智能儀器課程設(shè)計(jì)自動(dòng)電阻爐溫度控制器

1、智能儀表綜合訓(xùn)練說明書題 目：自動(dòng)電阻爐溫度控制器 學(xué)生姓名：xxx學(xué) 號：xxx專 業(yè)：測控技術(shù)與儀器班 級：測控08-1班指導(dǎo)教師：x摘 要此電阻爐溫度控制器主要是以單片機(jī)stc89c52為核心，通過s型熱電偶采集熱端溫度并進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償?shù)玫綄?shí)際溫度t，然后經(jīng)放大電路和adc0832模數(shù)轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行線性化處理，之后經(jīng)單片機(jī)stc89c52進(jìn)行pid控制，并加入pid參數(shù)的調(diào)整，最后通過液晶顯示器lcd1602實(shí)現(xiàn)溫度值和pid輸出值及參數(shù)值的顯示。它用最簡單的硬件單元和軟件編程實(shí)現(xiàn)了溫度采集、溫度pid控制、溫度顯示、上下限報(bào)警、pid參數(shù)顯示、pid參數(shù)修改等功能。關(guān)鍵詞：adc083

2、2；單片機(jī)stc89c52；lcd顯示；pid控制；s型熱電偶目 錄摘 要1目 錄2第一章 前言31.1熱電偶31.1.1熱電偶及其工作原理31.1.2 熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償31.1.3 熱電偶的分類41.2 pid41.2.1 pid簡介41.2.2 pid算法介紹51.2.3 位置式pid算法5第二章 電阻爐溫度控制器總體設(shè)計(jì)62.1功能需求62.2 硬件設(shè)計(jì)72.3 軟件設(shè)計(jì)7第三章 電阻爐溫度控制器硬件設(shè)計(jì)83.1 s型熱電偶83.1.1 s型熱電偶及其分度表83.1.2 s型熱電偶線性化處理93.2 單片機(jī)stc89c52及其外圍接口電路93.2.1 單片機(jī)stc89c5293.2.

3、2 單片機(jī)stc89c52外圍接口電路113.3 adc0832113.4 lcd1602顯示器12第四章 軟件設(shè)計(jì)144.1電阻爐溫度控制器主程序144.2 adc0832數(shù)據(jù)采集子程序154.3熱電偶線性化標(biāo)度變換程序154.4 pid控制程序164.5 pid參數(shù)修改子程序174.6 lcd顯示子程序18第五章 總結(jié)19參考文獻(xiàn)20附錄 a21第一章 前言在使用電阻爐溫度控制器之前，我們有必要了解其制作工藝和一些關(guān)鍵器件的概況，以便我們能夠自己處理它所出現(xiàn)的一些小問題或者為愛好者學(xué)習(xí)提供幫助。因此這一章我們就關(guān)于電阻爐溫度控制器運(yùn)用的基本知識(shí)作一介紹。1.1熱電偶1.1.1熱電偶及其工作

4、原理熱電偶是溫度測量儀表中得關(guān)鍵性元件，因其具有結(jié)構(gòu)簡單，性質(zhì)穩(wěn)定，測溫范圍寬，測量精度高、動(dòng)態(tài)性能好、使用方便以及容易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已經(jīng)被用于各種行業(yè)。特別是由于其性質(zhì)穩(wěn)定，在高溫環(huán)境的測量中，熱電偶測溫占有相當(dāng)重要的地位。熱電偶的工作原理主要是利用了熱電效應(yīng)，所謂熱電效應(yīng)，就是指兩種不同成份的導(dǎo)體（稱為熱電偶絲材或熱電極）兩端接合成回路，當(dāng)兩個(gè)接合點(diǎn)的溫度不同時(shí)，在回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢。直接測量介質(zhì)的一端稱為工作端，另一端稱為冷端。1.1.2 熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償 由熱電偶的測溫原理可知，熱電勢的大小不僅與熱端溫度有關(guān)，而且與冷端溫度有關(guān)，只有當(dāng)冷端溫度恒定時(shí)，才能通過熱電勢的大小去判斷熱

5、端溫度的高低。 冷端溫度補(bǔ)償方法有冰點(diǎn)法，恒溫遷移法，計(jì)算修正法，電橋補(bǔ)償法，軟件補(bǔ)償法。我們這里采用計(jì)算修正法： 計(jì)算修正法基于中間溫度定律，其計(jì)算公式如式1.1 eab（t，0）=eab（t，t0）+eab（t0，0） （1.1）1.1.3 熱電偶的分類按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的要求，熱電偶可以分為標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶兩種。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶指工藝成熟、能批量生產(chǎn)、性能穩(wěn)定、應(yīng)用廣泛，且具有統(tǒng)一分度表并已列入國際和國家標(biāo)準(zhǔn)文件的熱電偶。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶是指研究還不夠成熟，雖然已有產(chǎn)品，也能夠使用但是沒有統(tǒng)一的分度表，需要個(gè)別標(biāo)定，給我們的使用帶來不便，因此我們?nèi)粘２蛔鍪褂煤脱芯?。?biāo)準(zhǔn)化熱電偶包括鉑銠

6、10-鉑熱電偶（s型）、鉑銠30-鉑銠6熱電偶（b型）、鎳鎘-鎳硅熱電偶（k型）、鎳鎘-銅鎳熱電偶（e型）、銅-銅鎳熱電偶（t型）。我們著重介紹k型和s型熱電偶：s型熱電偶為貴重金屬熱電偶，其正極導(dǎo)體的化學(xué)成分為鉑銠合金，其中，含銠10%，含鉑90%。負(fù)極為純鉑。s型熱電偶具有準(zhǔn)確度高、測溫區(qū)寬、使用壽命長和穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。特別是其在高溫下抗氧化性能好，因此我們的產(chǎn)品電阻爐溫度控制器選用熱電偶作為溫度傳感器。k型熱電偶為目前用量最大的廉價(jià)金屬熱電偶。其正極的化學(xué)成分為：ni：cr=90:10；負(fù)極的化學(xué)成分為：ni：si=97:3，測量溫度為-2001300。1.2 pid 1.2.1 pid

7、簡介pid控制是工程應(yīng)用中最廣泛的控制規(guī)律，它的主要特點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便。其各種參數(shù)的特征如下：比例調(diào)節(jié)的作用是按比例反映系統(tǒng)的偏差，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差，比例調(diào)節(jié)立即產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用以減小偏差。比例作用大，可以加快調(diào)節(jié)，減小誤差，但是過大的比例作用會(huì)使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，甚至造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。積分調(diào)節(jié)的作用是使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差，因?yàn)橐坏┯姓`差，積分調(diào)節(jié)就起作用，直至無誤差，積分調(diào)節(jié)的輸出維持常量。微分調(diào)節(jié)的作用是反映系統(tǒng)偏差信號的變化率，具有預(yù)見性，能預(yù)見偏差變化的趨勢，因此能產(chǎn)生超前的控制作用，使偏差還沒有形成即被微分調(diào)節(jié)作用消除，因此微分作用可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。1.2

8、.2 pid算法介紹pid算法有位置式和增量式輸出兩種。增量式pid算法輸出得到的結(jié)果是增量，也就是說，在上一次的控制量的基礎(chǔ)上需要增加(負(fù)值意味著減少)的控制量。例如，在晶閘管電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，控制量的增量意味著晶閘管的觸發(fā)相位在原有的基礎(chǔ)上需要提前或滯后的量。位置式算法輸出則表現(xiàn)為當(dāng)前的觸發(fā)相位應(yīng)該在什么位置。又如在溫度控制系統(tǒng)中，增量式算法表現(xiàn)為在上次通電時(shí)間比例的基礎(chǔ)上，還需要增加或減少的通電時(shí)間比例；位置式算法輸出則直接指明本周期內(nèi)要通電多長時(shí)間1.2.3 位置式pid算法位置式pid算法可以直接指出需要通電多長時(shí)間，因此其受到廣泛應(yīng)用。其計(jì)算公式如式1.2下： （1.2） 式中，為

9、基本偏差，表示當(dāng)前測量值與設(shè)定目標(biāo)值之間的差值，結(jié)果可以是正或負(fù)。當(dāng)設(shè)定目標(biāo)作為被減數(shù)時(shí)，正數(shù)表示還沒有達(dá)到設(shè)定值。負(fù)數(shù)表示已經(jīng)超過了設(shè)定值。累計(jì)偏差，它是每次偏差值的代數(shù)和。，和是pid算法的3個(gè)控制參數(shù)，分別稱為比例常數(shù)、積分常數(shù)和微分常數(shù)，對不同的控制對象選擇不同的數(shù)值，需要經(jīng)過現(xiàn)場整定才能獲得較好的效果。第二章 電阻爐溫度控制器總體設(shè)計(jì)此電阻爐溫度控制器主要是以單片機(jī)stc89c52為核心，通過熱電偶采集熱端溫度并進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償?shù)玫綄?shí)際溫度t，然后經(jīng)放大電路和adc0832模數(shù)轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行線性化處理，之后經(jīng)單片機(jī)stc89c52進(jìn)行pid控制，并加入pid參數(shù)的調(diào)整，最后通過液晶顯示

10、器lcd1602實(shí)現(xiàn)溫度值和pid輸出值及參數(shù)值的顯示。它用最簡單的硬件單元和軟件編程實(shí)現(xiàn)了溫度采集、溫度pid控制、溫度顯示、上下限報(bào)警、pid參數(shù)顯示、pid參數(shù)修改等功能。2.1功能需求電阻爐溫度控制器實(shí)際上是以單片機(jī)為核心，根據(jù)設(shè)定溫度值與采集溫度值進(jìn)行比較求出偏差然后pid運(yùn)算對電阻爐溫度進(jìn)行控制。此控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以下功能：溫度采集：溫度控制：溫度顯示：上下限報(bào)警顯示：參數(shù)顯示：pid控制參數(shù)設(shè)定修改：其單回路控制系統(tǒng)圖2.1如下所示：圖2.1 單片機(jī)單回路控制系統(tǒng)2.2 硬件設(shè)計(jì)電阻爐溫度控制器主要有單片機(jī)at89c52、a/d轉(zhuǎn)換器、按鍵、lcd顯示、加熱爐、傳感器、ssr輸出控

11、制組成的控制系統(tǒng)。其組成框圖如圖2.2所示：圖2.2 硬件組成框圖2.3 軟件設(shè)計(jì)該電阻爐溫度控制器采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其主程序流程圖如圖2.3所示：其軟件部分的的設(shè)計(jì)由adc0832采樣子程序、中斷子程序、lcd初始化子程序、pid控制子程序、pid參數(shù)按鍵修改子程序。adc0832采集溫度信號，信號經(jīng)a/d轉(zhuǎn)換后送至單片機(jī)stc89c52進(jìn)行pid處理，用戶可以根據(jù)自身?xiàng)l件對pid參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，之后lcd顯示器顯示溫度值和pid處理值，從而控制電阻爐溫度。 圖2.3 主程序流程圖第三章 電阻爐溫度控制器硬件設(shè)計(jì)3.1 s型熱電偶3.1.1 s型熱電偶及其分度表s型熱電偶首先是標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶

12、，偶絲直徑規(guī)定為0.5mm,允許偏差-0.015mm，其正極（sp）的名義化學(xué)成分為鉑銠合金，其中含銠為10%，含鉑為90%，負(fù)極（sn）為純鉑，故俗稱單鉑銠熱電偶。該熱電偶長期最高使用溫度為1300，短期最高使用溫度為1600。而且s型熱電偶在正常長期使用溫度為8001300左右時(shí)測量的精度最高，而在800以內(nèi)的測溫準(zhǔn)確度不高，而長期使用溫度在1300以上就很容易損壞熱電偶。因此我們在對其分度表的計(jì)算時(shí)溫度設(shè)定為01300，因?yàn)殡娮锠t正符合其要求，并為長期使用電器。s型熱電偶分度表如下表3.1所示：表3.1 s型熱電偶分度表 3.1.2 s型熱電偶線性化處理此電阻爐溫度傳感器中s型熱電偶溫度

13、傳感器采集0-1300的溫度進(jìn)行顯示控制，根據(jù)s型熱電偶分度表列出其對應(yīng)的mv電壓，由于所用單片機(jī)stc89c52能夠控制的電壓信號為0-5v，以及編程轉(zhuǎn)換值，因此根據(jù)以上進(jìn)行標(biāo)度變換處理得表3.2所示：表3.2 標(biāo)度變換表溫度值（）分度表值（mv）a/d采樣值（v)轉(zhuǎn)換值00003002.3230.883456005.2371.991019008.4483.211164130013.15552553.2 單片機(jī)stc89c52及其外圍接口電路3.2.1 單片機(jī)stc89c52 stc89c52是一種低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有 8k 在系統(tǒng)可編程flash 存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁

14、有靈巧的8 位cpu 和在系統(tǒng)可編程flash，使得stc89c52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案stc89c52的引腳分布如圖3.1所示，各部分引腳功能如下1. p0.0p0.7引腳：作為i/o引腳使用時(shí)，p0口是漏極開路雙向口，向口鎖存器寫入1時(shí)，i/o引腳將懸空，是高阻輸入引腳；在讀寫外部存儲(chǔ)器時(shí)p0口作低8位數(shù)據(jù)/地址總線。2. p1.0p1.7引腳：內(nèi)部帶有弱上拉的準(zhǔn)雙向i/o口，作輸入引腳使用前，先向p1口鎖存器寫入1，使p1口引腳上拉至高電平；另外，p1.0與p1.1還有第二功能：t2（p1.0）定時(shí)器t2的計(jì)數(shù)輸入端或定時(shí)器t2的時(shí)鐘輸出端，t2ex（p1

15、.1）定時(shí)器t2的外部觸發(fā)輸入端。圖3.1 stc89c52引腳分布圖3. p2.0p2.7引腳： 內(nèi)部帶有弱上拉的準(zhǔn)雙向i/o口，作輸入引腳使用前，先向p2口鎖存器寫入1，使p2口引腳上拉至高電平;在讀/寫外部存儲(chǔ)器時(shí)，p2口輸出高8位地址信號a15a8。4. p3.0p3.7引腳：內(nèi)部帶有弱上拉的準(zhǔn)雙向i/o口，作輸入引腳使用前，先向p3口鎖存器寫入1，使p3口引腳上拉至高電平；另外，p3口還有第二功能：rxd（p3.0）串行數(shù)據(jù)接收（輸入）端；txd（p3.1）串行數(shù)據(jù)發(fā)送（輸出）端；（p3.2）外中斷0輸入端；（p3.3）外中斷1輸入端；t0（p3.4）定時(shí)/計(jì)數(shù)t0的外部輸入端；t1

16、（p3.5）定時(shí)/計(jì)數(shù)t1的外部輸入端；（p3.6）外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號，低電平有效；（p3.7）外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號，低電平有效；5. 引腳：外部程序存儲(chǔ)器選擇信號，低電平有效；在復(fù)位期間cpu檢測并鎖存引腳的電平狀態(tài)，當(dāng)讀引腳為高電平時(shí)，從片內(nèi)程序存儲(chǔ)器取指令，只有當(dāng)程序計(jì)數(shù)器pc超出片內(nèi)程序存儲(chǔ)器地址編碼范圍時(shí)，才轉(zhuǎn)到外部程序存儲(chǔ)器中取指令；當(dāng)該引腳位低電平時(shí)，一律從外部程序存儲(chǔ)器中取指令。6. ：外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號，低電平有效。7ale：低8位地址鎖存信號，在訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，ale下降沿鎖存從p0口輸出的低8位地址信息a7a0,以便隨后將p0口作為數(shù)據(jù)總線使用；在正

17、常情況下，ale輸出信號為1/6振蕩頻率，并可用作外部時(shí)鐘或定時(shí)信號。8. xtal1：片內(nèi)晶振電路反向放大器輸入端，接cpu內(nèi)部時(shí)鐘電路； xtal2：片內(nèi)晶振電路反向放大器輸出端；9. rst：復(fù)位信號輸入端，高電平有效；10. vcc：電源引腳，vss：電源地。stc89c52系列單片機(jī)屬于mcs51型系列單片機(jī)，它們的存儲(chǔ)器在組織結(jié)構(gòu)上有4個(gè)物理上相互獨(dú)立的空間：片內(nèi)程序存儲(chǔ)器和片外程序存儲(chǔ)器，內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。其中片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)共64kb，相應(yīng)的地址空間為0000fffffh；片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)共256b，其中80hffh為sfr（特殊功能寄存器區(qū)），20h2fh為位尋址區(qū)

18、，00h1fh為r0r7工作寄存器區(qū)，30h7fh為用戶存儲(chǔ)數(shù)據(jù)用的存儲(chǔ)區(qū)，共80個(gè)字節(jié)；片內(nèi)程序存儲(chǔ)區(qū)有4kb，通過=1進(jìn)行選通；片外程序存儲(chǔ)區(qū)有64kb是通過=0進(jìn)行選通。3.2.2 單片機(jī)stc89c52外圍接口電路 該電阻爐溫度控制器中使用了stc89c52單片機(jī)，以及adc0832a/d轉(zhuǎn)換器、晶振電路、復(fù)位電路、按鍵、lcd1602液晶顯示器。其連接原理圖如圖3.2：3.3 adc0832該電阻爐溫度控制器所用的a/d轉(zhuǎn)換器是adc0832， adc0832 為8位分辨率a/d轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的

19、模擬電壓輸入在05v之間。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32s，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過di 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。 圖3.2 stc89c52外圍接口電路圖其封裝及引腳如圖3.3所示，引腳介紹如下：cs_ 片選使能，低電平芯片使能ch0 模擬輸入通道0，或作為in+/-使用ch1 模擬輸入通道1，或作為in+/-使用 gnd 芯片參考0 電位（地）di 數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制do 數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出圖3.3 adc0832引腳圖3.4 lcd1602顯示器lcd，又稱

20、液晶顯示器（liquid crystal display），為平面超薄的顯示設(shè)備，它由一定數(shù)量的彩色或黑白像素組成，放置于光源或者反射面前方。功耗很低，因此倍受工程師青睞，適用于使用電池的電子設(shè)備。它的主要原理是以電流刺激液晶分子產(chǎn)生點(diǎn)、線、面配合背部燈管構(gòu)成畫面。lcd與單片機(jī)連接如圖3.4所示 圖3.4 lcd1602與單片機(jī)連接圖其引腳介紹如表3.3所示：表3.3 lcd1602引腳介紹表編號符號引腳說明編號符號引腳說明1vss電源地9d2雙向數(shù)據(jù)線2vdd5v電源正極10d3雙向數(shù)據(jù)線3vl液晶顯示偏壓11d4雙向數(shù)據(jù)線4rs數(shù)據(jù)/命令選擇12d5雙向數(shù)據(jù)線5r/w讀/寫選擇13d6雙

21、向數(shù)據(jù)線6e使能信號14d7雙向數(shù)據(jù)線7d0雙向數(shù)據(jù)線15bla背光源正極8d1雙向數(shù)據(jù)線16blk背光源負(fù)極其主要技術(shù)參數(shù)如下：顯示容量：16*2個(gè)字符芯片工作電壓：4.5-5.5v工作電流：2.0ma（5.0v）模塊最佳工作電壓：5.0v字符尺寸：2.95*4.35（w*h）mm第四章 軟件設(shè)計(jì)4.1電阻爐溫度控制器主程序電阻爐溫度控制器主程序首先進(jìn)行液晶初始化，然后判斷1s標(biāo)志是否執(zhí)行；如果是，進(jìn)行ad采樣，執(zhí)行ad處理子程序，adc0832采集電壓信號；之后判斷是否有按鍵按下，執(zhí)行按鍵處理子程序；若沒有按鍵按下，計(jì)算pid值；隨后對數(shù)據(jù)顯示處理，顯示pid值，結(jié)束。其主程序流程圖如圖4

22、.1所示圖4.1 主程序流程圖4.2 adc0832數(shù)據(jù)采集子程序按照adc0832的工作方式，可以得到如圖4.2所示的程序流程圖。在將adc0832的端口定義好后，用cs=0選通adc0832，之后，將di端置1，開始ad轉(zhuǎn)換，然后送入通道0或者1的選擇信息，在do端先輸出d7-d0數(shù)據(jù)，再輸出d0-d7數(shù)據(jù)，然后比較兩次輸出的數(shù)據(jù)值是否相等，若不相等，繼續(xù)采樣，若相等，返回采樣值。 圖4.2 adc0832數(shù)據(jù)采集子程序4.3熱電偶線性化標(biāo)度變換程序性標(biāo)度變換是熱電偶采集溫度與a/d轉(zhuǎn)換器之間的橋梁，是關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，流程圖如圖4.3所示在程序中，dat代表a/d線性標(biāo)度變換值，首先dat與轉(zhuǎn)

23、換值進(jìn)行比較，判斷其符合哪一個(gè)段內(nèi)；mdat表示顯示溫度值，當(dāng)dat判斷其處于哪一個(gè)段內(nèi)，這樣根據(jù)線性標(biāo)度變換公式，即可求出其采集的溫度值；之后返回溫度值mdat，以備lcd顯示器顯示。圖4.3 線性標(biāo)度變換子程序4.4 pid控制程序單片機(jī)對a/d采集的溫度需要進(jìn)行與設(shè)定溫度值進(jìn)行比較，然后經(jīng)過pid控制，其pid控制流程圖如圖4.4所示首先，定義偏差et= indat-tedat（indat表示測量值，tedat表示設(shè)定值），偏差之和sumet，連續(xù)兩偏差之差et_temp；然后判斷20ms標(biāo)志flag2是否為1，若是，進(jìn)行pid計(jì)算，算出pout，若否，輸出上次pout。此pid為了顯示

24、方便，保證輸出為正，因此判定pout是否為負(fù)。圖4.4 pid控制程序4.5 pid參數(shù)修改子程序?yàn)榱四軌驖M足用戶的需要，電阻爐溫度控制器能偶調(diào)整不同的pid參數(shù)，以便控制溫度。其pid參數(shù)修改子程序流程圖如圖4.5所示：簡單介紹這幾個(gè)按鍵功能：1鍵功能鍵：選擇修改kp、ki、kd2鍵加1鍵3鍵減1鍵4鍵確定鍵圖4.5 pid參數(shù)修改子程序4.6 lcd顯示子程序根據(jù)設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行l(wèi)cd顯示程序的編寫，流程如圖4.6所示。液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。設(shè)置顯示的字符模式，顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模

25、塊在哪里顯示字符，最后將字符碼寫入到指定位置。 圖4.6 lcd顯示程序第五章 總結(jié) 這次智能儀器設(shè)計(jì)，我們在王老師的指導(dǎo)下，做了關(guān)于自制電阻爐溫度控制器的設(shè)計(jì)。雖然，由于某些硬件的短缺，沒能做成一個(gè)完整的電阻爐溫度控制器，但是基本上做出了溫度的采集、pid控制、顯示等。在這次設(shè)計(jì)中，我們通過自己查閱資料，和同學(xué)老師交流辯論，加深了對熱電偶、a/d轉(zhuǎn)換器、pid控制、單片機(jī)中斷等好多理論知識(shí)理解。同時(shí)，再做這個(gè)設(shè)計(jì)我們需要學(xué)會(huì)protel99畫原理圖、visio畫流程圖、如鵬版keil進(jìn)行軟件編程、stc_isp_v4.7.9軟件下載.這些東西對于我來說是第一次接觸，但是通過這次設(shè)計(jì)的親自完成

26、，雖然不敢說已經(jīng)全部掌握，但至少我能夠自己在以后的運(yùn)用的輕松操縱。對于我們所做得這個(gè)電阻爐溫度控制器的設(shè)計(jì)，首先，在硬件方面我們選的是stc89c52作為單片機(jī)對溫度進(jìn)行pid控制，adc0832作為a/d轉(zhuǎn)換器進(jìn)行a/d采樣，熱電偶作為溫度傳感器，lcd顯示器作為溫度和其他參數(shù)顯示。對于硬件的連接不成問題。其次，在軟件方面，我們用到了adc0832采集子程序、線性標(biāo)注變換子程序、pid控制子程序、pid參數(shù)修改子程序、lcd顯示子程序、以及最重要的主程序。這些程序經(jīng)過我們的努力基本上實(shí)現(xiàn)了其各自的功能，也和主程序密切連接。最后，我們的設(shè)計(jì)基本上符合了老師規(guī)定的要求，但是在細(xì)節(jié)方面也許有許多的

27、不足和漏洞，我們會(huì)不斷的改進(jìn)，也希望大家給我們指正，我們將會(huì)不斷完善我們的作品?？偟膩碚f，這次設(shè)計(jì)讓我學(xué)習(xí)了不少東西。第一、理論學(xué)習(xí)是必須的，我們必須一直注重自己的理論學(xué)習(xí)，踏踏實(shí)實(shí)把理論知識(shí)學(xué)習(xí)好，才能順利實(shí)踐。第二、理論固然重要，但是沒有實(shí)踐的演練，理論永遠(yuǎn)只是一紙空文，學(xué)習(xí)理論的最終目的是為了實(shí)踐，因此我們應(yīng)該不斷實(shí)踐。第三、在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)的時(shí)代，我們應(yīng)該學(xué)會(huì)運(yùn)用網(wǎng)上的知識(shí)，目的就是學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，高效做事。參考文獻(xiàn)1 王學(xué)智.熱電偶測溫及其冷端溫度補(bǔ)償 湖北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院j 2011.022 杜洋.a/d轉(zhuǎn)換芯片adc0832的應(yīng)用j.電子制作，2006.7.3 張懷廣. “prote

28、l99”快速入門的幾個(gè)技巧j. 科教文匯(下旬刊), 2010.05 .4 李建海,張大為,張凱,劉迪. 數(shù)字pid控制器在溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用j. 電子測量技術(shù) 2009.04 . 5 劉伏文. 單片機(jī)c和匯編語言混合編程j. 電子制作, 2007,(06) .6 于志贛,劉國平,張旭斌. 液顯lcd1602模塊的應(yīng)用j. 機(jī)電技術(shù), 2009,(03) .7 李實(shí). 基于模糊pid算法的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)j. 鞍鋼職工大學(xué) 2011,(05)8 任國強(qiáng). 標(biāo)準(zhǔn)s型熱電偶整百度點(diǎn)熱電勢的自動(dòng)計(jì)算j. 計(jì)量技術(shù), 1994,(11) 9 吳健, 侯文,鄭賓. 基于stc89c52單片機(jī)的溫

29、度控制系統(tǒng)j. 中北大學(xué)電子測試技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 2011,(04)10 李忠虎，李希勝.過程參數(shù)檢測技術(shù)及儀表m.北京計(jì)量出版社 2009年第1版11 潘永雄.新編單片機(jī)原理與應(yīng)用m.西安：西安電子科技大學(xué)出版2007第一版12 周祖茗.液顯模塊lcd1602的接口設(shè)計(jì)及編程技巧j.中國科技縱橫，2010.14.附錄 a源程序#include /包含頭文件，一般情況不需要改動(dòng)，頭文件包含特殊功能寄存器的定義#include intrins.h sbit rs = p10; /pin4sbit rw = p11; /pin5sbit en = p12; /pin6sbit key1 = p1

30、4; /pin6sbit key2 = p15; /pin6sbit key3 = p16; /pin6sbit key4 = p17; /pin6/adc0832的引腳sbit adcs =p20; /adc0832 chip seclectsbit addi =p37; /adc0832 k insbit addo =p37; /adc0832 k outsbit adclk =p36; /adc0832 clock signal #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define date p0 #define rs_c

31、lr rs=0 #define rs_set rs=1#define rw_clr rw=0 #define rw_set rw=1 #define en_clr en=0#define en_set en=1#define init_temp 800#define min_temp 100#define max_temp 900/#define max 1500uchar code temp_data=0123456789;uchar code temp_min=temp is most min; uchar code temp_max=temp is most max;uchar tem1

32、10=0,45,101,164,255;uchar tem210=0,300,600,900,1300; uchar temp118=wd: pid: ,temp216=p= i= d= ;uchar getdata; /獲取adc轉(zhuǎn)換回來的值bit flag,flag2;uchar time_20ms,time_ms,time_1s,bottem,data1,data2,kemp;char et,sumet,et_temp; int pout,out;char kp=5;ki=10;kd=15; int init_pid( uchar indat,uchar tedat,char et_ol

33、d);/*讀adc0832函數(shù)*/ /采集并返回unsigned int adc0832(unsigned char channel) /ad轉(zhuǎn)換，返回結(jié)果 uchar i=0; uchar j; uint dat=0; uchar ndat=0; if(channel=0)channel=2; if(channel=1)channel=3; addi=1; _nop_(); _nop_(); adcs=0;/拉低cs端 _nop_(); _nop_(); adclk=1;/拉高clk端 _nop_(); _nop_(); adclk=0;/拉低clk端,形成下降沿1 _nop_(); _no

34、p_(); adclk=1;/拉高clk端 addi=channel&0x1; _nop_(); _nop_(); adclk=0;/拉低clk端,形成下降沿2 _nop_(); _nop_(); adclk=1;/拉高clk端 addi=(channel1)&0x1; _nop_(); _nop_(); adclk=0;/拉低clk端,形成下降沿3 addi=1;/控制命令結(jié)束 _nop_(); _nop_(); dat=0; for(i=0;i8;i+) dat|=addo;/收數(shù)據(jù) adclk=1; _nop_(); _nop_(); adclk=0;/形成一次時(shí)鐘脈沖 _nop_();

35、 _nop_(); dat=1; if(i=7)dat|=addo; for(i=0;i8;i+) j=0; j=j|addo;/收數(shù)據(jù) adclk=1; _nop_(); _nop_(); adclk=0;/形成一次時(shí)鐘脈沖 _nop_(); _nop_(); j=j7; ndat=ndat|j; if(i=1; adcs=1;/拉低cs端 adclk=0;/拉低clk端 addo=1;/拉高數(shù)據(jù)端,回到初始狀態(tài) dat=8; dat|=ndat; return(dat); /return ad k/*中斷*/void init_time() tmod=0x10; th1=(65536-20

36、000)/256; tl1=(65536-20000)%256; ea=1; et1=1; tr1=1;/*/* 微秒延時(shí)函數(shù) */*/void delay_us(unsigned int n) /延時(shí) 如果需要高精度延時(shí) 請嵌入?yún)R編 if (n = 0) return ; while (-n); /*/* 毫秒函數(shù)聲明 */*/ void delay_ms(unsigned char i) unsigned char a, b; for (a = 1; a i; a+) for (b = 1; b; b+) ; /*/* 寫入命令函數(shù) */*/ void lcd_write_com(unsi

37、gned char com) rs_clr; rw_clr; en_set; date = com; delay_us(5); en_clr; /*/* 寫入數(shù)據(jù)函數(shù) */*/ void lcd_write_data(unsigned char data) rs_set; rw_clr; en_set; date = data; delay_us(5); en_clr; /*/* 寫入字符串函數(shù) */*/ void lcd_write_str(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s) if (y = 0) lcd_write_com(0

38、x80 + x); else lcd_write_com(0xc0 + x); while (*s) lcd_write_data( *s); s +; if(bottem=1) lcd_write_com(0x0f);lcd_write_com(0xc0); if(bottem=2) lcd_write_com(0x0f);lcd_write_com(0xc5); if(bottem=3) lcd_write_com(0x0f);lcd_write_com(0xca); /*/* 初始化函數(shù) */*/ void lcd_init(void) lcd_write_com(0x38); /*顯示

39、模式設(shè)置*/ delay_ms(5); lcd_write_com(0x38); delay_ms(5); lcd_write_com(0x38); delay_ms(5); lcd_write_com(0x38); lcd_write_com(0x08); /*顯示關(guān)閉*/ lcd_write_com(0x01); /*顯示清屏*/ lcd_write_com(0x06); /*顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置*/ delay_ms(5); lcd_write_com(0x0c); /*顯示開及光標(biāo)設(shè)置*/ int spdat(uchar dat)uchar i;int mdat;for(i=0;item1i&dattem1i+1)mdat=tem2i+(float)dat/tem1i)*tem2i;return mdat;voi