单片机温度控制及PID控制程序设计.doc

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 PID A/D反馈 并行I／O口 Abstract With the development of the production, in industry, the equipment to control temperature rising demand, as peoples living standards improve, the automation of daily necessities also a higher demand, the continuous upgrading of SCM, Meet the above requirements, to achieve the purpose of quality control. The temperature control system is the object of a hot water resistance furnace, for daily life, requested by the design of hardware and software systems with simple, low-cost, high reliability (that is, less error-prone), and other characteristics. The design of the system while these characteristics for the purpose of the design. Keyword: MCU PID A / D feedback LPT I / O port 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 1 18  第一章 绪论 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，其思想是解决PID参数在线调整问题的有效途径。 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：测温电路将电磁炉的当前温度通过A/D反馈到单片机中，即控制程序中，控制程序将当前的温度和设定值比