毕业设计论文--基于单片机噪音检测系统的设计.doc

毕业设计论文-基于单片机噪音检测系统的设计 基于单片机的温度控制系统设计 专业班级 学生姓名 指导教师 年 月 日 基于单片机的温度控制系统设计摘要温度是工业对象中一个主要的被控参数它是一种常见的过程变量MCS-51 单片机来对温度进行控制本文利用单片机结合技术而开发设计了这一本文对每个部分功能实现过程作了详细介绍本文设计的单片机温度控制系统的主要内容包括系统方案元器件选择系统理论分析硬件设计软件设计系统调试等 关键词温度单片机控制传感器 目录摘要2第一章 绪论5第二章 设计方案521 系统结构522 设计思路6第三章 主要元器件介绍731 AT89C51单片机7311 概述7312 主要特性7313 引脚功能832 AD590温度传感器9321 概述9322 主要特性10323 工作原理1133 ADC0809模数转换器12331 主要特性12332 工作原理13第四章 硬件设计1441外围接口选择1442 温度控制电路1643 温度检测电路设计16431 设计目标16432 设计原理17433 转换电路17434 信号处理电路18435 主电路1944 光电隔离电路2045 过零检测电路2046 PID控制算法21461 PID控制作用21462 PID算法的微机实现21463 PID算法的程序设计22第五章 软件设计2351 设计步骤24511 画出系统的程序框图24512 内存分配25第六章 系统调试2761 硬件调试方法27611 常见的硬件故障27612 联机调试28613 脱机调试2962 软件调试方法2963 误差分析30第七章 结论30参考文献31致谢32附录33 第一章 绪论单片机具有体积小功能强可靠性好以及价格低等优势在电子产品中的应用已经越来越广泛并且在很多电子产品中也将其用到温度检测和温度控制为此在本文中作者设计了基于Atmel公司的AT89C2051单片机的温度控制系统利用MCS-51单片机来对温度进行控制具有控制方便设计简单灵活性强等优点可以大幅度提高产品的质量和数量并且设计的系统还可以根据实际的应用加以扩展实现更多的功能温度是生产过程中最常见的物理量 许多生产过程是以温度作为其被控参数的因此 因此单片机对温度的控制问题是一个工业生产包括许多电力工程中经常会遇到的问题本文介绍一种功能简化后的温度控制系统的设计过程假设某一烘干道采用过热蒸汽为热源蒸汽管道经热交换器加热空气并通过风机向烘箱提供热风以实现对胶布带的循环加热烘箱中的温度变化范围为0120 要求实现如下功能和指标 温度给定值在85左右且现场可调 温度控制误差2 实时显示温度值保留1位小数温度超过给定值10时声光报警 控制参数可在线修改 第二章 设计方案21 系统结构该系统以89C51单片机为核心由温度测量变换测量放大大功率运放AD与DA转换器输入光电隔离驱动电路键盘显示存储器共同组成在系统中温度和时间的设置温度值及误差显示控制参数得设置运行暂停及复位等功能由键盘及显示电路完成图2-1 单片机温度控制系统方案原理示意图传感器把测量的温度信号转换成弱电压信号经过信号放大电路送入低通滤波电路以消除噪音和干扰滤波后的信号输入到AD转换器转换成数字信号输入单片机22 设计思路1设计测量的温度范围为0120控制精度也不高可选用8路8位ADC0809作AD转换器分辨率可达05为了方便操作系统可不扩展专用键盘温度给定输入可用2位BCD码拨盘开关置数温度显示可用4位LED为了实现通过调节蒸汽流量控温可扩展8位DAC0832作DA转换器于是单片机基本系统应为803127648255ADC0809DAC08324位LED2温度测量可以选用半导体集成温度传感器AD590它的响应速度快与单片机接口简单其测温范围为-55150工作电压430V输出电流与绝对温度成正比即为1AK执行机构可选用ZKZP-型线性电动单座调节阀用它来调节通入烘箱的蒸汽流量调节阀用DA转换器输出的可调电流控制0mA对应阀门完全关闭10mA对应阀门全打开 3可采用带死区的比例积分PI控制算法实现对温度的控制温度与给定值的偏差小时调节阀不动作以减少阀的机械磨损偏差较大时经PI算法运算后单片机通过DA输出控制信号控制阀门的开度为了使控制参数现场可调可用3个电位器产生3路可调电压经过AD转换实现对AD转换实现对PI算法的3个参数比例系数Kp积分系数KI控制周期Tc在线整定这种方法不仅可使参数调整方便而且具有掉电保护功能4为了提高系统的抗干扰能力DA转换器与单片机之间进行光电隔离使电动阀和单片机之间不共地第三章 主要元器件介绍31 AT89C51单片机311 概述AT89C51是一个低电压高性能CMOS 8位单片机40个引脚32个外部双向输入输出IO端口同时内含2个外中断口2个16位可编程定时计数器2个全双工串行通信口片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器RAM可以按照常规方法进行编程也可以在线编程器件采用ATMEL公司的高密度非易失性存储技术生产兼容标准MCS-51指令系统片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元内置功能强大的微型计算机的AT89C51提供了高性价比的解决方案主要特性AT89C51的主要特性如下 三级程序存储器锁定寿命达1000写擦循环全静态工作0Hz24MHz 1288位内部RAM 低功耗闲置和掉电模式32可编程IO线 2个16位定时器计数器6个中断源可编程串行通道片内振荡器和时钟电路引脚功能AT89C51引脚排列如图1所示 图3-1 AT89C51的引脚排列引脚功能如下VCC405VGND20接地P0口3932P0口为8位漏极开路双向IO口每引脚可吸收8个TTL门电流 P1口18P1口是从内部提供上拉电阻器的8位双向IO口P1口缓冲器能接收和输出4个TTL门电流 P2口2128P2口为内部上拉电阻器的8位双向IO口P2口缓冲器可接收和输出4个TTL门电流 P3口1017P3口是8个带内部上拉电阻器的双向IO口可接收和输出4个TTL门电流P3口也可作为AT89C51的特殊功能口 RST9复位输入当振荡器复位时要保持RST引脚2个机器周期的高电平时间 ALEPROG30当访问外部存储器时地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节在FLASH编程期间此引脚用于输入编程脉冲在平时ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号此频率为振荡器频率的16它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的要注意的是每当访问外部数据存储器时将跳过1个ALE脉冲 PSEN29外部程序存储器的选通信号在由外部程序存储器取期间每个机器周期2次PSEN有效但在访问外部数据存储器时这2次有效的PSEN信号将不出现 EAVPP31当EA保持低电平时外部程序存储器地址为0000HFFFFH不管是否有内部程序存储器FLASH编程期间此引脚也用于施加12V编程电源VPP XTAL119反向振荡器放大器的输入及内部时钟工作电路的输入 XTAL218来自反向振荡器的输出 A以下作微小变化AD590是电流型温度传感器通过对电流的测量可得到所需要的温度值根据特性分档AD590后缀以IJKLM表示AD590LAD590M一般用于精密温度测量电路它采用金属壳3脚封装其中1脚为电源正端V2脚为电流输出端I03脚为管壳一般不用 图3-2 AD590实物图及电路符号322 主要特性AD590的主要特性参数如下工作电压430V工作温度-55150保存温度-65175正向电压44V反向电压-20V焊接温度10秒300灵敏度1AK323 工作原理在被测温度一定时AD590相当于一个恒流源把它和5-30V的直流电源相连并在输出端串接一个1K的恒值电阻此电阻上流过的电流与被测温度成正比此时电阻两端将会有1mVK的电压信号其基本电路如图3-3所示 图3-3 感温部分的核心电路图3是利用URE特性的集成PN结传感器的感温部分核心电路其中T1T2起恒流作用可用于使左右两支路的集电极电流I1和I2相等T3T4是感温用的晶体管两个管的材质和工艺完全相同但T3实质上是由n个晶体管并联而成因而其结面积是T4的n倍T3和T4的发射结电压URE3和URE4经反极性串联后加在电阻R上所以R上端电压为URE因此电流II为II URER KTqAK的I值 AD590的内部结构电路如图3-4所示 图3-4 AD590的内部结构 33 ADC0809模数转换器331 主要特性ADC0809的主要特性指标分辨率n 8时钟频率小于640KHZ转换时间大于等于100微秒不可调误差1LSB电源单电源正5V模拟输入量8路模拟输入范围05V参考电压Uref Uref - 5V332 工作原理ADC0809为逐次逼近式AD转换器具有8个模拟量输入通道它能与微型计算机的大部分总线兼容可在程序的控制下选择8个模入通道之一进行AD转换 然后把得到的8位二进制数据送到微机的数据总线供CPU处理转换器是ADC0809的核心部分它由DA转换逐次逼近寄存器SAR比较器等组成其中DA转换电路采用了256RT型电阻网络即2n个电阻分压器此处n 8它在启动脉冲的上升沿来到时被复位在启动脉冲的下降沿AD开始转换如果在转换过程中接收到新的启动转换脉冲则终止转换转换结束信号EOC在AD转换完成时为1ADC0809的管脚图如图3-5所示 图3-5 ADC0809的管脚图 ADC0809的内部结构如图3-6所示 图3-6 ADC0809的内部结构 第四章 硬件设计41外围接口选择根据方案采用8031外扩2764作程序存储器8255外扩4位LED用于显示温度声光报警和扩展光电隔型DAC产生010mA可调电流控制电动阀外扩8路8位ADC0809作温度测量和通过3个电位器产生3个可调控制参数2位BCD码给定拨盘则和8031的P1口相连完整的硬件电路组成如图4-1所示图4-1 硬件电路原理图图4-1中通过8255的PA口和PC0PC3口扩展4位LED通过PB口和PC5扩展光电隔型DADAC0832设置为单缓冲方式VREF -5V于是经运算放大器A1后产生05V可调直流电压再经运算放大器A2在复合三极管T的集电极和12V电源之间产生010mA可调电流以便控制电动阀的动作图4-1中RW1于调整满量程值D1用于保护三极管T通过总线直接扩展ADC0809由于仅使用4路故选择通道的C端直接接地由于温度传感器是输出电流信号且与绝对温度成正比故采用电平移动电路及放大电路使运算放大器A3输出电压值与摄氏温度成正比图4-1中RW2RW3分别用语温度测量电路的零点调节和满量程调节声音报警电路中蜂鸣器采用长鸣形式由门电路构成1s振荡器产生的响音2位BCD码给定拨盘则和8031的P1口直接接口各位又通过2k电阻接地由于各扩展芯片用线选发产生片选信号故他们的接口地址分别为27640000H1FFFH82557000H7003HADC0809B000HB003H42 温度控制电路8031对温度的控制是通过双向可控硅实现的如单片机温度控制系统电路原理图所示双向可控硅管和加热丝串接在交流220V50Hz是电回路在给定周期T内8031只要改变可控硅管的接通时间即可改变加热丝的功率以达到调节温度的目的可控硅接通时间可以通过可控硅控制极上触发脉冲控制该触发脉冲由8031用软件在P31引脚上产生在过零同步脉冲同步后经光电耦合管和驱动器输出送到可控硅的控制极上43 温度检测电路设计431 设计目标用单片机对温度进行实时检测和控制以解决工业及日常生活中对温度的及时自动控制问题用十进制数码显示实际温度值方便人工监视用键盘输入温度控制范围值便于在不同应用场所设置不同温度范围值当实际温度值不在该范围时系统能自动调节温度 以保持设定的温度基本不变达到自动控制的目的系统的温度最小区分度为1在环境温度变化时温度控制的静态误差小于等于05432 设计原理因为89C51单片机片内含4KB的EEPROM不需外扩展存储器可使系统整体结构简单利用89C51串行口输出工作方式使外部电路得以简化89C51可直接对键盘进行扫描读数可直接用串并转换模块驱动LED显示温度值因其利用率高负载重后相电路需加一块同相驱动器在串行传输数据时频率可达到1MHz对温度的显示完全达到测控精度要求 433 转换电路在设计测温电路时首先应将电流转换成电压由于AD590为电流输出元件它的温度每升高1K电流就增加1A当AD590的电流通过一个10K的电阻时这个电阻上的压降为10mV即转换成10mVK为了使此电阻精确01可用一个96K的电阻与一个1K电位器串联然后通过调节电位器来获得精确的10K下图所示是一个电流电压和绝对摄氏温标的转换电路其中运算放大器A1被接成电压跟随器形式以增加信号的输入阻抗而运放A2的作用是把绝对温标转换成摄氏温标给A2的同相输入端输入一个恒定的电压如1235V然后将此电压放大到273V这样A1与A2输出端之间的电压即为转换成的摄氏温标将AD590放入0的冰水混合溶液中A1同相输入端的电压应为273V同样使A2的输出电压也为273V因此A1与A2 两输出端之间的电压273-273 0即对应于0 图4-2 电流电压和绝对摄氏温标的转换电路434 信号处理电路 温度检测的小信号放大与绝对摄氏温度转换采用图电路其中RW用来完成绝对摄氏温度转换及调零功能运放要求采用一片集成普通四运放LM324来完成图的信号处理功能其工作电源取单电源VCC 9V设计中电阻元件可参考下列取值R1 R2 10KR3 R4 20KR5 R6 20KRG 5KRW 10K高频滤波电容可取C 001F 图4-3 信号处理电路435 主电路 主电路如图4-4所示温度检测信号输入ADC0809的IN3引脚经过模数转换结果输入AT89C51结果从P1口输出驱动2个LED实现数据显示功能 图4-4 温度检测主电路44 光电隔离电路这部分电路是单片机与电阻丝加热器的接口由于电阻丝的加热电压大于单片机的工作电压为了避免烧坏单片机系统采用光电隔离电路如图4-5所示 图4-5 光电隔离及放大电路45 过零检测电路过零检测电路在每一个电源周期开始时产生一个脉冲作为触发器的同步信号 计数器T0对其进行计数其电路如图4-6所示220V交流电压经电阻限流后直接加到2个反相并联的光电偶器的输入端在交流电源的正负半周 分别导通 输出低电平 在交流电源正弦波过零的瞬间两个光电耦合器均不导通 输出高电平该脉冲信号经非门整形后作为单片机的中断请求信号和可控硅的过零同步信号 图4-6 过零检测电路46 PID控制算法前面提到大多数的温度控制系统可以看作一阶纯滞后环节由于本系统纯滞后时间较小故可采用PID比例积分微分控制算法实施控制461 PID控制作用PID是比例P积分I和微分D3个控制作用的组合连续系统PID控制器的微分方程为y t KPPe t 4-1式中 y t 为控制器的输出e t 为控制器的输入KP比例放大系数TI为控制器的积分时间常数TD为控制器的微分时间常数显然KP越大控制器的控制作用越强只要e t 不为0积分项会因积分而使控制器的输出变化只要e t 有变化的趋势控制器就会在微分作用下在偏差出现且偏差不大时提前给输出一个较强的控制作用462 PID算法的微机实现由于微机控制系统是一种时间离散控制系统故必须把微分方程离散化为差分方程最终写出递推公式才能直接应用显然 4-2 4-3于是 KP e n e n -e n-1 4-4式中t T为采样周期e t 为第n次采样的偏差值e n-1 为第 n-1 次采样时的偏差值n为采样序列n 012由式4-4可以看出计算一次Yn不仅需要的存储器空间大而且计算量也很大于是进一步写出递推公式由 Yn-1 KP e n-1 e n-1 -e n-2 4-5 由式4减去式5得 Yne n -2e n-1 e n-2 KPe n -e n-1 KI e n KDe n -2e n-1 e n-2 4-6 或 Y n Y n-1 KPe n -e n-1 KI e n KDe n -2e n-1 e n-2 4-7式中 KI KP称为积分常数KD KP称为微分常数463 PID算法的程序设计在本控制系统中烘箱温度与给定值的偏差经过单片机PI算法运算后从DAC0832输出010mA控制电流去控制电动阀的开度所以应采用式7的位置式算法且KD 0即为PI即YPIn Y n-1 KPe n -e n-1 KI e n 4-8如果设KPKI为纯小数KPKIe n e n-1 分别放在8031片内RAM的25H26H29H2AH中PI结果YPIn放在R3R4中则PI控制程序如下 PIMOV A29H e n CLR C SUBB A2AH e n -e n-1 MOV B25H KP LCALL MULTS KP e n -e n-1 MOV R4A MOV R3B 暂存于R3R4 MOV A29H e n MOV A26H KI LCALL MULTS KI e n ADD AR4 MOV R4A MOV AB ADDC AR3 MOV R3A R3R4 KP e n -e n-1 KI e n RETMULTSCLR F0 置e n 符号标志位为正 JNB ACC7MUL1 SETB F0 置e n 符号标志位为负 CPL A INC A 取绝对值MUL1MUL AB JNB F0MUL2 CPL A ADD A1 MOV R2A MOV AB CPL A ADDC A0 MOV BA MOV AR2 还原为补码MUL2RET第五章 软件设计本系统的控制软件可设计为一个主程序和一个T0通道中断服务程序主程序的功能是完成系统初始化及温度和设定参数的显示由于只有4位LED而温度BCD码设定值正常工作时应在85左右不可能太小故可以用它设定为小值时来选择显示参数T0通道可定时100ms其中定时1s完成数据的采集报警和显示处理定时Tc秒完成控制算法的运算和控制输出51 设计步骤511 画出系统的程序框图如图5-1所示为主程序框图为T0通道中断服务程序框图T0中断服务程序是温度控制系统的主体程序用于启动AD转换读入采样数据数字滤波越限温度报警和越限处理PID计算和输出可控硅的同步触发脉冲等P13引脚上输出的该同步触发脉冲宽度由T1计数器的溢出中断控制8031利用等待T1溢出中断空隙时间完成把本次采样值转换成显示值而放入显示缓冲区和调用温度显示程序8031从T1中断服务程序返回后便可恢复现场和返回主程序以等待下次T0中断 图5-1 温度控制系统程序框图512 内存分配为了编程方便可以把8031的内部128B RAM先进行分配也可在程序中用标号代替最后用EQU或DATA定义如果先对内存进行分配本系统可分配为 00H07HR0R7供主程序使用 08H0FHR0R7供T0中断服务程序使用 20H 定时1s时间常数初值为10 21H 8255A口数据暂存显示器段码 22H 8255B口数据暂存DA数据 23H 8255C口数据暂存 24H 8031 P1 口的T给定BCD值暂存当T给定 01H时显示的数据为KP参数格式为P-当T给定 02H显示器显示的数据为KI参数格式为I-当T给定 03H显示器显示的数据为Tc参数格式为T-T给定为其他值85左右显示器显示的数据为温度测量值 25H KP参数暂存 26H KI参数暂存 27H Tc参数暂存 28H T测量值AD暂存 29H e n 参数暂存 2AH e n-1 参数暂存 2BH2EH 4次AD值暂存 2FH 定时Tc秒调节工作单元 30H31H T测量BCD码值暂存格式为 32H T测量值实际温度暂存 50H7BH SP指针工作区 7CH7FH 显示缓冲区从左到右第六章 系统调试系统调试通常包括实验室硬件联调实验室软件联调实验室系统仿真仿真考机运行和现场安装调试等几个环节在系统总装以后首先要进行实验室条件下的系统硬件联调联调成功以后有了硬件操作保证就很容易发现软件的错误在软件调试过程中有时也会发现硬件故障软件故障完毕硬件中的隐藏问题也能被发现和纠正在进入现场以前还必须在实验室条件下把存在的问题充分暴露并加以解决通常是用模型代替实际系统进行完全仿真调试通过后进行连续不停机的48h考机运行正确无误后再进入现场安装运行成功并经过一定时间的使用最终验收合格才算完成整个系统的设计工作下面通过硬件和软件两方面介绍相应的调试方法61 硬件调试方法611 常见的硬件故障1元器件失效 可能是两方面的原因一是器件本身已损坏或性能不符合要求二是组装错误造成元件失效如电解电容二极管的极性错误集成电路安装方向错误等2逻辑错误 它是由设计错误或加工过程中的工艺性错误所造成的这类错误包括错线开路短路相位错等3可靠性差 引起可靠性差的原因很多如金属化孔虚焊接触不良会造成系统时好时坏经不起振动内部和外部干扰电源纹波系数大器件负荷过大等造成逻辑电平不稳定走线和布局不合理也会引起系统可靠性差 612 联机调试 通过脱机调试可排除一些明显的硬件故障但有些故障还必须通过联机调试才能发现和排除联机前先断电将单片机开发系统的仿真头插到样机的8031插件上检查开发机和样机之间的电源接地是否良好一切正常后即可打开电源通电后执行开发机的读写指令对样机的存储器IO端口进行读写操作逻辑检查若有故障可用示波器观察有关波形如选中的译码器输出波形读写控制信号地址数据波形以及有关的控制电平通过对波形的观察分析寻找故障原因并进一步排除故障可能的故障有路线连接上有逻辑错误有断路或短路现象集成电路失效等在样机主机部分调试好后可以插上系统的其他外围部件例如键盘显示器输出驱动板AD及DA板等再对这部分进行初步调试在调试过程中若发现用户系统工作不稳定可能有下列情况电源系统供电不足或联机时公共地线接触不良或用户系统主板负载过大或用户的各级电源滤波不完善等对这些问题一定要查出原因并加以排除1采集电路调试为使温度采集电路输出的电压与温度的关系符合理论设计数值可用一点测试法在室温27时调节电位器Rw1使AD590对地电阻为1K运放正端输入电压V 300mV时V0 27V即可也可采用两点测试法当温度在050之间变化时运放正端输入电压V约为273323mV调试时用可调电压信号模拟温度信号输入到运放正端调节电位器Rw2使V 273mV时V0 0V调节Rt2使V 323mV时Vo 5V则5V5O 100mV 即为输出精度因软件还要校正测温值故基本符合上述数值即可采用两点测试法较精确故用两点法2数码显示调试调试中发现发光二极管的亮度一直很微弱用万用表测量可知其输入电压只有199V勉强能够发光而89C51输出的电压依然为5V左右分析知89C51在串行口工作方式下负载很重发光二极管分得的电流较小使其不能正常发光在此加入一块同相放大器来驱动它们工作613 脱机调试 在样机加电以前先用万用表等工具根据硬件电气原理和装配图仔细检查样机线路的正确性并核对元器件的型号规格和安装是否符合要求特别应注意电源的走线防止电源线之间短路和极性错误并检查扩展系统总线是否存在相互短路或与其他信号线的短路对于样机所用电源事先必须单独调试调试好后检查其电压值负载能力极性等均符合要求才能加到系统的各个部件上在不插芯片的情况下加电检查各插件上引脚的电位仔细测量各点电位是否正常尤其应注意8031插座上各电位是否正常若有高压联机时将损坏仿真器在脱机调试中发现系统无法复位经检查知电路中没有接入复位电路经接入上电复位方式的复位电路后系统运行正常62 软件调试方法软件调试与所选用的软件结构和程序设计技术有关如果采用模块程序设计技术则逐个模块分别调试调试各子程序时一定要符合现场环境即入口条件和出口条件调试手段可采用单步或设置断点运行方式通过检查系统CPU 的现场ARM的内容和IO口的状态检查程序执行结果是否符合设计要求通过检测可发现程序中的死循环错误机器码错误及转移地址的错误同时也可以发现用户系统中的硬件故障软件算法及硬件设计错误在调试过程中不断调试用户系统的软件和硬件逐步通过一个个程序模块 各模块通过以后可以把有关的功能块联合起来一起进行综合调试在这个阶段若发生故障可以考虑各子程序在运行时是否破坏现场缓冲单元是否发生冲突标志位的建立和清除在设计上有无失误堆栈区域有无溢出输入设备的状态是否正常等等若用户系统是在开发机的监控下运行时还要考虑用户缓冲单元是否和监控程序的工作单元发生冲突 单步和断点调试后还应进行连续调试这是因为单步运行只能验证程序的正确与否不能确定定时精度CPU的实时响应等问题待全部调试完成后应反复运行多次除了观察稳定性之外还要观察系统的操作是否符合原始设计要求安排的用户操作是否合理等必要时应再作适当的修正 如果采用实时多任务操作系统一般是逐个任务进行调试调试方法与上述基本类似只是实时多任务操作系统的应用程序是由若干个任务程序组成一般是逐个任务进行调试在调试某个任务时同时也调试相关的子程序中断服务程序和一些操作系统的程序调试好以后再使各个任务程序同时运行如果操作程序无错误一般情况下就能正常运行63 误差分析集成温度传感器误差校正校正误差和温度误差校正误差传感器在实际使用中所指示的温度值和实际温度值的差值该误差大小和温度成正比通过调整外部电阻可得到补偿在T 27时只要调整R1使vT 300mV即可该一点调整法不能修正整个范围内的误差温度误差 校正误差调整后 温度特性的非线形引起的误差如不进行误差调整则总误差为校正误差与非线形误差之和误差较大调整Rwl使其在0时输出为0V调整Rw2使其在50时输出为5V再进行测温精度提高系统理论测控精度为04 而实际显示时只有1 原因在于系统误差固有误差元件误差等的存在定性分析主要误差来源有检测元件的固有误差转换的误差数据量化误差本设计有待于进一步提高测控精度减小误差进一步提高系统性能第七章 结论本设计介绍的单片机温度控制系统可了解微机系统硬软件的构成及各种控制参数变化对系统动静态特性的影响系统用PID控制算法实现温度控制可以使系统的精度达到01准确度和稳定性都可以令人满意系统还以单回路控制为例极易扩展成多回路控制MCS-51单片机体积小重量轻抗干扰能力强对环境要求不高价格低廉可靠性高灵活性好即使是非电子计算机专业人员通过学习一些专业基础知识以后也能依靠自己的技术力量来开发所希望的单片机应用系统本文的温度控制系统只是单片机广泛应用于各行各业中的一例相信单片机的应用更加广泛化M北京机械工业出版社19952 马江涛 单片机温度控制系统的设计及实现J 计算机测量与控制 2004 12 M北京北京航空航天大学出版社19934 潘新民王燕芳微型计算机控制技术实用教程M北京电子工业出版社20075 徐科军传感器与检测技术M北京电子工业出版社20076 张开生郭国法J2007 7 李晓妮 单片机温度控制系统的设计J 九江学院学报 自然科学版 2005 02 8 龚红军 单片机温度控制系统J 电气时代 2002 10 9 冯越杨继华俞曙滨 单片机温度控制系统J 自动化技术与应用 1998 02 10 姜波 单片机温度自动控制系统J 自动化与仪器仪表 1996 05 P515911马明建数据采集与处理技术M西安交通大学出版社20059 02 P868912曹龙汉刘安才高占国MCS-51单片机原理及应用M重庆出版社200410P22924713 ATMELMicrontroller Data Book1995P4650致谢四年的大学生活让我对关于电子方面的理论知识有了一定的了解和认识但实践出真知唯有把理论与实践相结合才能更好地为社会服务为期将近半个学期的毕业设计我不但上网查阅了一些电子技术的应用知识并对毕业论文所需的资料进行了仔细地了解和收集为现在的毕业设计做了充分的准备也培养了我独立思考和动手的能力同时也让我了解到了自己的不足我会继续努力完善自我为社会主义现代化建设做贡献半个学期的毕业设计已圆满结束在这几个月中我经历了很多事也接触了很多人不管怎么说我在此对每位曾经帮助过我或指导过我的人表示衷心地感谢首先感谢我的父母如果没有他们对我在物质上的资助和精神上的支持我是不可能顺利完成学业的其次感谢学校的精心安排和指导老师的用心辅导以及各位曾经教育我传授我知识的老师因为有他们的辛勤付出才有我知识的累积特别要感谢我的指导老师王一春老师在他们的指导和启发下我圆满地完成了毕业设计任务最后感谢我的学校我的老师们和班级里所有的同学他们给了我一个温馨向上的学习环境和一切无私的帮助 此致敬礼 附录 源程序清单1主程序 ORG 0000H LJMP START ORG 0003H LJMP T0 ORG 0030H STARTMOV SP50H 主程序入口置SP指针 LCALL D100ms 延时使8255复位可靠 CLR A MOV R020H MOV R160H CLR1MOV R0A INC R0 DJNZ R1CLR1 清内存单元 MOV 20H10 定时1s初值 MOV AP1 MOV 24HA 读T给定BCD码值 S8255MOV DPTR7003H 指向8255控制口 MOV A10000000B A初始化8255ABC口为方式0输出 MOVX DPTRA MOV DPTR7001H PB口 CLR A MOVX DPTRA PB口清0 INC DPTR MOV A00100000B MOVX DPTRA 清声光报警 NOP MOV A00H MOVX DPTRA NOP MOV A00100000B MOVX DPTRA 产生DA的DA 0 MOV 23HA 暂存 LCALL ADC 测量KPKI Tc和T并存入相应的单元 LCALL BDBH 把T测量值转换为显示BCD码存于30H31H MOV 2FH27H 置定时Tc秒初值 MOV TH03CH MOV TL00B0H T0定时为100ms SETB TR0 SETB ET0 SETB EA 开中断 LOOPLCALL DISUP 显示数据 SJMP LOOP2T0中断服务程序 T0MOV TH03CH MOV TL00B0H 重置定时初值 PUSH ACC PUSH PSW PUSH DPL PUSH DPH 保护现场 CLR RS1 SETB RS0 选R0R7为080FH DJNZ 20HREPT1 定时1s到 MOV 20H10 重置定时常数 MOV AP1 MOV 24HA 读T给定BCD码值 LCALL ADC AD测量KPKI TcT参数 LCALL BDBH 把T测量值转换为显示BCD码值 MOV A24H CJNE A1DSPI1 MOV 7CH10H T给定 01H显示KP参数 MOV A25H SJMP DSPI2 DSPI1CJNE A2DSPI3 MOV 7CH1 T给定 02H时显示KI参数 M