51系列單片機(jī)閉環(huán)溫度控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告

,.成 績(jī)：綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告題 目：51系列單片機(jī)閉環(huán)溫度控制班 級(jí)：小組成員：指導(dǎo)教師：完成時(shí)間：2015年11月,.一、實(shí)驗(yàn)名稱：系列單片機(jī)閉環(huán)溫度控制實(shí)驗(yàn)——基于Protuse仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)基本情況：1.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目組長(zhǎng)：小組成員：序號(hào) 姓 名 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 分工系數(shù)1233.具體分工：負(fù)責(zé)程序編寫，主要負(fù)責(zé)查詢資料與實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫。精品文檔放心下載4.實(shí)驗(yàn)要求：①設(shè)計(jì)硬件電路：溫度檢測(cè)：采用熱電偶或熱電阻溫度給定：采用電位器進(jìn)行模擬電壓給定，0——5VAD轉(zhuǎn)采用12位轉(zhuǎn)換顯示采用8位LED，或者LCD1602顯示精品文檔放心下載鍵盤4X4，PID等參數(shù)通過鍵盤設(shè)置。②軟件控制算法：數(shù)字PID，參數(shù)在線修改。顯示窗口：顯示溫度的設(shè)置值SV、溫度的實(shí)際值PV。精品文檔放心下載實(shí)際溫度值，溫度峰值、峰值時(shí)間等通過串口上傳到上位機(jī)(選做)感謝閱讀,.二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、系統(tǒng)基本原理(實(shí)驗(yàn)原理介紹)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，溫度閉環(huán)控制，即對(duì)加溫速度、超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間級(jí)誤差參數(shù)，選感謝閱讀PID控制參數(shù)級(jí)算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的自動(dòng)控制。閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)原理圖如下：謝謝閱讀計(jì)算機(jī)PID 數(shù)字輸出 溫控 測(cè)溫2、PID算法的數(shù)字實(shí)現(xiàn)本次試驗(yàn)通過8031通過OVEN是模擬加熱的裝置，加一定的電壓便開始不停的升感謝閱讀溫，直到電壓要消失則開始降溫。仿真時(shí)，U形加熱器為紅色時(shí)表示正在加熱，發(fā)紅時(shí)精品文檔放心下載將直流電壓放過來接，就會(huì)制冷，變綠。T端輸出的是電壓，溫度越高，電壓就越高。謝謝閱讀8031對(duì)溫度的控制是通過可控硅調(diào)控實(shí)現(xiàn)的?？煽毓柰ㄟ^時(shí)間可以通過可控硅控制感謝閱讀板上控制脈沖控制。該觸發(fā)脈沖想8031用軟件在P1.3引腳上產(chǎn)生，受過零同步脈沖后謝謝閱讀經(jīng)光偶管和驅(qū)動(dòng)器輸送到可控硅的控制級(jí)上。偏差控制原理是要求對(duì)所需溫度求出偏差感謝閱讀值，然后對(duì)偏差值處理而獲得控制信號(hào)去調(diào)節(jié)加熱裝置的溫度。精品文檔放心下載PID控制方程式：式中e是指測(cè)量值與給定值之間的偏差TD微分時(shí)間積分時(shí)間KP調(diào)節(jié)器的放大系數(shù),.將上式離散化得到數(shù)字PID位置式算法，式中在位置算法的基礎(chǔ)之上得到數(shù)字PID增量式算法：感謝閱讀3、溫度控制軟件設(shè)計(jì)程序結(jié)構(gòu)圖如下：4、硬件電路設(shè)計(jì)在溫度控制中，經(jīng)常采用是硬件電路主要有兩大部分組成：模擬部分和數(shù)字部分，謝謝閱讀對(duì)這兩部分調(diào)節(jié)儀表進(jìn)行調(diào)節(jié)，但都存在著許多缺點(diǎn)，用單片機(jī)進(jìn)行溫度控制使構(gòu)成的精品文檔放心下載系統(tǒng)靈活，可靠性高，并可用軟件對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行抗干攏濾波和非線性補(bǔ)償處理，可感謝閱讀大大提高控制質(zhì)量和自動(dòng)化水平；總的來說本系統(tǒng)由四大模塊組成，它們是輸入模塊、謝謝閱讀單片機(jī)系統(tǒng)模塊、計(jì)算機(jī)顯示與控制模塊和輸出控制模塊。輸入模塊主要完成對(duì)溫度信謝謝閱讀號(hào)的采集和轉(zhuǎn)換工作，由溫度傳感器及其與單片機(jī)的接口部分組成。利用模擬加熱的裝置來控制溫度。謝謝閱讀該閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)采用AT89S51八位機(jī)作為微處理單元進(jìn)行控制。采用4X4鍵精品文檔放心下載盤把設(shè)定溫度的最高值和最低值存入單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，還可以通過鍵盤完成溫度檢精品文檔放心下載測(cè)功能的轉(zhuǎn)換。溫度傳感器把采集的信號(hào)與單片機(jī)里的數(shù)據(jù)相比較來控制溫度控制器。精品文檔放心下載,.5、電路原理圖1、仿真完整電路圖2、12位AD轉(zhuǎn)換模塊,.3、OVEN模型及信號(hào)調(diào)理電路4、單片機(jī)主電路,.三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（含程序、數(shù)據(jù)記錄及分析和實(shí)驗(yàn)總結(jié)等，可附頁）：謝謝閱讀1、51系列單片機(jī)閉環(huán)溫度控制實(shí)驗(yàn)程序Main.c#include"includes.h"charRX_Data[5]={0};charmeasure_temperature[6]={'+','0','0','0','C','\0'};intmain()charsetting_temperature[6]={{'0','1','0','0','C','\0'};charcode_table[16]={'7','8','9','T','4','5','6','P',timer_init();'1','2','3','I',lcd_init();'+','0','-','D'};while(1)charPv[6]={'P','0','9','0','','\0'};{charIv[6]={'I','0','0','0','','\0'};ADCRead();charDv[6]={'D','0','0','5','','\0'};keyscan();intPWM_Period=100;Data_update();intPWM_Hight=1;intPWM_Hights=50;LCD_Display(0x80+0x08,setting_tempshortm_temperature=0;erature);shorts_temperature=100;LCD_Display(0x80+0x40,Pv);floatpc=090.0;LCD_Display(0x80+0x45,Iv);floatic=0.0;LCD_Display(0x80+0x4A,Dv);floatdc=5.0;}floate1=0;return0;floate2=0;PWM.c#include"includes.h"ucharT_update=0;PWM_Period--;ucharP_update=0;if(PWM_Period==0)ucharI_update=0;{ucharD_update=0;PWM_EN=1;PWM_Period=100;voidT0_time()interrupt1//PWMPWM_Hights=PWM_Hight;{}PWM_Hights--;}if(PWM_Hights==0){voidpid()PWM_EN=0;{PWM_Hights=1;staticlongsum=0;}e2=e1;,.e1=s_temperature-m_temperature;謝謝閱讀sum+=e1;if(e1>20){PWM_Hight=100;}elseif(e1<-20){PWM_Hight=1;}else{PWM_Hight=PWM_Hight+pc*(e1+ic*sum+dc*(e1-e2));感謝閱讀}if(PWM_Hight>100)PWM_Hight=100;elseif(PWM_Hight<1)PWM_Hight=1;}voidInterrupt_T1()interrupt3{精品文檔放心下載staticintcount=0;TH1=0x3C;//定時(shí)50msTL1=0xB0;count++;if(count==20){pid();count=0;}}voidupdate_Temp(){shortj=0;shorttmp=0;for(j=1;j<=3;j++){tmp=tmp*10+(setting_temperature[j]-'0');謝謝閱讀}

if(setting_temperature[0]=='-')謝謝閱讀tmp=-tmp;s_temperature=tmp;}voidupdate_Pv(){shortj=0;shorttmp=0;for(j=1;j<=3;j++){tmp=tmp*10+(Pv[j]-'0');}pc=tmp;}voidupdate_Iv(){shortj=0;shorttmp=0;for(j=1;j<=3;j++){tmp=tmp*10+(Iv[j]-'0');}ic=tmp;}voidupdate_Dv(){shortj=0;shorttmp=0;for(j=1;j<=3;j++){tmp=tmp*10+(Dv[j]-'0');}dc=tmp;}voidData_update()//循環(huán)檢查每一次T、PID值是否有修改謝謝閱讀{if(T_update==1){update_Temp();T_update=0;}elseif(P_update==1),.{ }update_Pv(); elseif(D_update==1)精品文檔放心下載P_update=0; {} update_Dv();elseif(I_update==1) D_update=0;感謝閱讀{ }update_Iv(); }I_update=0;Timer.c#include"includes.h" TL0=0x9C;感謝閱讀voidtimer_init() TH1=0x3C;//定時(shí)50ms精品文檔放心下載{ TL1=0xB0;EA=0;//關(guān)閉總中斷TR0=1;//運(yùn)行定時(shí)器0ET0=1;//ET0用于PWM產(chǎn)生 TR1=1;//運(yùn)行定時(shí)器1感謝閱讀ET1=1;//ET1測(cè)速計(jì)時(shí)PT0=1;//T0中斷優(yōu)先級(jí)高TMOD=0x12;//T0:工作方式2 T1:精品文檔放心下載工作方式1 EA=1;//打開總中斷}TH0=0x9C;ADS7824.c#include"includes.h" RC=1;//啟動(dòng)讀取謝謝閱讀while(BUSY==0);voiditoa(shortnum,charstr[]) num=0;感謝閱讀{ BYTE=0;//讀取高4位inti=3; num=(num|P1)<<8;精品文檔放心下載num=(num/2047.0)*999.0; num=num&0x0F00;精品文檔放心下載for(i=3;i>0;i--){ BYTE=1;//讀取低8位str[i]=(num%10)+'0'; num=num|P1;//12位數(shù)據(jù)完整取好精品文檔放心下載num=num/10; if((num&0x0800)==0x0800)精品文檔放心下載} {str[5]='\0'; measure_temperature[0]='-';精品文檔放心下載} num=num&0xF7FF;num=(num^0x07FF)+1;voidADCRead() m_temperature =謝謝閱讀{ -((num/2047.0)*999.0);shortnum=0;//無符號(hào)16位 }謝謝閱讀RC=0;//啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 else,.{measure_temperature[0]='+';感謝閱讀m_temperature=(num/2047.0)*999.0;謝謝閱讀}Delay.c#include"includes.h"voiddelay_ms(intn)//1ms延時(shí)感謝閱讀{uinti=0,j=0;for(i=0;i<n;i++)for(j=0;j<123;j++);}Display.c#include"includes.h"voidlcd_wcom(ucharcom)//1602寫命令函數(shù)單片機(jī)給1602寫命令感謝閱讀{rs=0;//選擇指令寄存器rw=0;//選擇寫P0=com;//把命令字送入delay_ms(1);en=1;//使能線電平變化，命令送入1602的8位數(shù)據(jù)口精品文檔放心下載delay_ms(1);en=0;}voidlcd_wdat(uchardat)//1602寫數(shù)據(jù)函謝謝閱讀數(shù){rs=1;//選擇數(shù)據(jù)寄存器rw=0;//選擇寫P0=dat;//把要顯示的數(shù)據(jù)送入delay_ms(1);謝謝閱讀en=1;//使能線電平變化，數(shù)據(jù)送入1602的8位數(shù)據(jù)口謝謝閱讀delay_ms(1);

itoa(num,measure_temperature);感謝閱讀LCD_Display(0x80,measure_temperatu謝謝閱讀re);RC=0;}en=0;}void LCD_Display(uint location, uchar感謝閱讀Display_Part[]){inti=0;lcd_wcom(location);for(i=0;Display_Part[i]!=0;i++){精品文檔放心下載lcd_wdat(Display_Part[i]);感謝閱讀delay_ms(1);}}voidlcd_init()//1602初始化函數(shù)謝謝閱讀{lcd_wcom(0x38);//8位數(shù)據(jù)，雙列，5*7字形感謝閱讀lcd_wcom(0x0c);//開啟顯示屏，關(guān)光標(biāo)，光標(biāo)不閃爍感謝閱讀lcd_wcom(0x06);//顯示地址遞增，即寫一個(gè)數(shù)據(jù)后，顯示位置右移一位精品文檔放心下載lcd_wcom(0x01);//清屏,.LCD_Display(0x80+0x40,Pv);感謝閱讀LCD_Display(0x80+0x45,Iv);謝謝閱讀LCD_Display(0x80+0x08,setting_temperatu LCD_Display(0x80+0x4A,Dv);謝謝閱讀re); }Keyboard.c#include"includes.h" while(P3!=0xF0);感謝閱讀voidkeyscan() }{ if(keyno>=0&&keyno<=15)謝謝閱讀uintkeyno=16; {uchartemp=0; if(update_flag==1)精品文檔放心下載uchari=0; {staticcharupdate_flag=0; key_code =謝謝閱讀staticintupdate_index=0; code_table[keyno];感謝閱讀charkey_code=0;P3=0x0F; setting_temperature[update_index] =精品文檔放心下載if(P3!=0x0F) key_code;{ update_index++;P3=0x0F; if(update_index==4)精品文檔放心下載//delay_ms(1); {temp=P3; update_flag=0;感謝閱讀i=temp^0x0F; update_index=0;感謝閱讀switch(i) T_update=1;{ }case1:keyno=0;break; }謝謝閱讀case2:keyno=1;break; elseif(update_flag==2)感謝閱讀case4:keyno=2;break; {感謝閱讀case8:keyno=3;break; key_code =謝謝閱讀default: keyno = 16; code_table[keyno];謝謝閱讀//無鍵按下 Pv[1+update_index] =精品文檔放心下載} key_code;update_index++;P3=0xF0; if(update_index==3)謝謝閱讀temp=P3; {//delay_ms(1); update_flag=0;謝謝閱讀i=(temp>>4)^0x0F; update_index=0;感謝閱讀switch(i) P_update=1;{ }case1:keyno+=0;break; }精品文檔放心下載case2:keyno+=4;break; elseif(update_flag==3)謝謝閱讀case4:keyno+=8;break; {謝謝閱讀case8:keyno+=12;break; key_code =精品文檔放心下載} code_table[keyno];,.Iv[1+update_index] = D_update=1;謝謝閱讀key_code; }update_index++; }if(update_index==3) else感謝閱讀{ {update_flag=0; switch(keyno)感謝閱讀update_index=0; {I_update=1; case 3:update_flag =謝謝閱讀} 1;break;} case 7:update_flag =elseif(update_flag==4) 2;break;謝謝閱讀{ case11:update_flag=key_code = 3;break;code_table[keyno]; case15:update_flag=感謝閱讀Dv[1+update_index] = 4;break;感謝閱