《電阻爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《電阻爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計（28頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、電阻爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計 摘 要 電阻爐在冶金工業(yè)中的運(yùn)用相當(dāng)廣泛,其溫度參數(shù)在生產(chǎn)過程中的自動控制系統(tǒng)也隨著微機(jī)單片機(jī)可控硅技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的推廣、應(yīng)用,正朝著高精度、高穩(wěn)定性、高智能化的方向發(fā)展。電阻加熱爐是典型的工業(yè)過程控制對象。其溫度控制具有升溫單向性、大慣性、大滯后、時變性等特點(diǎn)，且其升溫、保溫是依靠電阻絲加熱，降溫則是依靠環(huán)境自然冷卻。 溫度是工業(yè)對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)本身的動態(tài)特性而言，均屬于一階純滯后環(huán)節(jié)

2、，在控制算法上基本相同，可采用PID控制或其他純滯后補(bǔ)償算法。但對于電阻加熱爐來說，當(dāng)其溫度一旦超調(diào)就無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)計依賴于被控對象的數(shù)學(xué)模型，因此對于加熱爐這類控制對象采用傳統(tǒng)PID的控制方案很難達(dá)到理想的控制效果。 為了保證生產(chǎn)過程正常安全地進(jìn)行，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，以及減輕工人的勞動強(qiáng)度，節(jié)約能源，對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)工藝要求按照某個指定的升溫或保溫規(guī)律而變化，等等。 因此，在工農(nóng)業(yè)

3、生產(chǎn)或科學(xué)實驗中常常對溫度不僅要不斷地測量，而且要進(jìn)行控 制。在電阻爐溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計中，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)計要用單片機(jī)設(shè)計一個電阻爐溫度控制系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞：恒溫；熱處理；控溫系統(tǒng) Design for Temperature Control System of Resistance Furnace Abstract The resistance furnace in metallurgical industry is widely application, it

4、s temperature parameters in the production process of automatic control system with single-chip microcomputer control technology in the field of industrial silicon, the popularization and application in high precision, high stability, high intelligent direction. Resistance furnace is typical of indu

5、strial process control object. The temperature control with temperature mono-direction and large inertia, the lag and time-varying characteristics, such as temperature, heat preservation and heat resistance wire depend on environment, cooling is natural cooling. Temperature is the main objects of a

6、ccused of parameters. Especially in metallurgy, chemical, machinery, widely used in various industries of heating furnace, heat treatment furnace, reactors. Because of the different kinds of heating method is adopted, and the fuel is not identical also, such as coal gas, natural gas etc. But control

7、 system dynamic characteristics of itself, all belong to a first-order lagging pure, in the same basic control algorithm, PID control or other pure lag compensation algorithm. But for resistance furnace, when the temperature once overshoot cannot use control means that the cooling, so it is difficul

8、t to use mathematical method to establish precise model and parameters. While the traditional PID control is an established in classical control theory, the control strategy based on its design depend on mathematical model of the controlled objects, so this kind of control for furnace adopts the tra

9、ditional PID control object to achieve the ideal control scheme. In order to guarantee the normal production process, improve product safely quantity and quality and to reduce the labor intensity, energy saving, with all kinds of electric heating requirements under certain conditions, not with rema

10、ins constant voltage fluctuations or furnace changes, or some objects according to the technical requirement of electric furnace temperature or a designated in accordance with the law and heat changes, etc. Therefore, in industrial and agricultural production and scientific experiments to constantl

11、y measuring temperature will not only, and to control System. In the resistance furnace temperature control system design, should try to consider how to effectively avoid distractions and USES a better control scheme, select the appropriate chip and control algorithm is necessary to the design with

12、a single-chip microcomputer temperature control system of resistance furnace. Keywords: temperature； Heat treatment； Temperature control system 目 錄 摘 要………………………………………………… （1） Abstract………………………………………………（2） 一、總體方案設(shè)計……………………………………………（4） 1、設(shè)計內(nèi)容及要求…………………………………… （4） 2、工藝要求…………………………………………

13、… （4） 3、要求實現(xiàn)的系統(tǒng)基本功能………………………… （5） 4、對象分析…………………………………………… （5） 5、系統(tǒng)功能設(shè)計……………………………………… （5） 二、硬件的設(shè)計和實現(xiàn)…………………………………… （5） 1、計算機(jī)機(jī)型 …………………………………………（5） 2、設(shè)計支持計算機(jī)工作的外圍電路.……………… （5） 3、設(shè)計輸入輸出通道………………………………… （8） 4、元器件的選擇…………………………………… （10） 三、數(shù)字控制器的設(shè)計………………………………………（7） 1、控制算法………………………………………… （10）

14、 2、計算過程………………………………………… （11） 四、軟件設(shè)計………………………………………………（12） 1、系統(tǒng)程序流程圖………………………………… （12） 2、程序清單………………………………………… （15） 五、完整的系統(tǒng)電路圖………………………………… （27） 六、系統(tǒng)調(diào)試…………………………………………… （27） 七、設(shè)計總結(jié)…………………………………………… （27） 八、參考文獻(xiàn)…………………………………………… （27） 附錄 …………………………………………… （28） 一、總體方案設(shè)計 設(shè)計任務(wù)

15、：用一臺計算機(jī)及相應(yīng)的部件組成電阻爐爐溫的自動控制系統(tǒng)，并使系統(tǒng)達(dá)到工藝要求的性能指標(biāo)。 1、 設(shè)計內(nèi)容及要求 電阻加熱爐用于合金鋼產(chǎn)品熱力特性實驗，電加熱爐用電爐絲提供功率，使其在預(yù)定的時間內(nèi)將爐內(nèi)溫度穩(wěn)定到給定的溫度值。在本控制對象電阻加熱爐功率為8KW，有220V交流電源供電，采用雙向可控硅進(jìn)行控制。 系統(tǒng)模型： 2、工藝要求 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℃。 3、要求實現(xiàn)的系統(tǒng)基本功能 微機(jī)自動調(diào)節(jié)：正常工況下，系統(tǒng)投入自動。 模擬手動操作：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生異常，投入手

16、動控制。 微機(jī)監(jiān)控功能：顯示當(dāng)前被控量的設(shè)定值、實際值，控制量的輸出值，參數(shù)報警時有燈光報警。 4、對象分析 在此設(shè)計中，要求電阻爐爐內(nèi)的溫度，按照上圖所示工藝要求的規(guī)律變化，首先從室溫開始到50℃為自由升溫階段，當(dāng)溫度到達(dá)50℃，就進(jìn)入系統(tǒng)調(diào)節(jié)，當(dāng)溫度上升到達(dá)350℃時進(jìn)入保溫段，要求始終在系統(tǒng)控制下，保證所需的爐內(nèi)溫度的精度。加工完畢，要進(jìn)行降溫控制。保溫段的時間為600～1800s。過渡過程時間：即從開始控制到進(jìn)入保溫階段的時間要小于600s。在保溫段當(dāng)溫度高于352℃或低于348℃時要報警，在升溫和降溫階段也要進(jìn)行控制，使?fàn)t內(nèi)溫度按照曲線的斜率升或降。 采用MCS—51單片機(jī)作

17、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)過程中的溫度和輸出值。 5、系統(tǒng)功能設(shè)計 計算機(jī)定時對爐溫進(jìn)行測量和控制一次，爐內(nèi)溫度是由鉑電阻溫度計來進(jìn)行測量，其信號經(jīng)放大送到模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，換算成相應(yīng)的數(shù)字量后，再送入計算機(jī)中進(jìn)行判別和運(yùn)算，得到應(yīng)有的電功率數(shù)，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換成模擬量信號，供給可控硅功率調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其達(dá)到爐溫變化曲線的要求。 二、硬件的設(shè)計和實現(xiàn) 1、計算機(jī)機(jī)型：MCS—5

18、1 8031（不包含ROM、EPROM） 系統(tǒng)總線：PC總線 2、設(shè)計支持計算機(jī)工作的外圍電路 矩陣鍵盤技術(shù)： 圖2-1用8255接口的48鍵盤矩陣 圖2-1為48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。在每一行與列的交叉點(diǎn)接一個按鍵，故48共32個鍵。 溫度輸出顯示技術(shù)： 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. 圖2-2用鎖存器連接的6位靜態(tài)顯示電路 圖2-2為6位

19、BCD碼靜態(tài)顯示電路原理圖。圖中74LS244為總線驅(qū)動器，6位數(shù)字顯示共用同一組總線，每個LED顯示器均配有一個鎖存器（74LS377），用來鎖存待顯示的數(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)動器74LS244由IOW和A9控制，當(dāng)IOW和A9同時為低電平時，74LS244打開，將數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)傳送到各個顯示器的鎖存器74LS377上。 特點(diǎn):占用機(jī)時少,顯示可靠.但使用元件多,且線路復(fù)雜、成本高。 報警電路設(shè)計： 正常運(yùn)行時綠燈亮，在保溫階段爐內(nèi)溫度超出系統(tǒng)允差范圍，就要進(jìn)行

20、報警。報警時報警紅燈亮，電笛響，同時發(fā)送中斷信號至CPU進(jìn)行處理。如圖2-3 圖2-3加熱爐報警系統(tǒng)圖 3、設(shè)計輸入輸出通道 輸入通道：因為所控的實際溫度在50 ～ 350℃，即（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現(xiàn)。（通過調(diào)整放大器的零點(diǎn)來實現(xiàn)偏置）這里采用一般中速芯片ADC0809。ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器，8路多路開關(guān)以及微型計算機(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個通道中任意訪問一個通道的模擬信號。這種器件無需進(jìn)行零位和滿量程調(diào)整。由

21、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，能較長時間保證精度，重現(xiàn)性好，功耗較低，故用于過程控制是比較理想的器件。 圖2-4ADC0809應(yīng)用接線圖 輸出通道：據(jù)其實際情況，D/A轉(zhuǎn)換器的位數(shù)可低于A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)，因為一般控制系統(tǒng)對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，輸出漏電流誤差較小。它的內(nèi)部具有兩級輸入數(shù)據(jù)緩沖器和一個R-2RT型電阻網(wǎng)絡(luò)

22、，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。 圖2-5DAC0832雙極性電壓輸出電路 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。在上圖中，運(yùn)算放大器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。 4、元器件的選擇 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℃。 執(zhí)行元件的選擇：電阻加熱爐采用

23、晶閘管（SCR）來做規(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)器實現(xiàn)移相觸發(fā)。 變送器的選擇：因為系統(tǒng)要求有偏置，又需要對熱電偶進(jìn)行冷端補(bǔ)償，所以采用常規(guī)的DDZ系列溫度變送器。 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? 三、數(shù)字控制器的設(shè)計 1、控制算法： 電阻加熱爐溫度控制系統(tǒng)框圖：. 整個閉環(huán)系統(tǒng)可用一個帶純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)來近似，所以其控制算法采用大林算法。電阻加熱爐溫度控制

24、系統(tǒng)模型為 其廣義的傳遞函數(shù)為： 大林算法的設(shè)計目標(biāo)是設(shè)計一個合適的數(shù)字控制器，使整個閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)相當(dāng)于一個帶有純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)，即： 通常認(rèn)為對象與一個零階保持器相串聯(lián)， 相對應(yīng)的整個閉環(huán)系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)是： 2、計算過程： 連同零階保持器在內(nèi)的系統(tǒng)廣義被控對象的傳遞函數(shù) 系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù) 數(shù)字控制器： 消除振鈴現(xiàn)象后的數(shù)字控制器： 將上式離散化：U（Z）—U（Z）Z—1=1.2

25、79E（Z）—1.226E（Z）Z—1 U（K）—U（K—1）=1.279E（K）—1.226E（K—1） 最終得：U（K）=U（K—1）+1.279E（K）—1.226E（K—1） 四、軟件設(shè)計 1、系統(tǒng)程序流程圖 a、系統(tǒng)主程序框圖 b、A/D轉(zhuǎn)換子程序流程圖 c、LED顯示流程圖 d、報警程序流程圖 e、數(shù)字控制算法子程序流程圖 2、程序清單 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP KEYS ORG 000BH AJMP PIT0 ORG 001BH

26、AJMP PIT1 ；中斷入口及優(yōu)先級 MAIN： MOV SP，#00H CLR 5FH ：清上下限越限標(biāo)志 MOV A，#00H MOV R7，#09H MOV R0，#28H LP1： MOV @R0，A INC R0 DJNZ R7，LP1 MOV R7，#06H MOV R0，#39H LP2： MOV @R0，A INC R0 DJNZ R7，LP2 MOV R7，#06H MOV RO，#50H LP3：

27、MOV @R0，A INC R0 DINZ R7，LP3 ；清顯示緩沖區(qū) MOV 33H，#00H MOV 34H，#00H ；賦KP高低字節(jié) MOV 35H，#00H MOV 36H，#00H ； 賦KI高低字節(jié) MOV 37H，#00H MOV 38H，#00H ； 賦KD高低字節(jié) MOV 42H，#00H MOV 43H，#00H ；賦K高低字節(jié) MOV TMOD，#56H

28、 ；T0方式2，T1方式1計數(shù) MOV TLO，#06H MOV THO，#06H MOV 25H，#163H ；設(shè)定值默認(rèn)值350 SETB TR0 ；鍵盤高優(yōu)先級 SETB ET0 SETB EX0 SETB EA ；開鍵盤T0。T1中斷 LOOP： MOV R0，#56H MOV R1，#55H LCALL SCACOV ；標(biāo)度轉(zhuǎn)化

29、 MOV R0，#53H LCALL DIR NOP LCALL DLY10MS NOP LCALL DLY10MS AJMP LOOP ；等中斷 鍵盤子程序 KEYS： CLR EX0 CLR EA PUSH PSW PUSH ACC ；關(guān)中斷 LCALL DLY10MS

30、 ；消抖 CC： JB P3.2 AA SETB 5DH ；置“顯示設(shè)定值溫度值標(biāo)志” MOV A，25H ；取運(yùn)算位的值 MOV B，#10H ；BCD碼轉(zhuǎn)化 DIV A B MOV 52H，A MOV A, B MOV 51H, A MOV R0,#50H LCALL DIR ;顯示設(shè)定溫度 NOP LCALL DLY10MS NOP LCALL DLY10MS JB P1.7 ,BB MOV

31、 R1,#25H LCALL DAAD1 NOP LCALL DLY10MS AJMP CC BB: JB P1.6 CC MOV R1,#25H LCALL DEEC1 NOP LCALL DLY10MS AJMP CC AA: POP ACC POP PSW SETB EX0 SETB EA ;出棧 RETI 顯示子程序 DIR: MOV SCON ,#00H ;置串行口移位寄存器狀態(tài) SETB

32、P1.4 ;開顯示 JB 5DH,DL1 ;顯示設(shè)定溫度 DL2: MOV DPTR,#SEGT DL0: MOV A,@R0 MOVC A,@A+DPTR MOV SBUF ,A LOOP1: JNB TI, LOOP1 CLR TI INC R0 MOV A,@R0 MOVC A,@A+DPTR ANL A, #7FH ；使數(shù)帶小數(shù)點(diǎn) MOV SBUF ,A LOOP2: JN

33、B TI,LOOP2 CLR TI INC R0 MOV A,@R0 MOVC A,@A+DPTR MOV SBUF,A LOOP3: JNB TI,LOOP3 CLR TI CLR P1.4 CLR 5DH RET DL1: MOV 50H,#0AH ;小數(shù)位黑屏 AJMP DL2 SEGT: DB 0C0H ,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH 加一子程序 DAAD1: MOV A,#00H ORL

34、A,@R1 ADD A,#01H CJNE A,#30H,DAAD2 ;超過48度了嗎? DAAD3: MOV @R1,A DAA: RET DAAD2: JC DAAD3 MOV @R1,#15EH ;超過48則轉(zhuǎn)回到355 AJMP DAA 減一子程序 DEEC1: MOV A,@R1 DEC A CJNE A,#15EH,DEEC2 ;低于355度了嗎? DEEC3: MOV @R1,A DEE : RET DE

35、EC2: JNC DEEC3 MOV @R1,#30H ;低于355則轉(zhuǎn)回到48 AJMP DEE T0中斷子程序 PTT0: CLR EA PUSH ACC PUSH PSW PUAH DPL PUSH DPH SETB EA ;壓棧后開中斷響應(yīng)鍵盤 PPP: LCALL SMAP ；采樣數(shù)據(jù) LCALL FILTER ;數(shù)字濾波 MOV A,2AH

36、 ;取采樣值 CJNE A,#07H,AAA ;下限48比較 AJMP BBB AAA: JC CCC ;小于48度轉(zhuǎn) CJNE A,#0FEH ,DDD ;上限355比較 AJMP BBB ;轉(zhuǎn)至48~355正常范圍處理 DDD: JC BBB CLR P1.2 ;大于355黃燈亮 SETB 5EH CLR P1.1

37、 ;置標(biāo)志 啟動風(fēng)扇 AJMP PPP CCC: CLR P1.3 ;小于48紅燈亮 SETB 5FH BBB: CLR P1.0 ;置標(biāo)志啟動電爐 AJMP PPP SETB P1.0 SETB P1.1 SETB P1.2 SETB P1.3 CLR 5EH CLR 5FH ;50~350之間正常 LCALL PID JNB 20H,EEF ;設(shè)定溫度小于實際值轉(zhuǎn)到風(fēng)

38、扇 MOV A,29H LCALL FFF CLR P1.0 LOOP10: MOV R0,#56H ;存放相乘結(jié)果的首址 MOV R1,#55H ;賦顯示緩沖區(qū)最高位地址 LCALL SCACOV ;標(biāo)度轉(zhuǎn)化 MOV R0,#53H ;賦顯示首址 CLR DIR JB D5H,LOOP10 ;等待T1中斷 CLR EA POP DPH POP DPL P

39、OP PSW SETB EA POP ACC RETI EEE: MOV A,28H ;風(fēng)扇處理 LCALL FFF CLR P1.1 AJMP LOOP10 FFF: CRL A ;根據(jù)PID結(jié)果計算T1初值 INC A MOV TL1,A MOV TH1,#0FFH SETB PI1 SETB TR1 SETB ET1

40、 RET 標(biāo)度轉(zhuǎn)化 SCACOV :PROC NEAR MOV DX,0 MOV DATA1,#258H MOV DATA2,#708H MOV DATA3,#960H PROC NEAR MOV DX,0 MOV AX,DATAP ;取采樣時間 CMP AX,DATA3 ;時間大于2400?

41、JAE Q3DOR CMP AX,DATA2 JAE Q3-Q2 ; 1800<時間<2400 CMP AX,DATA3 JAE Q2-Q1 ; 600<時間<1800 Q0: MOV BX,0.8H ;<600S Q=50+t/2 MUL BX ADC DX,0 JMP DONE Q2-Q1: MOV

42、AX,#15EH ;Q=350 Q3-Q2: SUB AX,DATA2 ;Q=350-(t-1800)/2 MOV BX,0.8H MUL BX MOV AX,#15EH SUB AX,BX MOV @R1,A PP: RET 采樣子程序 SWAP: MOV R0,#20H MOV R1,#03H SAW1: MOV DPTR,#7FF8H

43、 MOVX @DPTR A ;A/D轉(zhuǎn)化 MOV R2,#20H DLY: DJNZ R2,DLY ;延時 HERE: JB P3.3 ,HERE MOV DPTR,#7FF8H MOVX A,@DPTR ;讀轉(zhuǎn)化結(jié)果 MOV @R0,A INC R0 DJNZ R1,SAM1 RET 數(shù)字濾波 FILTER: MOV A, 20H CJNE A,2DH CMP1 AJMP CMP2

44、 CMP1: JNC CMP2 XCH A,2DH XCH A,2CH CMP2: MOV A,2DH CJNE A,22EH,CMP3 MOV 2AH,A AJMP RR CMP3: JC CMP4 MOV 2AH,A AJMP RR CMP4: MOV A,2EH CJNE A,2CH,CMP5 MOV 2AH ,A AJMP RR CMP5: JC CMP6

45、 XCH A,2CH CMP6: MOV 2AH,A RR: RET T1中斷 PIT1: CLR 00H JB 20H, GGG SETB P1.0 ;關(guān)閉電爐 GG: CLR PT1 RETI GGG: SETB P1.1 ;關(guān)閉風(fēng)扇 CLR 20H AJMP GG 延時10MS子程序 DLY10MS: MOV R7,#0A0H DLOO: MOV R6,#0FFH DL11: DJNZ R6,DL11

46、 DJNZ R7,DL00 RET 數(shù)字PID算法子程序 PID: MOV R5,#00H MOV R4,2DH ;取NX值 MOV R3,#00H MOV R2,#32H ;取50 LCALL CPL1 LCALL DSUM ;求(NX-32H)值 MOV R0,#5AH ;賦乘法算法運(yùn)算暫存單元地址首址 MOV R5,#05H MOV R4,#1CH ;賦參數(shù) LCALL

47、MULT ;調(diào)無符號數(shù)乘法 MOV 31H ,5BH MOV 32H ,5AH ;存放結(jié)果有效值 MOV R5,31H MOV R4,32H ;取雙字節(jié)UR(設(shè)定) MOV R3,2AH MOV R2,#00H ;取雙字節(jié)實測值 ACALL CPL1 ;取U(K)補(bǔ)碼 ACALL DSUM ;計算E(K) MOV 39H, R7 MOV 3AH,R6 ;存E(K

48、) MOV R5,35H MOV R4,36H ;取KI參數(shù) MOV R0,#4AH ACALL MULT1 ;計算PI=KI*E(K) MOV R2,39H MOV R4,3AH ;取E(K) MOV R3,3BH MOV R2,3CH ;取E(K-1) MOV R5,33H MOV R4,34H ;取KP參數(shù) MOV R0,#46H ACALL MULT1

49、 ;KP*[ E(K)- E(K-1)] MOV R5,49H MOV R4,48H MOV R3,4DH MOV R2,4CH LCALL DSUM ;KP*[ E(K)- E(K-1)]+ KI*E(K) MOV 4AH, R7 MOV 4BH,R6 ;保存上式之和 MOV R5,39H MOV 3CH,3AH ;存E(K)到E(K-1) MOV A,31H ;取設(shè)定值 CJNE A

50、,2AH,AA2 ;比較設(shè)定值與實測值 AA3: CLR 20H ;清電爐標(biāo)志 AA1: RET AA2 JNC AA3 SETB 20H ; 清風(fēng)扇標(biāo)志位 MOV R3,39H MOV R2,3AH LCALL CPL1 MOV A,R3 MOV R7,A MOV A,R2 MOV R6,A

51、 MOV R5,42H MOV R4,43H ;取K1風(fēng)扇標(biāo)志 MOV R0,#5AH ACALL MULT1 ;計算P=K*E(K)且結(jié)果存在51H,50H單元中 MOV 28H,5BH ;取8位有效值存在28H單元 AJMP AA DSUM: MOV A,R4 ;雙字節(jié)加法子程序(R5R4)+(R3R2) (R7R6) ADD A,R2

52、 MOV R6,A MOV A,R5 ADDC A,R3 MOV R7,A RET 雙字節(jié)求補(bǔ) CPL1: MOV A,R2 CPL A ADD A,#01H MOV R2,A MOV A,R3 CPL A ADDC A,#00H MOV R3,A RET 乘法 被乘數(shù)R7R6乘數(shù)R5R4 MULT1: MOV A,R7 RLC A MOV 5CH,C ;被乘數(shù)符號C1 5CH位 JNC POS1

53、 ;為正數(shù)則轉(zhuǎn) MOV A,R1 ;為負(fù)數(shù)求補(bǔ) CPL A ADD A,#01H MOV R6,A MOV A,R7 CPL A ADDC A,#00H MOV R7,A POS1: MOV A,R5 ;取乘數(shù) RLC A ;乘數(shù)符號C2 5DH MOV 5DH,C JNC POS2 ;為正數(shù)則轉(zhuǎn) MOV A,R4 CPL A ADD A,#01H MOV

54、R4,A MOV A,R5 CPL A ADDC A,#00H MOV R5,A POS2: ACALL MULT MOV C,5CH ANL C,5DH JC TPL ;負(fù)負(fù)相乘轉(zhuǎn) MOV C,5CH MOV C,5DH JNC TPL ; 正正相乘轉(zhuǎn) DEC R0 MOV A,@RO CPL A ADD A,#01 MOV @R0,A INC R0 MOV A,@R0 CPL A ADDC A,#00H MOV @R0,A TPL:

55、 RET MULT: MOV A,R6 MOV B,R4 ;取低位相乘 MUL AB MOV @R0,A MOV R3,B MOV A,R4 MOV B,R7 MUL AB ADD A,R3 MOV R3,A MOV A,B ADDC A,#00H MOV R2,A MOV

56、 A,R6 MOV B,R5 MUL AB ADD A,R3 INC R0 MOV @R0,A CLR 5BH MOV A,R2 ADDC A,B MOV R2,A JNC LAST SETB 5BH ;置進(jìn)位標(biāo)志 LAST: MOV A,R7 MOV B,R5 MUL AB

57、 ADD A,R2 INC R0 MOV @R0,A ;存積 MOV A,B ADDC A,#00H MOV C,5BH ADDC A,#00H INC R0 MOV @R0,A RET END 五、完整的系統(tǒng)電路圖 附錄 六、系統(tǒng)調(diào)試 在系統(tǒng)調(diào)試過程中，將系統(tǒng)各部分硬件連接，檢測各部分是否正確。然后就可以進(jìn)入硬件調(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)計錯誤和工藝性故障，然后在進(jìn)行軟件的調(diào)試，軟件調(diào)試時需要檢查編程是否正確，用微型機(jī)對MCS5

58、1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)計要求。 七、設(shè)計總結(jié) 經(jīng)過一周的設(shè)計，我對這門課程有了更深的了解。在設(shè)計過程中，首先要熟悉系統(tǒng)的工藝，進(jìn)行對象的分析，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)計和調(diào)試。由于沒有實際的樣機(jī)，所以不能看到系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果。只能在理論上對系統(tǒng)的結(jié)果進(jìn)行預(yù)測分析。通過設(shè)計實驗，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，常用控制程序的設(shè)計方法，數(shù)據(jù)處理技術(shù)，以及數(shù)字控制器算法。此次設(shè)計使我對微型計算機(jī)控制技術(shù)有了全面的深刻的了解，對我以后深入學(xué)習(xí)這門技術(shù)有很大的幫助。 八、參考文獻(xiàn) (1) 潘新民，王燕芳.微型計算機(jī)控制技術(shù).高等教育出版社,2001 (2) 馬修水，李曉林.傳感器與檢測技術(shù)（第二版）.電子工業(yè)出版社,2008 （3）牛昱光，李曉林.單片機(jī)原理與接口技術(shù). 電子工業(yè)出版社，2008 （4）馬春燕.微機(jī)原理與接口技術(shù)（基于32位機(jī)）.電子工業(yè)出版社,2007 附錄