计算机控制系统综合设计.docx

综合成绩：

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课程设计报告

课程名称：

计算机控制系统综合设计

课程编号：

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主要实施内容

时间

地点

主要完成内容

注：综合成绩按5优秀、4良好、3中等、2及格、1不及格评定。

智能气压阀设计

一、设计任务及要求：

设计任务：

本系统采用STC89C52作为主控系统，MPX4115传感器获得管道气压的模拟电压量，由ADC0804转换器转换成数字量，经过STC89C52检测并采用PID控制阀门开度，最后用7SEG-MPX4-CA显示出实际的气压值。

设计要求：

1.气压采集功能：采用MPX4115传感器对管道气压进行检测；

2.灯光显示功能：采用发光二极管对阀门的开度增大、缩小进行灯光显示。

3.气压显示功能：采用7SEG-MPX4-CA显示模块对实际管道中的气压进行显示。

4.电机电路：采用驱动电路+伺服电机（ZDLP电动调节阀）来控制气压阀的开度。

二、指导教师评语：

设计过程（40分）：

仿真和实物（40分）：

报告（20分）：

三、成绩

目录

TOC\o1-3\h\u20604第1章设计目的 1

22940第2章设计要求 1

9323第3章硬件电路设计 1

218003.1系统方案 1

314113.2STC89C52单片机最小系统 2

172793.2.1STC89C52单片机介绍 2

232323.2.2复位电路 4

97943.2.3晶振电路 5

75183.3电路工作原理 5

26922第4章软件设计 7

92894.1PID算法及仿真 7

155754.1.1PID算法介绍 7

224294.1.2MATLAB介绍 9

4.1.320302MATLAB仿真 9

216544.2主程序设计 13

196654.3PID控制子程序设计 14

261344.4源程序 15

7932第5章系统调试 22

11623第6章设计总结 23

18929参考文献 23

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第1章设计目的

随着工业自动化程度的不断提高，各种生产过程对气压的稳定性和精度要求越来越严格。传统的气压阀控制方式往往依赖于机械结构和人工操作，存在控制精度低、响应速度慢、稳定性差等问题，难以满足现代工业生产的需求。

综上所述，基于52单片机的智能气压阀控制是在工业自动化发展和技术进步的背景下产生的，它将为现代工业生产和科技发展提供更加精确、稳定和可靠的气压控制解决方案。

第2章设计要求

本设计由STC89C52单片机电路+气压采集电路+ADC0804数模转换电路+显示电路+灯光提示电路+电机驱动电路+电源电路组成。

1.灯光提示电路：采用发光二极管来显示当前阀门正在“开、闭”；

2.ADC0804模数转换电路：将MPX4115压力传感器所测的气压（模拟量）转换成STC89C52所需要的数字量；

3.显示电路：通过7SEG-MPX4-CA来显示管道中气压的实际值；

4.电机驱动电路：通过将测量值与实际值作差得到偏差，使用PID算法控制输出信号的设定来控制电机驱动电路；

5.气压采集电路：将所处管道中的气压值通过MPX4115压力传感器测量后送入ADC0804转换为数字量；

6.电源电路：通过5V对本实验的所有元器件，芯片供电。

第3章硬件电路设计

3.1系统方案

本系统要求设计并制作智能气压阀，使用MPX4115压力传感器来检测管道的实际气压，并通过使用7SEG-MPX4-CA来显示管道气压的实际值。若管道中的实际值与设定值不同则通过系统来控制ZDLP阀门的“开、闭”。并通过发光二极管来显示ZDLP电动调节阀的“开、闭”状态。

电机模块

电机模块

显示模块按键模块单片机

显示模块

按键模块

单

片

机

灯光提示模块复位电路

灯光提示模块

复位电路

气压采集模块晶振电路

气压采集模块

晶振电路

图3-1系统的组成结构

3.2STC89C52单片机最小系统

单片机最小系统，或者称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对52系列单片机来说，最小系统一般应该包括：单片机、晶振电路、复位电路。

3.2.1STC89C52单片机介绍

STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8