p><p>　　MOVX A,@DPTR ;讀轉(zhuǎn)化結(jié)果</p><p>　　MOV @R0,A</p><p&

78、gt;<b>　　INC R0</b></p><p>　　DJNZ R1,SAM1</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　;數(shù)字濾波</b></p><p>　　FILTER: MOV A, 20H</p><p&g

79、t;　　CJNE A,2DH CMP1</p><p>　　AJMP CMP2</p><p>　　CMP1: JNC CMP2</p><p>　　XCH A,2DH</p><p>　　XCH A,2CH</p><p>　　CMP2: MOV A,2DH</p><

80、p>　　CJNE A,22EH,CMP3</p><p>　　MOV 2AH,A</p><p><b>　　AJMP RR</b></p><p>　　CMP3: JC CMP4</p><p>　　MOV 2AH,A</p><p><b>　　AJMP

81、 RR</b></p><p>　　CMP4: MOV A,2EH</p><p>　　CJNE A,2CH,CMP5</p><p>　　MOV 2AH ,A</p><p><b>　　AJMP RR</b></p><p>　　CMP5: JC CMP6&

82、lt;/p><p>　　XCH A,2CH</p><p>　　CMP6: MOV 2AH,A</p><p>　　RR: RET</p><p><b>　　;T1中斷</b></p><p>　　PIT1: CLR 00H</p><p>　　J

83、B 20H, GGG</p><p>　　SETB P1.0 ;關(guān)閉電爐</p><p>　　GG: CLR PT1</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　GGG:SETB P1.1 ;關(guān)閉風(fēng)扇<

84、/p><p><b>　　CLR 20H </b></p><p><b>　　AJMP GG</b></p><p>　　;延時(shí)10MS子程序</p><p>　　DLY10MS: MOV R7,#0A0H</p><p>　　DLOO: MOV R6,#0FFH

85、</p><p>　　DL11: DJNZ R6,DL11</p><p>　　DJNZ R7,DL00</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　;數(shù)字PID算法子程序</p><p>　　PID: MOV R5,#00H</p><

86、;p>　　MOV R4,2DH ;取NX值</p><p>　　MOV R3,#00H</p><p>　　MOV R2,#32H ;取50</p><p>　　LCALL CPL1</p><p>　　LCALL DSUM

87、 ;求(NX-32H)值</p><p>　　MOV R0,#5AH ;賦乘法算法運(yùn)算暫存單元地址首址</p><p>　　MOV R5,#05H</p><p>　　MOV R4,#1CH ;賦參數(shù)</p><p>　　LCALL MULT ;調(diào)無(wú)符號(hào)數(shù)

88、乘法</p><p>　　MOV 31H ,5BH</p><p>　　MOV 32H ,5AH ;存放結(jié)果有效值</p><p>　　MOV R5,31H</p><p>　　MOV R4,32H ;取雙字節(jié)UR(設(shè)定)</p><p>　　MOV

89、 R3,2AH</p><p>　　MOV R2,#00H ;取雙字節(jié)實(shí)測(cè)值</p><p>　　ACALL CPL1 ;取U(K)補(bǔ)碼</p><p>　　ACALL DSUM ;計(jì)算E(K)</p><p>　　MOV 39H, R7</p>

90、<p>　　MOV 3AH,R6 ;存E(K)</p><p>　　MOV R5,35H </p><p>　　MOV R4,36H ;取KI參數(shù)</p><p>　　MOV R0,#4AH</p><p>　　ACALLMULT1

91、 ;計(jì)算PI=KI*E(K)</p><p>　　MOV R2,39H</p><p>　　MOV R4,3AH ;取E(K)</p><p>　　MOV R3,3BH</p><p>　　MOV R2,3CH ;取E(K-1)</p>&l

92、t;p>　　MOV R5,33H</p><p>　　MOV R4,34H ;取KP參數(shù)</p><p>　　MOV R0,#46H</p><p>　　ACALL MULT1 ;KP*[ E(K)- E(K-1)]</p><p>　　MOV R5,49H

93、</p><p>　　MOV R4,48H</p><p>　　MOV R3,4DH</p><p>　　MOV R2,4CH</p><p>　　LCALL DSUM ;KP*[ E(K)- E(K-1)]+ KI*E(K)</p><p>　　MOV 4AH, R7&l

94、t;/p><p>　　MOV 4BH,R6 ;保存上式之和</p><p>　　MOV R5,39H</p><p>　　MOV 3CH,3AH ;存E(K)到E(K-1)</p><p>　　MOV A,31H ;取設(shè)定值&l

95、t;/p><p>　　CJNE A,2AH,AA2 ;比較設(shè)定值與實(shí)測(cè)值</p><p>　　AA3: CLR 20H ;清電爐標(biāo)志</p><p>　　AA1: RET</p><p>　　AA2 JNC AA3</p><p>　

96、　SETB 20H ; 清風(fēng)扇標(biāo)志位</p><p>　　MOV R3,39H</p><p>　　MOV R2,3AH</p><p>　　LCALL CPL1</p><p><b>　　MOV A,R3</b></p><p><b>　　M

97、OV R7,A</b></p><p><b>　　MOV A,R2</b></p><p><b>　　MOV R6,A</b></p><p>　　MOV R5,42H</p><p>　　MOV R4,43H ;取K1風(fēng)扇標(biāo)志</p>

98、<p>　　MOV R0,#5AH</p><p>　　ACALL MULT1 ;計(jì)算P=K*E(K)且結(jié)果存在51H,50H單元中</p><p>　　MOV 28H,5BH ;取8位有效值存在28H單元</p><p><b>　　AJMP AA</b></p><

99、;p>　　DSUM: MOV A,R4 ;雙字節(jié)加法子程序(R5R4)+(R3R2) (R7R6)</p><p><b>　　ADD A,R2</b></p><p><b>　　MOV R6,A</b></p><p><b>　　MOV A,R5</b>

100、</p><p>　　ADDC A,R3</p><p><b>　　MOV R7,A</b></p><p><b>　　RET </b></p><p><b>　　;雙字節(jié)求補(bǔ)</b></p><p>　　CPL1: MOV A,R2&l

101、t;/p><p><b>　　CPL A</b></p><p>　　ADD A,#01H</p><p><b>　　MOV R2,A</b></p><p><b>　　MOV A,R3</b></p><p><b>　　CPL

102、A</b></p><p>　　ADDC A,#00H</p><p><b>　　MOV R3,A</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　;乘法 被乘數(shù)R7R6乘數(shù)R5R4</p><p>　　MULT1: MOV A,R

103、7</p><p><b>　　RLC A</b></p><p>　　MOV 5CH,C ;被乘數(shù)符號(hào)C1 5CH位</p><p>　　JNC POS1 ;為正數(shù)則轉(zhuǎn)</p><p>　　MOV A,R1 ;為負(fù)

104、數(shù)求補(bǔ)</p><p><b>　　CPL A</b></p><p>　　ADD A,#01H</p><p><b>　　MOV R6,A</b></p><p><b>　　MOV A,R7</b></p><p><b>　　C

105、PL A</b></p><p>　　ADDC A,#00H</p><p><b>　　MOV R7,A</b></p><p>　　POS1: MOV A,R5 ;取乘數(shù)</p><p>　　RLC A ;乘數(shù)符號(hào)C2

106、 5DH</p><p>　　MOV 5DH,C</p><p>　　JNC POS2 ;為正數(shù)則轉(zhuǎn)</p><p><b>　　MOV A,R4</b></p><p><b>　　CPL A</b></p><p>

107、　　ADD A,#01H</p><p><b>　　MOV R4,A</b></p><p><b>　　MOV A,R5</b></p><p><b>　　CPL A</b></p><p>　　ADDC A,#00H</p><p>&

108、lt;b>　　MOV R5,A</b></p><p>　　POS2: ACALL MULT</p><p>　　MOV C,5CH</p><p>　　ANL C,5DH</p><p>　　JC TPL ;負(fù)負(fù)相乘轉(zhuǎn)</p><p>　　MOV C,5

109、CH</p><p>　　MOV C,5DH</p><p>　　JNC TPL ; 正正相乘轉(zhuǎn)</p><p><b>　　DEC R0</b></p><p>　　MOV A,@RO</p><p><b>　　CPL A</b&

110、gt;</p><p><b>　　ADDA,#01</b></p><p>　　MOV @R0,A</p><p><b>　　INC R0</b></p><p>　　MOV A,@R0</p><p><b>　　CPL A</b><

111、;/p><p>　　ADDC A,#00H</p><p>　　MOV @R0,A</p><p>　　TPL: RET</p><p>　　MULT: MOV A,R6</p><p>　　MOV B,R4 ;取低位相乘</p><p><b>

112、　　MUL AB</b></p><p>　　MOV @R0,A</p><p>　　MOV R3,B</p><p><b>　　MOV A,R4</b></p><p><b>　　MOVB,R7</b></p><p><b>　　M

113、UL AB</b></p><p><b>　　ADD A,R3</b></p><p><b>　　MOV R3,A</b></p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p>　　ADDC A,#00H</p><

114、p><b>　　MOV R2,A</b></p><p>　　MOV A,R6</p><p><b>　　MOV B,R5</b></p><p><b>　　MUL AB</b></p><p><b>　　ADD A,R3</b>

115、</p><p><b>　　INC R0</b></p><p>　　MOV @R0,A</p><p><b>　　CLR 5BH</b></p><p>　　MOV A,R2</p><p><b>　　ADDC A,B</b><

116、;/p><p><b>　　MOV R2,A</b></p><p>　　JNC LAST </p><p>　　SETB 5BH ;置進(jìn)位標(biāo)志</p><p>　　LAST: MOV A,R7</p><p>　　MOV B,R5</p&g

117、t;<p><b>　　MUL AB</b></p><p>　　ADD A,R2</p><p><b>　　INC R0</b></p><p>　　MOV @R0,A ;存積</p><p><b>　　MOV A,B

118、</b></p><p>　　ADDC A,#00H</p><p>　　MOV C,5BH</p><p>　　ADDC A,#00H</p><p><b>　　INC R0</b></p><p>　　MOV @R0,A</p><p>&l

119、t;b>　　RET</b></p><p><b>　　END</b></p><p><b>　　系統(tǒng)電路圖</b></p><p><b>　　系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　在系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中，將系統(tǒng)各部分硬件連接，檢測(cè)各部分是否正確。然后就可以進(jìn)入

120、硬件調(diào)試，調(diào)試的主要任務(wù)是排除硬件的故障，其中包括設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和工藝性故障，然后在進(jìn)行軟件的調(diào)試，軟件調(diào)試時(shí)需要檢查編程是否正確，用微型機(jī)對(duì)MCS51系列單片機(jī)程序進(jìn)行交叉匯編。在硬件、軟件單獨(dú)調(diào)試后，即可進(jìn)入硬件、軟件聯(lián)合調(diào)試階段，找出硬件、軟件之間不相匹配的地方，反復(fù)修改和調(diào)試，直到符合設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　心得總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)

121、一周的設(shè)計(jì)，我對(duì)這門課程有了更深的了解。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先要熟悉系統(tǒng)的工藝，進(jìn)行對(duì)象的分析，要熟悉各元件的參數(shù)，按照要求確定方案。然后要進(jìn)行硬件和軟件的設(shè)計(jì)和調(diào)試。由于沒有實(shí)際的樣機(jī)，所以不能看到系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果。只能在理論上對(duì)系統(tǒng)的結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使我了解了人機(jī)交互接口技術(shù)、微型機(jī)控制系統(tǒng)輸入/輸出接口的擴(kuò)展方法，模擬量輸入/輸出通道的設(shè)計(jì)，常用控制程序的設(shè)計(jì)方法，數(shù)據(jù)處理技術(shù)，以及數(shù)字控制器算法。此次設(shè)計(jì)使我對(duì)微型計(jì)算

122、機(jī)控制技術(shù)有了全面的深刻的了解，對(duì)我以后深入學(xué)習(xí)這門技術(shù)有很大的幫助。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　潘新民，王燕芳，微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，高等教育出版社，2001</p><p>　　馬修水，李曉林，傳感器與檢測(cè)技術(shù)（第二版），電子工業(yè)出版社，2008</p><p>　　牛昱光，李曉