武漢理工大學(xué)計(jì)控課設(shè)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、學(xué) 號(hào)： 課 程 設(shè) 計(jì)題 目溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué) 院自動(dòng)化學(xué)院專 業(yè)自動(dòng)化專業(yè)班 級(jí)自動(dòng)化1005班 姓 名柳元輝指導(dǎo)教師向馗 副教授2013年6月23日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 柳元輝 專業(yè)班級(jí)： 自動(dòng)化1005班 指導(dǎo)教師： 向馗 副教授 工作單位： 自動(dòng)化學(xué)院 題 目: 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 初始條件：被控對(duì)象為電爐，采用熱阻絲加熱，利用大功率可控硅控制器控制熱阻絲兩端所加的電壓大小，來改變流經(jīng)熱阻絲的電流，從而改變電爐爐內(nèi)的溫度?？煽毓杩刂破鬏斎霝?5伏時(shí)對(duì)應(yīng)電爐溫度0300，溫度傳感器測(cè)量值對(duì)應(yīng)也為05伏，對(duì)象特性為二階慣性系統(tǒng)，慣性時(shí)間常數(shù)均為20秒。要求完成的主要任務(wù): （包括課程

2、設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）1設(shè)計(jì)溫度控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，畫出框圖；2編寫積分分離PID算法程序，從鍵盤接受Kp、Ti、Td、T及的值；3通過數(shù)據(jù)分析Td改變時(shí)對(duì)系統(tǒng)超調(diào)量的影響。4撰寫設(shè)計(jì)說明書。時(shí)間安排：6月26日查閱和準(zhǔn)備相關(guān)技術(shù)資料，完成整體方案設(shè)計(jì)6月27日6月28日完成硬件設(shè)計(jì)6月29日6月30日編寫調(diào)試程序7月1日7月4日撰寫課程設(shè)計(jì)說明書7月5日提交課程設(shè)計(jì)說明書、圖紙、電子文檔指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日目錄1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求22方案比較論證33 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)53.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)53.2 系統(tǒng)硬件的選擇53.3

3、 系統(tǒng)硬件連接圖64 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)74.1 確定程序流程74.2 程序控制算法介紹85系統(tǒng)仿真116心得體會(huì)15摘要 溫度是工業(yè)生產(chǎn)中常見的工藝參數(shù)之一，任何物理變化和化學(xué)反應(yīng)過程都與溫度密切相關(guān)，因此溫度控制是生產(chǎn)自動(dòng)化的重要任務(wù)。對(duì)于不同生產(chǎn)情況和工藝要求下的溫度控制，所采用的加熱方式，燃料，控制方案也有所不同。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，單片微型計(jì)算機(jī)的功能也不斷增強(qiáng)，許多高性能的新型機(jī)種不斷涌現(xiàn)出來。 本文主要介紹了利用8051為主控制電路實(shí)現(xiàn)的爐溫調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的功能，硬件組成以及軟件設(shè)計(jì)，利用熱電偶采集溫度信號(hào)經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化后與給定信號(hào)送入微機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)分析控制算

4、法，信號(hào)再經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換后控制調(diào)節(jié)可控硅控制器來改變爐內(nèi)的溫度。 關(guān)鍵字：8051； PID；二階系統(tǒng)；積分分離；仿真 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 被控對(duì)象為電爐，采用熱阻絲加熱，利用大功率可控硅控制器控制熱阻絲兩端所加的電壓大小，來改變流經(jīng)熱阻絲的電流，從而改變電爐爐內(nèi)的溫度?？煽毓杩刂破鬏斎霝?5伏時(shí)對(duì)應(yīng)電爐溫度0300，溫度傳感器測(cè)量值對(duì)應(yīng)也為05伏，對(duì)象的特性為二階慣性系統(tǒng)，慣性時(shí)間常數(shù)為T20秒。 要求完成的主要任務(wù) （1）設(shè)計(jì)溫度控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，畫出框圖； （2）編寫積分分離PID算法程序，從鍵盤接受Kp、Ti、Td、T及的值； （3）通過數(shù)據(jù)分析Td改變時(shí)對(duì)

5、系統(tǒng)超調(diào)量的影響。 2方案比較論證 用溫度傳感器來檢測(cè)爐的溫度，將爐溫轉(zhuǎn)變成毫伏級(jí)的電壓信號(hào)，經(jīng)溫度變送器放大并轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)。由電阻網(wǎng)絡(luò)講電流信號(hào)變成電壓信號(hào)，送入A/D轉(zhuǎn)換器，通過采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換，所檢測(cè)到的電壓信號(hào)和爐溫給定值的電壓信號(hào)送入計(jì)算機(jī)程序中作比較，得出給定值與實(shí)際值之間的偏差，并與進(jìn)行比較，從而確定算法。計(jì)算得到的控制量輸出給可控硅控制器，改變可控硅的導(dǎo)通角，達(dá)到調(diào)壓的目的，是電阻絲兩端的電壓增大或較小，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)爐溫的控制。下面有兩個(gè)方案：方案一：熱電偶溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)。 方案二：數(shù)字溫度傳感器溫度控制系統(tǒng)。 這兩個(gè)方案都是采用單片機(jī)控制，兩個(gè)方案的比較部分為溫度檢測(cè)部分。

6、方案一溫度檢測(cè)部分檢測(cè)部分采用熱電偶，它需要冷端補(bǔ)償電路與其配套，并且熱電偶輸出電壓只有幾毫負(fù)，必須經(jīng)過放大處理才能A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換器接口，若采用8位A/D轉(zhuǎn)換器，ADC0809則輸人端需采用儀用放大器，把幾毫伏的電壓信號(hào)放大到5伏左右。由于熱電偶屬于非線性器件，因此每個(gè)溫度值都必須通過分度表，查表才能獲得，這給軟件編程和數(shù)據(jù)處理增加了難度。這種系統(tǒng)具有測(cè)量溫度范圍可以從零下一百度到早上千攝氏度，而且有很多熱電偶精度非常高這是這種測(cè)量系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。但構(gòu)成系統(tǒng)復(fù)雜，抗干擾能力不強(qiáng)。 方案二采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20，它的最高分辨率為12位，可識(shí)別0.0625攝氏度的溫度。它具有直接輸出

7、數(shù)字信號(hào)和數(shù)據(jù)處理，并且它和單片機(jī)接口只需要一位I/O口，因此由它構(gòu)成的系統(tǒng)簡(jiǎn)單使用，由于DS18B20，按照工業(yè)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)，抗干擾性能強(qiáng)。但溫度測(cè)量范圍從-55攝氏度-125攝氏度。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，綜合考慮選擇方案一。 主要的控制芯片采用 8051，要求傳感器測(cè)量的電壓范圍和可控硅控制器的電壓在 0-5，所以 A/D 與 D/A 轉(zhuǎn)換芯片采用 ADC0809 和DAC0832。爐溫控制在 0300內(nèi)，因此采用鎳鉻-銅鎳熱電偶，同時(shí)選用運(yùn)算放大器將信號(hào)放大。 由以上分析控制過程，可以得到如圖1的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖：傳 感 器數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)顯示電路鍵盤控制控制電路電 爐圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3 系統(tǒng)硬件

8、設(shè)計(jì) 爐溫信號(hào) T 通過溫度檢測(cè)及變送，變成電信號(hào)，與溫度設(shè)定值進(jìn)行比較，計(jì)算溫度偏差 e 和溫度的變化率 de/dt，再由智能控制算法進(jìn)行推理，并得控制量 u，可控硅輸出部分根據(jù)調(diào)節(jié)電加熱爐的輸出功率，即改變可控硅管的接通時(shí)間，使電加熱爐輸出溫度達(dá)到理想的設(shè)定值。3.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) ADC0809 的 INT0 端口所連接的電阻起到給定預(yù)定值的作用，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器劃片的位置，改變 INT0 端口的電壓，該電壓通過 0809 轉(zhuǎn)換為數(shù)字量被計(jì)算機(jī)讀取。將一個(gè) 0-5V的電壓表連接到可變電阻上，測(cè)量其電壓，再將其表盤改裝為溫度表盤，即將原來的 0-5V的刻度均勻分為 300 份，每一份代表

9、 1，則可以讀取預(yù)定的溫度值。ADC0809 的 INT1 端口與熱電偶相連。由 8051 構(gòu)成的核心控制器按智能控制算法進(jìn)行推算，得出所需要的控制量。由單片機(jī)的輸出通過調(diào)節(jié)可控硅管的接通時(shí)間，改變電爐的輸出功率，起到調(diào)溫的作用 。3.2 系統(tǒng)硬件的選擇 微型計(jì)算機(jī)的選擇：選擇 8051 單片機(jī)構(gòu)成爐溫控制系統(tǒng)。它具有 8 位 CPU，3 2 根 I/O線，4 kB 片內(nèi) ROM 存儲(chǔ)器，128 kB 的 RAM 存儲(chǔ)器。8051 對(duì)溫度是通過可控硅調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)的。在系統(tǒng)開發(fā)過程中修改程序容易，可以大大縮短開發(fā)周期。同時(shí)，系統(tǒng)工作過程中能有效地保存一些數(shù)據(jù)信息，不受系統(tǒng)掉電或斷電等突發(fā)情況的影響

10、。8051 單片機(jī)內(nèi)部有128 B 的 RAM 存儲(chǔ)器，不夠本系統(tǒng)使用，因此，采用 62648 kB的 RAM 作為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 熱電偶的選擇：本設(shè)計(jì)采用熱電偶-鎳絡(luò)-銅硅熱電偶線性度較好，熱電勢(shì)較大，靈敏度較高，穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性較好，抗氧化性強(qiáng)，價(jià)格便宜對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)。鎳鉻-銅鎳熱電偶在 300時(shí)的熱點(diǎn)勢(shì) 21.033mV，為滿足 0-5V 的要求，需將其放大 238 倍，再通過 ADC0809將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量被計(jì)算機(jī)讀取，通過軟件程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，將處理的結(jié)果經(jīng) DAC0832 輸出量控制可控硅控制器，從而改變電阻絲兩端的電壓，使?fàn)t溫得到控制。3.3 系統(tǒng)硬件連接圖綜合以上分析，可以得

11、出系統(tǒng)的硬件連接圖如圖 2 所示：4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 確定程序流程 比例控制能迅速反應(yīng)誤差，從而減小誤差，但比例積分不能消除誤差，Kp的加大會(huì)引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定；積分控制的作用是：只要系統(tǒng)存在誤差，積分控制作用就不斷地積累，輸出控制量以消除誤差，因而，只要時(shí)間足夠，積分控制將能完全消除誤差，積分作用太強(qiáng)會(huì)使系統(tǒng)超調(diào)加大，甚至使系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩；微分控制可以減小超調(diào)量，克服振蕩，使系統(tǒng)穩(wěn)定性提高，同時(shí)加快系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，減小調(diào)整時(shí)間，從而改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。其原

12、因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。這就是說，在控制器中僅引入“比例”項(xiàng)往往是不夠的，比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項(xiàng)”，它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì)，這樣，具有比例微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。所以對(duì)有較大慣性或滯后的被控對(duì)象，比例微分PD控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動(dòng)態(tài)特性。 在一般的 PID 控制中，當(dāng)有較大的擾動(dòng)或大幅度改變給定值時(shí)，由于此時(shí)有較大的偏差，以

13、及系統(tǒng)有慣性和滯后，故在積分項(xiàng)的作用下，往往會(huì)產(chǎn)生較大的超調(diào)和長(zhǎng)時(shí)間的波動(dòng)。特別對(duì)于溫度等變化緩慢的過程，這一現(xiàn)象更為嚴(yán)重，為此，可采用積分分離措施，即偏差 ek 較大時(shí)，取消積分作用；當(dāng)偏差較小時(shí)才將積分作用投入。亦即 當(dāng) ek 時(shí)，采用 PD 控制； 當(dāng) ek 時(shí)，采用 PID 控制。 積分分離閾值 應(yīng)根據(jù)具體對(duì)象及控制要求。若 值過大時(shí)，則達(dá)不到積分分離的目的；若 值過小，則一旦被控量 y t 無法跳出個(gè)積分分離區(qū)，只進(jìn)行 PD 控制，將會(huì)出現(xiàn)殘差，為了實(shí)現(xiàn)積分分離，編寫程序時(shí)必須從數(shù)字 PID 差分方程式中分離出積分項(xiàng)，進(jìn)行特殊處理。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求及所選硬件，程序流程如圖 3 所示 開

14、 始系統(tǒng)初始化設(shè)置 數(shù)據(jù)采集 A/D轉(zhuǎn)換 求出溫度值與給定值比較 PD/PID控制 可控硅調(diào)節(jié) 加熱爐圖3 程序的主流程圖4.2 程序控制算法介紹 由以上分析， P 本次設(shè)計(jì)采用的是積分分離 PID 控制算法， ID 調(diào)節(jié)時(shí)連續(xù)系統(tǒng)中技術(shù)中最成熟的，應(yīng)用廣泛的一種調(diào)節(jié)控制方式。在模擬控制系統(tǒng)中，PID 算法的表達(dá)為： 式中, :調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào) ：調(diào)節(jié)器的偏差信號(hào) ：調(diào)節(jié)器的比例系數(shù) 調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間 調(diào)節(jié)器的微分時(shí)間在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，PID控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)必須用數(shù)值逼近的方法。當(dāng)采樣周期相當(dāng)短時(shí)，用求和代替積分、用后向差分代替微分，使模擬PID離散化變?yōu)椴罘址匠?。用?shù)字形式的差分方程代替連續(xù)

15、系統(tǒng)的微分方程。設(shè)系統(tǒng)的采樣周期為T，在t=kT時(shí)刻進(jìn)行采樣，式中e(k)：根據(jù)本次采樣值所得到的偏差； e(k-1)：由上次采樣所得到的偏差。由以上可得： 式中，T為采樣時(shí)間，項(xiàng)為積分項(xiàng)的開關(guān)系數(shù)積分積分分離PID控制算法程序框圖如圖4所示： 圖4 積分分離PID控制算法程序框圖5系統(tǒng)仿真又已知慣性常數(shù)T=20秒，所以被控對(duì)象的傳遞函數(shù)為： 采用simulink仿真，通過simulink模塊實(shí)現(xiàn)積分分離PID控制算法。選擇合適的Kp，是系統(tǒng)的仿真效果趨于理想狀態(tài)。MATLAB編寫程序如下：clear all;close all;ts=2; %采樣時(shí)間2ssys=tf(1,400,40,1);

16、dsys=c2d(sys,ts,zoh); %將sys離散化num,den=tfdata(dsys,v); %求sys多項(xiàng)式模型參數(shù)kp=5;ki=0.25; %即kd=5; %即當(dāng)值過大時(shí)，達(dá)不到積分分離的目的，若值過小，則一旦被控量無法跳出各積分分離區(qū)，只進(jìn)行PD控制，將會(huì)出現(xiàn)殘差。根據(jù)題意，故選取=0.2為積分分離閾值。運(yùn)用湊試法確定較合適的PID參數(shù)，可以得到kp=5、ki=0.25、kd=5較合適的參數(shù)值。當(dāng)kd=5時(shí)，據(jù),此時(shí)=2。保持其他參數(shù)不變，只改變。Simulink仿真圖如下： 圖4 Simulink仿真圖 （1）當(dāng)kd=5時(shí)，即=2時(shí)的仿真圖如下： 圖5 =2時(shí)的仿真圖（

17、2）當(dāng)kd=0.5時(shí)，即=0.2的仿真圖如下： 圖6 =0.2的仿真圖（3）當(dāng)kd=10時(shí)，即=4的仿真圖如下： 圖7即=4的仿真圖（4）當(dāng)kd=20時(shí)，即=8的仿真圖如下： 圖8 =8的仿真圖微分調(diào)節(jié)的動(dòng)作與偏差的變化速度成正比。其效果是阻止被調(diào)參數(shù)的一切變化，有超前調(diào)節(jié)的作用。對(duì)滯后大的對(duì)象有很好的效果，但不能克服純滯后。適用于溫度調(diào)節(jié)。使用微分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)收斂周期的時(shí)間縮短。但微分時(shí)間太長(zhǎng)也會(huì)引起振蕩。6心得體會(huì)通過本次設(shè)計(jì)，我了解了微機(jī)控制中PID積分分離法的基本概念及其對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)應(yīng)用，通過對(duì)初步知識(shí)的了解，對(duì)系統(tǒng)各種方案的比較，進(jìn)一步了解了微機(jī)控制系統(tǒng)的合理性和實(shí)用性。什么樣的

18、課程設(shè)計(jì)都離不開理論與實(shí)際相結(jié)合的真理，設(shè)計(jì)過程中的方案選擇和參數(shù)設(shè)定使我進(jìn)一步深刻認(rèn)識(shí)到算法的控制對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的重要作用。一個(gè)細(xì)小的參數(shù)設(shè)定出現(xiàn)偏差，可能導(dǎo)致最后的性能指標(biāo)不和標(biāo)準(zhǔn)。所以選擇一個(gè)優(yōu)良的方案結(jié)于實(shí)驗(yàn)至關(guān)重要。我認(rèn)為，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該怎樣少走一些彎路，怎樣能夠非常透徹的理解系統(tǒng)并用簡(jiǎn)單方法設(shè)計(jì)一個(gè)微機(jī)控制系統(tǒng)，我想這是這次課程設(shè)計(jì)最鍛煉人的地方。然而這也要求我們有相當(dāng)厚實(shí)的理論基礎(chǔ)，并能很好地運(yùn)用到實(shí)際中去。這是我們學(xué)習(xí)和掌握好自控原理最重要的。我們運(yùn)用Matlab軟件進(jìn)行系統(tǒng)仿真驗(yàn)證，這不僅對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)帶來了方便，也能很準(zhǔn)確地為我們改動(dòng)參數(shù)提供依據(jù)，同時(shí)也讓我們對(duì)Matlab軟件進(jìn)行了

19、又一步的學(xué)習(xí)，也為我們?cè)俅问炀氝\(yùn)用Matlab打下了基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1李建忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用.西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2001.2潘新民.王燕芳.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù).北京:高等教育出版社,2001. 3何立民.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2000.4韓志軍,沈晉源,王振波.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.5周航慈.單片機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2000.附錄一兩個(gè)重要芯片 圖9 DAC0832引腳圖DAC0832芯片為20引腳，雙列直插式封裝。其引腳排列如圖10所示。（1）數(shù)字量輸入線D7D0（8條） （2）控制線（5條） （

20、3）輸出線（3條） （4）電源線（4條）DAC0832的技術(shù)指標(biāo)（1）分辨率:8位（2）電流建立時(shí)間:1S（3）線性度（在整個(gè)溫度范圍內(nèi)）8、9或10位（4）增益溫度系數(shù):00002 FS/（5）低功耗:20mW（6）單一電源:+5 +15V 圖10 ADC0809的引腳圖ADC0809各腳功能如下：D7-D0：8位數(shù)字量輸出引腳。IN0-IN7：8位模擬量輸入引腳。VCC：+5V工作電壓。GND：地。REF（+）：參考電壓正端。REF（-）：參考電壓負(fù)端。START：A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入端。ALE：地址鎖存允許信號(hào)輸入端。（以上兩種信號(hào)用于啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換）.EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出引腳，開

21、始轉(zhuǎn)換時(shí)為低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為高電平。OE：輸出允許控制端，用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。CLK：時(shí)鐘信號(hào)輸入端（一般為500KHz）。A、B、C：地址輸入線。附錄二 程序清單積分分離PID控制算法子程序：START：MOV 68H,KP ；分別將KP ，TI ，TD， T，送入指定的存儲(chǔ)單元MOV 54H,TIMOV 55H,TDMOV 56H,TMOV 57H,MOV A,68H ；計(jì)算KI=KP*T/TIMOV B,56HMUL ABMOV B,54HDIV ABMOV 69H,AMOV A,68H ；計(jì)算KD=KP*TD/TMOV B,55HMUL ABMOV B,56HDIV ABM

22、OV 6AH,ALOOP0: MOV DPTR #7FF0H ；讀取預(yù)定溫度值，送ADC0809的IN0口地址 MOV DPTR,A ；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換LOOP1 JB P3.3,LOOP1 ；等待轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) MOVX A,DPTR ；讀取ADC0809的IN0口轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù) MOV 5CH,A ；將預(yù)定值數(shù)據(jù)放入指定的存儲(chǔ)單元MOV DPTR,#7FF1H ；讀取采樣溫度值，送ADC0809的IN1口地址 MOVX DPTR,A ；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換LOOP2: JB P3.3,LOOP2 ；等待轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) MOVX A,DPTR ；讀取ADC0809的IN1口轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù) MOV 49H,A ；將采

23、樣值數(shù)據(jù)放入指定的存儲(chǔ)單元 MOV A,5CH ；計(jì)算ei，先取溫度給定值 CLR C SUBB A,50H ；溫度給定值-采樣值 JNC AA0 ；判斷ei的正負(fù)，如果為正，跳至AA0 CPL A ；ei為負(fù)，下兩條指令求補(bǔ) ADD A,#01HAA0: MOV R0,57H SUBB A,57H ；|ei|- JNC AA1 ；|ei|跳至AA1 SJMP AA2 ；|ei|跳至AA2AA1: LCALL PD ；調(diào)用PD算法AA2: LCALL PID ；調(diào)用PID算法 MOV A,7CH ；將Ui通過DAC0832輸出 MOV DPTR,#7FF2H MOVX DPTR,A INC D

24、PTR MOVX DPTR,A LCALL DELAY ；調(diào)用延時(shí)子程序，等待下一次采樣計(jì)算 SJMP LOOP0 ；進(jìn)入下一次控制計(jì)算DELAY PROC NEARDL0: MOV R6,#FFHDL1: MOV R7,#FFHDL2: MOV R5,#FFHDLS: DJNZ R5,DLSDJNZ R7,DL2DJNZ R6 DL1RETDELAY ENDPPID PROC NEARPID:MOV A,5CH ；計(jì)算ei，先取溫度給定值CLR CSUBB A,50H ；溫度給定值-溫度檢測(cè)值JNC PID1 ；判斷ei正負(fù)，如果為正，跳至PID1CPL A ；ei為負(fù)，下兩條指令求補(bǔ)ADD

25、 A,#01HSETB 30H ；ei為負(fù)，符號(hào)位置1SJMP PID2PID1:CLR 30H ；ei為正，符號(hào)位置0PID2:MOV 6BH,A ；ei值存放在6BH單位元中MOV R1,6BH ；計(jì)算ei-ei-1，先將ei值，送R1MOV C,30H ；將ei的符號(hào)位值送20H位MOV 20H,CMOV R2,6CH ；將ei-1值送R2MOV C,31H ；將 ei-1的符號(hào)位值送21H位MOV 21H,CLCALL DJF ；調(diào)用單字節(jié)帶符號(hào)的減法子程序MOV 6EH,R3 ；將差值ei-ei-1送6EH單元MOV C,22H ；將差值ei-ei-1的符號(hào)位送33H位MOV 33H

26、,CMOV R1,6CH ；計(jì)算ei-1-ei-2，先將ei-1值送R1MOV C,31H ；將ei-1符號(hào)位送20H位MOV 20H,CMOV R2,6DH ；將ei-2的值送R2MOV C,32H ；將 ei-2的符號(hào)位值送21H位MOV 21H,CLCALL DJF ；調(diào)用單字節(jié)帶符號(hào)的減法子程序MOV 6FH,R3 ；將差值ei-1-ei-2送6FH單元MOV C,22H ；將差值ei-1-ei-2的符號(hào)位送34H位MOV 34H,CMOV R1,6EH ；計(jì)算（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2），將ei-ei-1值送R1MOV C,33H ；將ei-ei-1符號(hào)位送20H位MO

27、V 20H,CMOV R2,6FH ；將ei-1-ei-2值送R2MOV C,34H ；將ei-1-ei-2符號(hào)位送21H位MOV 21H,CLCALL DJF ；調(diào)用單字節(jié)帶符號(hào)的減法子程序MOV 70H,R3 ；將差值（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2）送70H單元MOV C,22H ；將差值（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2）的符號(hào)位值送35H位MOV 35H,CMOV A,68H ；計(jì)算Kp*（ei-ei-1），將Kp值送AMOV B,6EH ；將ei-ei-1值送BMUL AB ；兩數(shù)相乘MOV 71H,B ；Kp*（ei-ei-1）值存71H，72H單元MOV 72H.

28、AMOV A,69H ；計(jì)算KI*ei，將KI值送AMOV B,6BH ；將ei值送BMUL AB ；兩數(shù)相乘MOV 73H,B ；KI*ei值存73H，74H單元MOV 74H,AMOV A,6AH ；計(jì)算KD*（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2），將KD送AMOV B,70H ；將（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2）值送BMUL AB ；兩數(shù)相乘MOV 75H,B ；KD*（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2）值存75H，76H單元MOV 76H,AMOV R1,71H ；計(jì)算Kp*（ei-ei-1）+KI*ei，將Kp*（ei-ei-1）值送R1，R2MOV R2,72H

29、MOV C,33H ；將Kp*（ei-ei-1）的符號(hào)位值送23H位MOV 23H,CMOV R3,73H ；將KI*ei值送R3，R4MOV R4,74H MOV C,30H ；將KI*ei值的符號(hào)位懂24H位MOV 24H,CLCALL SJF ；調(diào)用雙字節(jié)帶符號(hào)加法子程序MOV 77H,R5 ；將Kp*（ei-ei-1）+KI*ei值送77H，78HMOV 78H,R6MOV C,25H ；將Kp*（ei-ei-1）+KI*ei值的符號(hào)位送36H位MOV 36H,CMOV R1,77H ；計(jì)算Ui，將將Kp*（ei-ei-1）+KI*ei值送R1，R2MOV R2,78H MOV C,3

30、6H ；將Kp*（ei-ei-1）+KI*ei值的符號(hào)位送23H位MOV 23H,CMOV R3,75H ；將KD*（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2）的值送R3，R4MOV R4,76HMOV C,35H ；將KD*（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2）的符號(hào)位送23H位MOV 24H,CLCALL SJF ；調(diào)用雙字節(jié)帶符號(hào)加法子程序MOV 79H,R5 ；將Ui值送79H，7AHMOV 7AH,R6MOV C,25H ；將Ui值的符號(hào)位送37HMOV 37H,CMOV R1,7DH ；計(jì)算Ui，將Ui-1值送R1，R2MOV R2,7EHCLR 23H ；Ui-1值的符號(hào)位值恒

31、為0MOV R3,79H ；將Ui值送R3，R4MOV R4,7AHMOV C,37H ；將Ui值的符號(hào)位送24HMOV 24H,CLCALL SJF ；調(diào)用雙字節(jié)帶符號(hào)加法子程序JNB 25H,PID3 ；判斷計(jì)算結(jié)果是否為負(fù)MOV 7BH,#00H ；如果是負(fù)數(shù)，則輸出電壓為0MOV 7CH,#00HSJMP PID4PID3:MOV 7BH,R5 ；否則，將計(jì)算得到的Ui值置7BH，7CHMOV 7CH,R6PID4:MOV 6DH,6CH ；數(shù)據(jù)迭代，ei-1值送ei-2存儲(chǔ)單元MOV 6CH,6BH ；ei值送ei-1存儲(chǔ)單元MOV 7DH,7BH ；Ui值送Ui-1存儲(chǔ)單元MOV

32、7EH,7CHRETPID ENDPPD PROC NEARPD:MOV A,5CH ；計(jì)算ei，先取溫度給定值CLR CSUBB A,50H ；溫度給定值-溫度檢測(cè)值JNC PD1 ；判斷ei正負(fù)，如果為正，跳至PID1CPL A ；ei為負(fù)，下兩條指令求補(bǔ)ADD A,#01HSETB 30H ；ei為負(fù)，符號(hào)位置1SJMP PD2PD1:CLR 30H ；ei為正，符號(hào)位置0PD2:MOV 6BH,A ；ei值存放在6BH單位元中MOV R1,6BH ；計(jì)算ei-ei-1，先將ei值，送R1MOV C,30H ；將ei的符號(hào)位值送20H位MOV 20H,C；MOV R2,6CH ；將ei-

33、1值送R2MOV C,31H ；將 ei-1的符號(hào)位值送21H位MOV 21H,CLCALL DJF ；調(diào)用單字節(jié)帶符號(hào)的減法子程序MOV 6EH,R3 ；將差值ei-ei-1送6EH單元MOV C,22H ；將差值ei-ei-1的符號(hào)位送33H位MOV 33H,CMOV R1,6CH ；計(jì)算ei-1-ei-2，先將ei-1值送R1MOV C,31H ；將ei-1符號(hào)位送20H位MOV 20H,CMOV R2,6DH ；將ei-2的值送R2MOV C,32H ；將 ei-2的符號(hào)位值送21H位MOV 21H,CLCALL DJF ；調(diào)用單字節(jié)帶符號(hào)的減法子程序MOV 6FH,R3 ；將差值ei

34、-1-ei-2送6FH單元MOV C,22H ；將差值ei-1-ei-2的符號(hào)位送34H位MOV 34H,CMOV R1,6EH ；計(jì)算（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2），將ei-ei-1值送R1MOV C,33H ；將ei-ei-1符號(hào)位送20H位MOV 20H,CMOV R2,6FH ；將ei-1-ei-2值送R2MOV C,34H ；將ei-1-ei-2符號(hào)位送21H位MOV 21H,CLCALL DJF ；調(diào)用單字節(jié)帶符號(hào)的減法子程序MOV 70H,R3 ；將差值（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2）送70H單元MOV C,22H ；將差值（ei-ei-1）-（ei-1-ei-2）的符號(hào)位值送35H位MOV 35H,CMOV A,68H ；計(jì)算Kp*（ei-ei-1），將Kp值送AMOV B,6EH ；