毕业设计（论文）-基于单片机的智能温控仪(软件设计).doc

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第 33 页 共 33 页 第一章 绪论1.1 引言当前，在世界范围内，一个以微电子技术，计算机和通信技术为先导的，以信息技术和信息产业为中心的信息革命方兴未艾。为使我国尽快实现经济信息化，赶上发达国家水平，必须加速发展我国的信息技术和信息产业。而计算机技术怎样与实际应用更有效的结合并有效的发挥其作用是科学界最热门的话题，也是当今计算机应用中空前活跃的领域。单片机以其集成度高、运算速度快、体积小、运行可靠、价格低廉、等优势，在过程控制、数据采集、机电一体化、智能化仪表、家用电器以及网络技术等方面得到了广泛的应用。特别是单片机嵌入式系统的开发与应用，标志着计算机发展史上又一个新的里程碑。作为计算机两大发展方向之一的单片机，以面向对象的的实时控制为己任，嵌入到如家用电器、汽车、机器人、仪器仪表等设备中使其智能化。目前国内外各大电气公司，大的半导体厂商正不断地开发、使用单片机，使用单片机，使其无论在控制能力，减小体积，降低成本，还是开发环境的改善等方面，都得到了空前迅速的发展。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成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。在温度控制系统中，单片机更是起到了不可替代的核心作用。1.2 课题研究背景温控仪表发展快速，使它集成了许多自动控制功能，众多温控仪表的发展来看,智能温控仪表的发展前景看好。其主要表现在它的“智能性” 。它的工作原理其实是比较智能而简单化的，它是通过一块智能芯片加上外部信号输入和输出功能相结合而形成的一个测试整体，它的工作原理像电脑一样，是通过一块处理芯片，像电脑中的CPU，但又没有CPU功能强大，再加上信号输入，信号放大，数模转换，控制输出等几个部份组成。而信号的转换主要是通过单片机来完成的。 智能温控仪(亦称数字温控仪)是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。目前，国际上已开发出多种智能温控器系列产品的应用,诸如:用于面包房发酵时的温度控制、用于工业锅炉的温度控制等。智能温控器内部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)进入21世纪后，智能温控器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟温控器和网络温控器、研制单片机测温控温系统等高科技的方向迅速发展。 1.3 课题研究重点本课题重点是如何把单片机技术、传感器技术、模数转换技术以及PID控制运算技术的结合,同时还要看到这四门技术各自的发展趋势,在设计的过程当中力求用到各自的新技术；我负责课题的软件部分，如何编程才能使各个模块协调工作最终达到仿真调试程序成功是我的任务。第二章 PID控制算法的研究控制算法是微机化控制软件系统的一个重要组成部分，整个系统的控制功能主要由控制算法来实现。目前提出的控制算法有很多种。根据偏差的比例（P）、积分（I）、微分（D）进行控制，称为PID控制。PID调节器结构简单，参数易于调整，在长期应用中已积累了丰富的经验。特别在工业过程中，由于控制对象的精确数学模型难以建立，系统的参数又经常发生变化，运用现代控制理论分析综合要耗费很大代价进行模型辨识，但往往不能得到预期的效果，而实际运行经验和理论分析都表明，PID控制能满足相当多工业对象的控制要求，至今仍是一种应用最广的控制算法2。所以，本文考虑采用PID控制算法。PID调节器是一种线性调节器，这种调节器是将设定值r(t)与实际输出值c(t)进行比较构成控制偏差。 (2.1) 图2.1 模拟PID控制系统原理框图比 例积 分微 分过 程r(t)e(t)u(t)y(t)+ 并将其比例、积分、微分通过线性组合构成控制量（如图2.1所示），所以简称为P（比例）I（积分）D（微分）调节器。在实际应用中，根据对象的特性和控制要求，也可灵活的改变其结构，取其中一部分环节构成控制规律。例如，比例（P）调节器、比例积分（PI）调节器、比例微分（PD）调节器等。在模拟控制系统中，PID调节器的控制规律为： （2.2）式中，Ti为积分时间，Td为微分时间。在模拟PID控制系统中，比例、积分、微分（PID）这些关系的实现，必须通过相应的硬件来完成。控制回路的功能和实现这些功能的硬件几乎是一一对应的关系。因此，设计方案必须能用现有的模拟硬件来实现，控制规律的修改需要更换模拟硬件。这些局限性使模拟控制系统缺乏灵活性。对于较复杂的工业控制过程，这类系统在控制规律的视线、系统最优化、可靠性等方面难以满足更高的要求。在数字PID控制系统中，由于引入了计算机，可以充分利用计算机在对采集数据加以分析并根据所得结果作出逻辑判断等方面的能力，编制出符合某种技术要求的控制程序、管理程序，实现对被控参数的控制与管理。在数字PID控制系统中，控制规律的实现，是通过软件来完成的。改变控制规律，只要改变相应的程序即可，这是模拟PID控制系统所无法比拟的。综合考虑模拟PID和数字PID两种控制系统的优缺点，本论文选用数字PID控制算法。由于计算机控制是一种采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值计算控制量，因此上式中的积分和微分项不能直接准确计算，只能用数值计算的方法逼近。在采样时刻t=Ti（T为采样周期），式2.2所表示的PID调节规律可通过数值公式 （2.3）近似计算。如果采样周期T取得足够小，这种逼近可相当准确，被控过程与连续控制过程十分接近，我们把这种情况称为“准连续控制”。上式表示的控制算法提供了执行机构的位置Ui，所以称为位置式PID控制算法。在控制系统中，如果执行机构采用调解法，则控制量对应阀门的开度，表征了执行机构的位置，此时控制器应采用数字PID位置型控制算法，如图2.2（a）所示。每个采样周期控制器输出的控制量，是相对于上次控制量的增加，此时控制器应采用数字PID增量型控制算法，如图2.2（b）所示。由上式可导出提供增量的PID算法，只要将式 （2.4）及 （2.5）相减就可以导出下面的公式 （2.6）上式称为增量式PID控制算法3。图2.2给出了位置式与增量式PID算法的结构比较7。(a)(b)图2.2 位置式与增量式PID控制算法的简化示意图（a）位置式；（b）增量式。可见增量式只需要保持现时以前3个时刻的偏差值即可。增量式PID算法与位置式相比，有下列优点:位置式算法每次输出与整个过去状态有关，计算式中要用到过去偏差的类价值，容易产生较大的累计误差。而增量式只需计算增量，当存在计算误差或精度不足时，对控制量计算的影响较小。控制从手动切换到自动时，必须首先将计算机的输出值设置为原始阀门开度，才能保证无冲击切换。此外，在计算机发生故障时，由于执行装置本身有寄存作用，故可仍然保持在原位。综合考虑上述各方面，根据本论文设计的特点，我们选用数字PID控制系统中的增量型控制算法。第三章 元器件的简单介绍31 AT89C55AT89C55提供以下标准功能：20K字节闪速存储器，256字节RAM，32根I/O引线，3个16位定时器/计数器，一个六向量两极中断结构，一个精密模拟比较器以及片内振荡器和时钟电路。此外，AT89C55是用可降到0频率的静态逻辑操作设计的并支持两种可选的软件节电工作方式。空闲方式停止CPU工作但允许RAM，定时器/计数器，串行口和中断系统继续工作。掉电方式保存RAM内容但振荡器停止工作并禁止所有其他部件的工作直到下一个硬件复位。P0口是一组8位漏极开路型双向I/0口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。P1口：P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级叫一驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻时把端口拉到高电平，此时叫可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。与AT89C51不同之处是，P1.0和P1.1还可以分别作为定时/计数器2的外部计数输入(P 1.0/T2)和输入(P 1.1/T2EX )。P2口：P2是一个带有内部上拉电阳的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口P2写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阳，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对P3口写“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流。 3.2 模数转换器ADC0832ADC0832为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在05V之间。芯片转换时间仅为32 S，据有双数据输出.可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过DI数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。ADC0832具有以下特点:8位分辨率:双通道A/D转换；输入输出电平与TTL/CMOS相兼容；5V电源供电时输入电压在0-5V之间；工作频率为250KHZ，转换时间为32S；一般功耗仅为15mW；8P, 14PDIP(双列直插)、PICC多种封装；3.3 温度传感器AD590集成温度传感器实质上是一种半导体集成电路，它是利用晶体管的b-e结压降的不饱和值VBE与热力学温度T和通过发射极电流I的下述关系实现对温度的检测：式中，K波尔兹常数；q电子电荷绝对值。集成温度传感器具有线性好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便等优点，得到广泛应用。集成温度传感器的输出形式分为电压输出和电流输出两种。电压输出型的灵敏度一般为10mV/K，温度0时输出为0，温度25时输出2.982V。电流输出型的灵敏度一般为1mA/K。AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。它的主要特性如下：1、流过器件的电流（mA）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数，即：mA/K式中：I流过器件（AD590）的电流，单位为mA；T热力学温度，单位为K。2、AD590的测温范围为-55+150。3、AD590的电源电压范围为4V30V。电源电压可在4V6V范围变化，电流变化1mA，相当于温度变化1K。AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。4、输出电阻为710MW。5、精度高。AD590共有I、J、K、L、M五档，其中M档精度最高，在-55+150范围内，非线性误差为0.3AD590测量热力学温度、摄氏温度、两点温度差、多点最低温度、多点平均温度的具体电路，广泛应用于不同的温度控制场合。由于AD590精度高、价格低、不需辅助电源、线性好，常用于测温和热电偶的冷端补偿。 温度传感器获得温度的值，经温度检测及变换电路来调节电压的大小，经过电压变换以及反向滤波电路使之输出的模拟电压能够直接可以输入到ADC0832中。第四章 系统的硬件概述 基于单片机的智能温控仪其主要功能是：采集外界温度，然后与内设定的温度相比较，再经过PID运算处理，使温度接近于内设定的温度，倘若温度超过内设定温度过多就会实现光报警，同时，利用单片机向继电器发出高电平信号用来控制220V电加热器的电源。另外，如果电路出现异常也同样会报警，但不会切断电源。该系统的硬件部分包括温度采集模块、数据转换模块、单片机控制模块、灯光报警模块、数码管显示模块，温度控制模块等。系统框图如图1所示。图1：系统框图具体工作过程是：系统输入由AD590温度传感器采集的温度信号，再由模数转换器ADC0832将该信号转换后输入到单片机，再由单片机控制是否发出报警，控制模块是利用继电器来切断电源，以免温度继续上升，并且用三个数码管同步显示温度。第五章单片机智能温控仪系统的软件51 软件部分的总体设计本系统软件由单片机汇编语言编写而成，采用模块化结构设计。基于单片机的智能温控仪其主要功能是：将采集到的外界温度与标准温度相比较，假如温度超过标准温度就会实现报警。该系统的软件部分包括数据数据模块、数据显示模块、和光报警模块等。AT89C55单片机提供了数据采集、显示所需接口。主程序流程图如下：单片机初始化温度采集温度设定PID调节温度过高光电报警串行口通信键盘复位继电器图2 主流程图单片机初始化程序系统上电时，初始化程序将00HO2H内存单元清零，P2口置0。ORG 0000HLJMP STARTORG 0003H ;外部中断0入口RETIORG 000BH ；定时器0溢出中断入口RETIORG 0013H ；外部中断1入口 RETIORG 001BH ；定时器1溢出中断入口RETIORG 0023H ；串行口中断入口RETIORG 002BHRETICLER MEMIO:CLR AMOV P2,AMOV R0,#0OHMOV R2,#0DHLOOP MEM:MOV R0,AINC R0DJNZ R2,LOOP MEMMOV 20H,#00HMOV A,#0FFHMOV P0,AMOV P1,AMOV P2,ARETSTART:LCALL CLEAR MEMIO；初始化LCALL TEST；测量一次LCALL DISPLAY；显示数据一次AJMP MAINNOP ；PC值出错处理NOPNOPLJMP START52 方案各模块的软件设计5.2.1 模/数转换模块程序设计为了高速有效的实现通信，我们采用单片机汇编语言编写接口程序。由于ADC0832的数据转换时间仅为32 u S，所以A/D转换的数据采样频率可以很快，从而也保证了某些场合对A/D转换数据实时性的要求。当ADC0832未工作时其/CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK和DO/DI的电平可任意。当要进行A/D转换时，须先将/CS使能端置于低电平并且保持低电平自到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由单片机向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第1个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。在第2, 3个脉冲下沉之前DI端应输入2位数据用于选择通道功能。在本系统中由于只需要一路信号的转换，所以通道0和通道1并联在一起。VCC用5V电压源供电，同时也是A/D转换的参考电压。程序如下：START: ANL P1,#0FEH ;SELECT A/D (CS =0) MOV B, #5 ;BIT COUNTER=5 MOV A,#ADDR ;A=MUX ADDRESSLOOP 1: RRC A ;CY=ADDRESS BIT JC ONE ;TEST BIT ;BIT=0ZERO: ANL P1,#0FBH ;DI=0 JMP CONT ;CONTINUE ;BIT=1ONE: ORL P1, #4 ;DI=1CONT: CALL PULSE ;PULSE SK 0=1=0 DJNZ B, LOOP1 ;CONTINUE UNTILDONE CALL PULSE ;EXTRA CLOCK FOR SYNC MOV B, #8 ;BIT COUNTER=8LOOP 2: CALL PULSE ;PULSE SK 0=1=0 IN A, P1 ;CY=DO RRC A RRC A MOV A, C ;A=RESULT RLC A ;A(0)=BIT AND SHIFT MOV C, A ;C=RESULT DJNZ B, LOOP2 ;CONTINUE UNTIL DONERETR ;PULSE SUBROUTINEPULSE: ORL P1, #04 ;SK=1 NOP ;DELAYANL P1,#0FBH ;SK=0 RET5.2.2 温度采集模块利用AD590温度传感器完成温度的测量，把转换的温度值的模拟量送入ADC0832的其中一个通道进行A/D转换，将转换的结果进行温度值变换之后送入数码管显示。 由于AD590的温度变化范围在55150之间，经过10K之后采样到的电压变化在2.182V4.232V之间，不超过5V电压所表示的范围，因此参考电压取电源电压VCC，（实测VCC4.70V）。由此可计算出经过A/D转换之后的摄氏温度显示的数据为：如果（D*2350/128）2732，则显示的温度值为（2732（D*2350/128） 如果（D*2350/128）2732，则显示的温度值为（D*2350/128）2732） 5.2.3按键检测程序的设计考虑到所用按键较少所以采用独立键盘。键盘功能简介:键盘采用软件查询和外部中断相结合的方法来设计，低电平有效。按键ASN1，AN2，AN3，AN4的功能定义如表一所示。 按键AN2与-INT0相连，采用外部中断方式，并且优先级定为最高，按键AN3和AN4分别与p1.6和p1.5相连，采用软件查询方式，AN1为硬件复位键，与R，C构成复位电路 表3.1 按键功能按键键名功能AN1复位键使系统恢复AN2功能转换键按键按下（灯亮）时，显示温度设定值。按键升起时（灯灭）时，显示当前温度值AN3加1键设定温度渐次加1AN4减1键设定温度渐次减1按键检测程序: Start: MOV P1,#06H ;设I/O口为输入方式 MOV A,P1 ;读入键状态 CPL A JZ START JB ACC.5,FUN5 ;5号键按下转 JB ACC.6,FUN6 ;6号键按下转FUN5: AJMP SUB5FUN6: AJMP SUB6SUB5: LJMP STARTSUB6: LJMP START5.2.4 PID离散化及程序设计首先对式（2.5）进行离散化，我们把图2-1中的r(t),e(t),u(t),c(t)在第k次采样时刻的数据分别用r(k),e(k),u(t),c(t)表示，于是式（2.1）变为e(k)=r(k)-c(k) (4.1)当采样周期T很小时，dt可用T近似代替，de(t)可用e(k)-e(k-1)近似代替，“积分”用“求和”近似代替，即可作如下近似 这样，式（2.2）便可离散化成为以下差分方程式 (4.2)上式中u0是偏差为零时的初值。由式（2.2）可得： (4.3)将式（4.2）和式（4.3）相减，即得数字PID增量型控制算式为 （4.4）设 ； 可将上式整理成如下形式：其中， 下面是增量型PID子程序流程图下面PID运算加以说明：所有的数都变成定点纯小数进行处理。算式中的各项有正有负，以最高位作为符号位，最高位为0表示正数，为1表示负数。正负数都以补码表示，最后的计算结果以原码输出。双精度运算，为了保证运算精度，把单字节8位输入的采样值Cn和给定值Rn都变成双字节16位进行运算，最后将运算结果取高8位有效值输出。 程序见附录A5.2.5串行通讯的程序设计为了保证通信顺利进行，通讯双方必须在软件上有一系列的约定，通常称为软件“协议”。本次设计规定PC机和单片机异步通讯的软件“协议”如下：（1）通讯双方均采用2400波特的速率传送数据。（2）PC机发送数据，单片机接收数据。（3）单片机的数据进行PID处理。（4）经过PID处理过的数据存在单片机片内RAM00H-02H中其发送数据格式为。字节数n数据1数据2数据n累加校验和字节数n：本机将向上位机发送的数据个数；数据1数据n：本机将向上位机发送的n个数据；累加校验和：为字节数n，数据1，数据n这（n+1）个字节内容的算术累加和。MCS-55的串行通讯，可直接采用查询法，也可采用自动中断法。本论文选用查询法。具体实现步骤如下：1、PC机和单片机都采用串行口模式12、采用定时器T1工作在模式2做波特率发生器，波特率为2400bit/S，当系统晶振为6MHz时，计数初值为F3H，SMOD=1。3、发送方是把数据块从串行口输出，接收的数据块存入片内RAM 00H-02H单元中。PC发送程序设置波特率,启动定时器T1设置串行口工作方式指针初始化,累加器清零发送一个数据字节求累加和发送校验和返 回 发送程序流程图PC机发送程序如下ORG 1000HA1S：MOV TMOD，#20H ；设置定时器T1为模式2 MOV TL1，#0F3H ；送入初值 MOV TH1，#0F3HSETB TR1 ； 启动定时器T1MOV SCON，#50H ；设置串行口为模式1MOV PCON，#80H ；设SMOD=1AT2： MOV R0，#00H ；发送数据首地址送R0 MOV R7，#03H ；数据块长度送R7 MOV A，#00H ；累加和单元清零AT3：MOV SBUF，R0 ；发送一个数据 ADD A,R0 ；求累加和INC R0 ；地址指针加1AT4:DJNZ R7,AT3 ；数据块未发送转发送MOV SBUF,A ；数据筷发送完发送校验和RET上位机接收程序设置波特率,启动定时器T1设置串行口工作方式指针初始化,累加器清零发送一个数据字节求累加和接收PC机校验和返回 接收程序流程图上位机接收子程序ORG 00HB1R:MOV TMOD,#20H ;设置定时器T1为模式2MOV TL1,#OF3H ;送入初值MOV TH1,#0F3HSETB TR1 ;启动定时器T1MOV SCON,#50H ;设置串行口为模式1,MOV PCON,#80H ;设SOND=1BR3: MOV DPTR,#00H ;接收数据首地址DPTR MOV R7,#03H ;数据块长度送R7 MOV R6,#00H ;累加和寄存器清零BR4:JBC RI,BR5 ;等待接收一帧数据SJMP BR4BR5:MOV A,SBUF ;读取一帧数据到A中MOV R0,A ;将接收到的数据存入内部RAMINC R0 ;修改地址指针ADD A,R6 ;求累加和MOV R6,A ;保存累加和DJNZ R7,BR4 ;判断数据块是否接收完,未完转接收BS2:JBC RI,BR5 ;数据块接收完,等待接收校验和 SJMP BS2RET5.2.6 数据显示模块程序设计显示器常作为单片机系统中最简单的输出设备，用以显示单片机系统的运行结果与运行状态。常用的显示器主要有LED数码显示器、LCD液晶显示器和CRT显示器。在单片机系统中，通常用LED数码显示器显示各种数字或符号。由于它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长的特点，因此使用非常广泛。本系统中使用七段LED数码显示器，是共阴极数码管，因而各个数码管的公共极COM端接地，要显示某字段，则相应的输出线必须是高电平。七段LED数码管与单片机的接口很简单，由于位控线的驱动电流较大，8段全亮时大约是4060mA，因此单片机的P2.5，P2.6，P2.7的输出口加74LS06进行反相和提高驱动能力，然后在接LED显示器的位控端。段控线的负载电流约为8mA，为了增加亮度，外加74LS244进行段控输出驱动，和单片机的P0口相接。字形代码由P0口提供，数码管的选择由P2口的57位控制。程序见附录A5.2.7 声光报警模块直接由单片机的P2.7口控制的发光二极管，予以光报警。报警时信号灯亮，否则不亮。当输出端输出低电平时，信号灯便会发光报警。第五章 仿真调试我们采用伟福仿真系统对程序进行调试。程序流程的调试主要是查看程序运行的步骤是否正确，在某时刻程序运行所处的位置是否正确，是否能正确运行各个中断服务程序。我们在调试过程中发现了许多错误，如编程错误、函数错误、语法错误等等。经过多次调试基本能完成。 结 论采用单片机进行智能温控仪的设计，具有可移植性以及可编程性等众多优点，本设计属于智能温控仪系统的软件设计部分，整个软件设计采用模块化程序设计方法，主要包括键盘扫描模块、数模转换模块、单片机控制模块、LED显示模块、串行通信模块等模块组成，通过这些模块程序的设计以及进一步整和构成整个软件系统，与硬件相结合，完成整个智能温度控制系统的设计，在控制算法方面，本软件中采用数字PID算法，取得了较好的控制效果，通过串行接口，可以由主控计算机来设定被控对象的额定温度，从而具有更大的灵活性。当然由于个人水平有限，最终未能较好的实现软、硬件连调，在这方面还需要进一步努力。致 谢本论文是在杨老师的精心指导下完成的，在论文期间，得到了老师的悉心教诲和无微不至的关怀，在此论文完成之际，对恩师表示衷心的感谢和无限的敬意！我也深深感到，只有在以后的工作和学习当中更加努力，才能报答老师的恩情。在近三个月的毕业设计中，得到了许多老师的大力帮助，在此表示深深的谢意。他们不光给予我很多帮助，而且使我的学习之余充满了欢乐，对他们表示感谢。在此，还要感谢在大学四年中曾传授给我知识的各位任课老师，谢谢他们孜孜不倦的教导，感谢各位老师对我们学习和生活上的关心及帮助。感谢所有关心我、支持我的老师、朋友及同学！衷心地感谢在百忙之中评阅我的设计和参加答辩的各位老师！ 参 考 文 献1.马忠梅等.单片机的C语言应用程序设计.北京：北京航空航天大学出版社，2003.112.陈龙三等.8051单片机C语言控制与应用.北京：清华大学出版社，1999.83.杨恢先等.单片机原理及应用.北京：国防工业出版社，2003，34.赵亮等.单片机C语言编程与实例.北京：人民邮电出版社，2003.35.何英等.Protel99入门与应用.北京：机械工业出版社，2001.16.颜永军等.Protel99电路设计与应用.北京：国防工业出版社，2000.17.郭培源.电力系统自动控制新技术.北京：科学出版社，20018.孙涵芳.Itel16位单片机.北京：北京航空航天大学出版社，19959.诸邦田.电子电路实用抗干扰技术.北京：人民邮电出版社，199610.吴柄胜,王桂梅.8051单片机原理与应用.北京: 冶金工业出版社,2001.911.张俊谟,何立民.单片机中级教程.北京: 北京航天航空大学出版社，2000.612.李朝青等.单片机原理及接口技术.北京: 航空航天大学出版社,199413.邓重一.单片机与嵌入式系统应用.北京：北京航空航天大学出版社,199814.张俊漠.电子世界.电子世界编辑部出版,2000 15.李盘林，孟宪福.C程序设计及应用.高等教育出版社,199916.杨宁.单片机与控制技术.北京航空航天大学出版社,200017.张齐等.单片机应用系统设计技术.电子工业出版社,2001 18.程序匠人.MCS51单片机实用子程序..2005.519./searchpdf/atmel/AT89C55WD.pdf20./parts/datasheet/winbond/ISD4004.pdf21./searchpdf/ns/Nsc04448.pdf附录A*显示扫描程序* 软件中使用片内RAM的00H-02H单元作为显示缓冲区，显示缓冲区中存放3个要显示的数据。DISPLAY：MOV A， #03H；8155初始化，P0，P1口为基本输出口 MOV DPTR，#7F00H；7F00H为8155命令口地址 MOVX DPTR，A MOV RO，#OOH；动态显示初始化，使R0指向缓冲区首址 MOV R3，#02H；位选字送R3保存，首位从最右端一位开始显示 MOV A，R3；位选字送ADIR0： MOV DPTR，#7F01H；使DPTR指向P2口 MOVX DPTR,A;输出位选字，选通一位显示器 INC DPTR;使DPTR指向P1口 MOV A，R0；读取要显示的数 ADD A，#ODH；调整距段码表首的偏移量 MOVC A，A+PC；查表取得段选码 MOVX DPTR，A；段选码从P1口输出ACALL DEL1；调用1ms延时子程序INC R0；指向显示缓冲区下一个单元MOV A，R3；位选字送累加器AJNB ACC.0,DIR1;判断8位是否显示完毕,显示完返回RR A;未显示完,位选字右移变为下一个位选字MOV R3,A;修改后的位选字送R3保存AJMP DIR0；循环，实现按位序依次显示DIR1： RETDSEG： DB 3FH 06H 5BH 4FH 66H 6DH 7DH 07H 7FH 6FHDEL1：MOV R7，#02H；延时1ms子程序DEL0：MOV R6，#0FFH DJNZ R6，$ DJNZ R7，DEL0RET *增量式PID控制算法程序* ;T、TD、TI、KP依次从30H,33H,36H,39H开始. ;A,B,C的值依次存在BLOCK1,BLOCK2,BLOCK3的地址里 ; 这里R(k)给的是定值 ORG 0000H BLOCK1 EQU 43H ;A,B ,C BLOCK2 EQU 46H BLOCK3 EQU 49H UK EQU 4CH ;存结果UK RK EQU 50H EK EQU 53H ;存放偏差值E(k)的始址 EK1 EQU 56H ;存放E(k-1)的始址 EK2 EQU 59H ;存放E(k-2)的始址 CK EQU 5CH ;采样数据始址 BUFF EQU 60H ;暂存区 BUFF1 EQU 63H BUFF2 EQU 66H REC EQU 69H TEST: MOV RK,#01H ;常数Rk的BCD码浮点数 MOV RK+1,#12H ;1.25 MOV RK+2,#50H MOV 3CH,#01H ;常数1的BCD码浮点数 MOV 3DH,#10H MOV 3EH,#00H MOV 40H,#01H ;常数2的BCD码浮点数 MOV 41H,#20H MOV 42H,#00H MOV 30H,#01H ;T的BCD 码浮点数 MOV 31H,#23H ;2.34 MOV 32H,#40H MOV 33H,#01H ;Td的BCD码浮点数 MOV 34H,#35H ;3.54 MOV 35H,#40H MOV 36H,#01H ;Ti的BCD码浮点数 MOV 37H,#11H ;1.12 MOV 38H,#20H MOV 39H,#01H ;Kp的BCD码浮点数 MOV 3AH,#12H ;1.25 MOV 3BH,#50H MOV R0,#RK ;指向BCD码浮点操作数 LCALL BTOF ;将其转换成二进制浮点操作数 MOV R0,#3CH LCALL BTOF MOV R0,#40H LCALL BTOF MOV R0,#39H LCALL BTOF MOV R0,#36H ;指向BCD码浮点操作数Ti LCALL BTOF ;将其转换成二进制浮点操作数 MOV R0,#33H ;指向BCD码浮点操作数Td LCALL BTOF ;将其转换成二进制浮点操作数 MOV R0,#30H ;指向BCD码浮点操作数T LCALL BTOF ;将其转换成二进制浮点操作数 MOV R1, #BUFF1 ;保存30H中的值 即T值 LCALL FMOVR0 MOV R1, #36H ;计算A值(1+T/Ti+Td/T).Kp LCALL FDIV MOV R1,#3CH ;常数1 LCALL FADD MOV R0,#33H ;保存33H中的值 MOV R1,#BUFF LCALL FMOVR0 MOV R1,#BUFF1 LCALL FDIV MOV R1,#30H ;30H里存的是T/Ti+1 LCALL FADD MOV R1,#39H LCALL FMUL MOV R1 ,#BLOCK1 ;将结果保存在BLOCK1中 LCALL FMOVR0 MOV R1,#BUFF1 ;30H恢复原值 MOV R0,#30H LCALL FMOV MOV R1,#BUFF ;33H恢复原值 MOV R0,#33H LCALL FMOV MOV R0,#40H ;计算B的值Kp.(1+2.Td/T) MOV R1,#33H LCALL FMUL MOV R1,#30H LCALL FDIV MOV R1,#3CH LCALL FADD MOV R1,#39H LCALL FMUL MOV R1,#BLOCK2 ;保存B值到BLOCK2中 LCALL FMOVR0 MOV R0,#39H ;计算C的值Kp.Td/T MOV R1,#33H LCALL FMUL MOV R1,#30H LCALL FDIV MOV R1,#BLOCK3