医用恒温箱温度控制系统监控软件设计毕业论文.doc

沈阳化工大学学士学位论文题目：医用恒温箱温度控制系统_监控软件设计医用恒温箱温度控制系统监控软件设计毕业论文目 录摘要IAbstractII第一章 绪论1第二章 总体设计方案22.1设计任务22.2设计指标22.3温度采集传感器选择32.4控制算法的设计3第三章 系统硬件设计53.1温度采集电路设计53.2人机接口电路设计63.3控制电路设计8第四章 系统软件设计104.1程序设计104.2中断程序设计114.2.1T0中断程序114.2.2T1中断程序124.3子程序设计134.3.1键处理程序设计134.3.2温度采样程序设计204.3.3PID温度控制程序设计23第五章 设计总结26参考文献27致谢29附录30附录一 主板原理图30附录二 副板原理图31附录三 主板PCB图31附录四 副板PCB图32附录五 主板元件列表32附录六 副板元件列表3433第一章 绪论温度控制在医学检测中具有重要的意义，过高或者过低的温度都会导致最后检测结果的不准确，影响医生对病人身体状况的判断，得到错误的结论，延误病人的治疗，甚至发生医疗事故。例如，不同温度对乙型肝炎病毒（HBV）标志物检测结果OD值（检测单位）有很大影响，温度的差异直接影响检测结果，甚至出现阴、阳性结果的判断错测1。因此，在医学检测过程中需要精确控制温度，使被测物始终处于所要求的温度的环境中。另外，温度是国际单位制中七个基本量之一，在科学研究和生产实践的诸多领域都占有极为重要的地位。因此，对温度进行测量和控制也是科学实验和工业生产中经常需要解决的重要问题。随着计算机技术和控制理论的发展，以及对产品质量要求的提高，人们对高精度的温度测量和控制的要求也越来越高2。测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了三个阶段：传统的分立式传感器、模拟集成温度传感器、智能化集成温度传感器3。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，从集成化向智能化，网络化的方向飞速发展，本设计以智能化集成温度传感器DS18B20的智能温度测量装置的设计，该装置适用于我们的日常生活，工农业生产中用于温度测量4,5。在众多温度控制的方法中，PID控制方法以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而被广为采用6。从PID调节器问世至今的半个多世纪，许多科研与工程专家为它的推广和发展做出了巨大的努力。尽管自1940 年以来，许多先进控制方法不断推出，但PID控制以其独特的优势，在基于单片机的温度测控系统中得到了广泛的应用。PID控制兼有比例、积分和微分三种基本控制规律的优点，可使系统的稳态和动态性能以及系统的稳定性都得到改善，对模型误差具有鲁棒性及易于操作等优点， 故仍被广泛应用于冶金、化工、电力、轻工和机械等工业过程控制中7,8。目前，PID控制方法已经成为包括温度控制在内的工业过程控制中主要的和可靠的技术工具。即使在微处理技术迅速发展的今天，各种温度控制器中的绝大部分所使用的控制规律都未能离开PID，这充分说明PID控制仍具有很强的生命力9-10。由于传统PID控制器的控制参数主要依靠手工试凑的方法进行整定，过程复杂，工作量大，效率低，因此具备参数自整定、自调整，智能化的PID控制器是目前一个重要的研究方向。第二章 总体设计方案2.1 设计任务本设计温度控制系统为以AT89C52单片机为核心，辅助器件主要有HD7279、X5045、DS18B20、9012三极管、继电器等，实现对温度实时监测和控制，实现了控制的智能化。内容包括计算机线路板辅助设计、单总线温度转换电路设计、温度控制电路设计、控温算法设计、人机接口电路设计。设计恒温箱温度控制系统，采用DS18B20温度传感器，与单片机进行数字传输，无需数模拟数字转换，采用了PID控制技术，可以使温度保持在要求的一个恒定范围内，配有键盘，用于输入设定温度，配有数码管LED用来显示温度。可手动依次轮回显示10个参数：采样温度值、温度给定值、量程上下限、报警上下限、比例度、微分时间、积分时间和阀位。各个参数的显示范围是：(1)当前温度值：0.0100.0(2)温度设定值：0.0100.0(3)报警上限：0.0100.0(4)报警下限：0.0100.0(5)量程上限：0.0100.0(6)量程下限：0.0100.0(7)比例度KP：0.0999.9%(8)积分时间TI：0.0999.9S(9)微分时间TD：0.0999.9S(10)阀位：0.0100.0%且有报警灯，手自动标志灯，另外系统无需每次开机重新设定标准值，同时具有看门狗定时器功能。2.2 设计指标本次设计的主要指标如下：(1)输入信号：0.0100.0；(2)输入通道：1路单总线温度输入；(3)输出信号：连续控制输出；(4)输出通道：1路固态继电器输出：AC 220V/3A；(5)精度：0.5%；(6)供电： 220VAC10%，50Hz；(7)工作温度：055；2.3 温度采集传感器选择由于本设计是测温电路，可以使用热电偶或热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。故采用了温度传感器DS18B20采集温度。2.4 控制算法的设计位置式与增量式PI D控制的比较与选择采用增量式PID算法时，计算机输出的控制量对应的是本次执行机构位置的增量。对整个系统而言，位置式与增量式控制算法并无本质区别。增量式控制虽然只是对算法做了一点改进，却带来不少优点：(1)由于计算机输出增量，所以误动作时影响较小，必要时可用逻辑判断的方法去掉。(2)手动自动切换时冲击小，便于实现无扰动切换。此外，当计算机发生故障时，由于输出通道或执行装置具有信号的锁存作用，故能仍然保持原值。(3)算式中不需要累加。控制增量U。的确定仅与最近几次采样有关，所以较容易通过加权而获得比较好的控制效果。由上面的介绍可知，增量式算法具有许多位置式算法不及的优点，因此，本文选择增量式PID控制算法11,12。PID的数学模型如图21所示。R(t)E(t)U(t)Y(t)比例积分微分被控对象图21 PID的数学模型第三章 系统硬件设计本次设计内容包括人机接口电路设计，外扩存储电路设计，单总线温度转换电路设计，控制电路设计。主板由AT89C52、X5045、HD7279组成，是仪表的核心，温度测量电路主要由DS18B20构成，温度控制电路主要由三极管9012和固态继电器构成。系统总体结构框图如图31所示：加热系统温度传感器固态继电器驱动电路AT89C52键盘显示控制电路外扩ROM显示键盘图31 硬件连接图3.1 温度采集电路设计温度采集电路主要由DS18B20构成，DSl8820是美国DALLAS公司推出的一种可组网的数字式温度传感器，能够直接读取被测物体的温度值1。具有TO一92、TSOC、SOIC多种封装形式，可以适应不同的环境需求。11 DSl8820具有以下主要特性(1)单总线接口方式：与微处理器连接时仅需要一条信号线即可实现双向通讯；(2)使用中无需外部器件，可以利用数据线或外部电源提供电能，供电电压范围3355V；(3)直接读出数字量，工作可靠，精度高，且通过编程可实现912位分辨率读出温度数据，转换12的温度数据最大仅需要750ms；(4)温度测量范围一55+125，一10+85之间测量精度可达士05；(5)可设定非易失的报警上下限值，一旦测量温度超过此设定值，即可给出报警标志；(6)每片DSl8820上有唯一的64bit识别码，可轻松组建分布式温度测量测量网络。其内部结构图，测温原理图，电路连接图如图34，图35，图36所示。图34 DS18B20与AT89C52的连接图35 DS18B20 的内部结构 图36 DS18B20 测温原理图图34 DS18B20内部结构图 图34 DS18B20测温原理图3.2 人机接口电路设计HD7279是管理键盘和LED显示器的智能控制芯片，该芯片采用串行接口方式，可同时驱动8位共阴极LED数码管或64位独立LED发光二极管，具有自动消除键抖动并识别按键代码功能17。本次设计使用HD7279实现键盘和显示器的人机交互功能。电路共有5个按键，它们的功能分别是：参数切换键、通道键即手/自动切换键、增加键、左移键和确认键。8位显示器的显示功能为前3位显示参数标志，后4位显示参数数值，最后一位显示单位。单片机与HD7279引脚的连接和相关的地址分配如下： (1)CS_1： 片选端，低电平有效，与P1.4相连； (2)CLK： 串行时钟输入端，与P1.5相连； (3)DATA_1：串行数据输入/输出端，与P1.6相连；图2-2-2 HD7279(4)KEY_IN：按键有效信号端，与P1.7相连。HD7279与AT89C52的电路连接如图33所示。图33 HD7279与AT89C52的电路连接图HD7279与AT89C52仅需4条口线，其中CS_1为片选信号。当AT89C52访问HD7279时，应将片选端置为低电平。DATA_1为串行数据/输出端，当不向HD7279发送数据时，DATA_1为输入端；当HD7279输出键盘代码时，DATA_1为输出端。CLK为数据串行传送的同步时钟输入端，时钟的上升沿表示数据有效。KEY_IN为按键信号输出端，在无键按下时为高电平；而有键按下时此引脚变为低电平并且一直保持到键释放为止。RC引脚用于连接HD7279的外接振荡元件，其典型值为R=1.5k，C=15pF./RESET为复位端。该端由低电平变成高电平并且保持25ms即复位结束。通常，该端接+5V即可。HD7279与按键和8个LED数码管的连线亦如图33所示DIG1DIG8分别为8个LED数码管的位驱动输出端。SASG分别为LED数码管的AG段的输出端。DP为小数点的驱动输出端。DIG1DIG5和SG同时还分别是5个按键的列线和行线端口，完成对键盘的监视、译码和键码的识别，5个键的键码分别是00H，08H，10H，18H，20H。3.3 控制电路设计本次设计的控制电路主要由一个固态继电器(Solid State Relay SSR)和一个三极管9012构成，其与三极管9012和固态继电器的硬件连接如图35所示。图35 三极管9012与固态继电器硬件连接图固态继电器（SSR）是一种全电子电路组合的元件，它依靠半导体器件和电子元件的电磁和光特性来完成其隔离和继电切换功能。固态继电器是一种四端器件，两个输入端，两个输出端。输入端接控制信号，输出端与负载、电源串联，SSR实际是一个受控的电力电子开关，固体继电器具有高稳定、高可靠、无触点及寿命长等优点。本次使用的固态继电器的型号为E1042-14G，其主要的技术参数如下：表1 输入控制参数输入控制电压(Vdc)输入控制电流(mA)可靠接通控制电压(Vdc)可靠关断控制电压(Vdc)3-148-4031.0表2 输出控制参数额定输出电压（ac）额定输出电流（Aac）开通时间(ms)关断时间(ms)通态压降(Vac)断态漏电流(mA)瞬态电压(Vac)28-420050.04850在手动得到的阀位值或自动状态下经PID温度控制模块系统运算得到的阀位值控制固态继电器的通断状态，以控制加热系统对被控对象的加热程度，使被控对象的温度稳定在温度设定值上。固态继电器输入端一端接+5V，另一端接AT89C52的P2.0口，当P2.0口输出高电平时三极管截止，继电器处于断开状态，这样连接在继电器输出端的加热器不工作，被控对象温度降低，但P2.0口输出低电平时三级管导通，继电器被连接通，继电器输出端的电阻加热器开始对被控对象进行加热，被控对象温度升高，这样就达到了控制恒温的目的。第四章 系统软件设计软件是整个控制系统的核心，它具有很强的灵活性，可以随着控制要求的变化而变化。而硬件的功能比较单一，没有软件的硬件不能实现智能化功能，因此软件能够实现硬件不能实现的功能，单片机的智能化功能都是有软件来实现的。系统软件设计采用模块化设计方法，将各部分要实现的功能分别编写程序并调试，待所有模块调试成功后，将各模块连接起来构成单片机软件系统。这样的设计有利于程序代码的优化，而且便于设计、调试和维护。4.1 程序设计本次设计主要分为主程序和中断程序两个部分，主程序的任务是对AT89C52的内部变量及各个芯片进行初始化操作，以及对两个定时器的初始化，设置喂狗时间为200ms。其流程如图41所示。中断唤醒LOOP启动内部变量初始化定时器初始化X5045初始化7279初始化休眠图41 主程序流程图(1) 内部变量初始化是对内存变量单元中从20HFFH的RAM地址进行清零处理，因为AT89C52内部RAM区上电复位的内容为随机数，若不进行清零初始化就会对程序的运行产生不必要的影响。(2) 本次设计的控制周期是1s，AT89C52的晶振为12MHZ即一个机器周期为1us，所以定时器的最大定时时间为0.065536s，因此将定时器T0设置为工作方式1，定时50ms，利用软时钟进行20次软计时，形成1s的控制周期。对固态继电器的控制使用定时器T1，因为使用的交流电为220V，50HZ即每秒100个波，所以将T1设定为工作方式1，定时10ms，而具体的定时次数则由PID运算后的阀位值决定。因为T0中断里面有DS18B20、HD7279、X5045串行通信，如果在通信的时候有中断进入则会影响数据的传送，所以T0的中断优先级大于T1。(3) X5045初始化主要是对其状态寄存器进行设置，本次设计中X5045的所有单元地址均可进行写入和读出操作，看门狗定时为200ms，所以写入的命令字STATUS_REG为20H。(4) HD7279初始化是向HD7279发送复位指令(A4H)，将所有显示清除，所有设置的字符消隐、闪烁等属性也被一起清除，芯片所处的状态与系统上电后所处的状态一样。4.2 中断程序设计4.2.1 T0中断程序本次设计共有T0和T1两个中断。T0中断是对主体程序进行定时中断，包括T0定时器常数重装、任务调度模块、按键处理、显示处理以及看门狗定时器喂狗程序。其流程如图42所示。(1) T0定时器重装：将TH0，TL0分别赋值为3CH和0B0H进行新的50ms定时。(2) 任务调度模块：任务调度模块包括温度采集和PID控制，在此模块中将系统时间分为20个时间片，每个时间片为50ms，形成1s的控制周期。因为DS18B20采用的是12位分辨率，每次采样需要750ms的数据处理时间，所以系统在第1个时间片对DS18B20发出采样命令，而在第15个时间片进行采样。第16个时间片把PID运算所需的各个参数转化为三字节浮点数，第17个时间片进行PID运算，根据偏差计算出相应的阀位输出即固态继电器的闭合时间，来控制加热器的加热时间，调节被控对象的温度使其稳定在设定值上。其余的时间片均不进行温度采集或PID操作。(3) 键处理模块和显示模块：操作者通过不同的按键操作能在8个LED数码管上得到相应的数据，可以观察各种参数值并进行修改。(4) 最后要对X5045进行喂狗处理，通过对其片选端CS进行置低再置高操作既可。T0中断入口定时器初值重装任务调度模块键处理模块显示模块看门狗定时器“喂狗”T0中断返回图42 T0中断程序流程图4.2.2 T1中断程序T1中断则是对固态继电器的控制，通过变量COUNT1记录每秒加热次数即P2.0置低次数，通过变量COUNT2记录每秒加热次数即P2.0置高次数，每次T1中断进来后先进行是否为“0”的比较，若COUMT1不为“0”则COUNT1自减“1” ，P2.0口置低，重装定时器T1，进行新的10ms计时。若COUNT1为“0”则判断COUNT2与“0”是否相等，若COUMT2不为“0”则COUNT2自减“1” ，P2.0口置高，重装定时器T1，进行新的10ms计时。若COUMT2为“0”则中断返回。COUNT1+COUNT2=100，T1中断程序流程如图43所示。NYNYT1中断入口COUNT1=0？COUNT1-1将P2.0口置低重装定时器T1COUNT2=0？COUNT2-1将P2.0口置高重装定时器T1T1中断返回COUNT1=0表示加热结束COUNT2=0表示断开结束图43 T1中断程序流程图4.3 子程序设计由于模块化设计便于程序的调试和修改，因此将整个程序主要分为如下五个模块：键处理模块，显示模块，温度采集模块，PID控制模块，报警模块。4.3.1 键处理程序设计按键程序设计分配在每个时间片内完成一次，间隔50ms，通过设置按键标志位，保证按一次键响应一次，按键模块流程如图44所示，由于查询按键的时间间隔为50ms，超过了键抖动持续时间（小于20ms），所以无需编制按键防抖动设计。图44 按键模块程序流程图进入键处理模块首先判断是否有键按下标志位KEY_OK的值是多少，当KEY_OK的值为1时，代表没有键按下；当KEY_OK的值为0时代表有按键按下。通过判断按键是否处理标志位KB_FIG的值是多少来判断按键是否处理。本次设计设置了五个按键，分别为选择键，增加键，减少键，左移键，确认键，如表格41所示。五个按键的键值是不同的，可以通过判断键值来判断按下的是哪个按键，然后进行相应的处理。但是如果进入键处理模块后，通过检查相应标志位发现没有按键按下，或者按键已经处理过，那么程序将跳出键处理模块，继续处理下一个模块。按键程序中用到了3个变量标志位：1. KEY_IN： 代表AT89C52的P1.7口，与HD7279的KEY按键信号输出端相连。当HD7279有键按下时KEY_IN为低电平，否则为高电平，所以查询此标志位可知是否有键按下。2. KB_FIG： 为按键处理标志位，等于“0”表示按键未处理过，等于“1”表示按键处理过，可以防止一次键长时间按下时被当作多次键按下处理。3. KEY_OK：为按键的键值，每次读到的键值放入KEY_OK中，再通过比较判断具体是哪个键按下。表格41 按键功能与键值键 名键 码作 用 设定键20H实现电压上下限的参数设定 增加键10H每按1次，对应的参数增1减少键18H每按1次，对应的参数减1左移键08H实现修改参数的个，十，百位间的选择确认键00H将设置的参数存入EEPROM按键模块的5个键处理子程序如下：（1）设定键：键值为20H，每按下一次，就显示一个设定的参数值。本次设计共有5个参数切换：采样温度值、报警上限值、报警下限值、量程上限值、量程下限值，设定键的程序流程如图3.4所示。设定键SET_STA=5？SET_STA+1SET_STA=0SET_STA=？采样温度值UP量程上限值HH量程下限值HL报警上限值AH报警下限值AL返回NY01342图3.4 设定键的程序流程图当设定键被按下时，首先将参数标志位SET_STA自加“1”，然后判断SET_STA是否等于“5”，等于“5”就将SET_STA清“0”。因为本次设计共有5个参数，所以参数标志位SET_STA的取值范围位04。采样温度值从温度缓冲区读取，其余的4个参数均从X5045的相应位置读取，将读取的数据和各自的参数标志符放置到显示缓冲区中，等待显示模块显示。其中设定键中的5个参数都具有一位小数位，所以要在显示个位的数码管上做显示小数点处。（2） 减小键：键值为18H，每按下一次减小键，与其对应的闪烁位数码管值就会减“1”，当闪烁位显示“0”时，按下减键，数码管值显示为“9”，形成循环减键，减小键流程图如图3.5所示。减小键SET_STA=0？LEFT=？右1位1右2位1右3位1右4位1返回0123YN 图3.5减小键流程图（3） 增加键：键值为10H，每按下一次增加键，与其对应的闪烁位数码管值就会增加“1”当闪烁位显示“9”时，按下增键，数码管值值显示为“0 “形成循环增键。增加键流程图如图3.6所示。增加键SET_STA=0？LEFT=？右1位+1右2位+1右3位+1右4位+1返回0123YN图3.6 增加键流程图增加键的功能是把处于闪烁状态的数字位上的数据加“1”，在09之间循环增加，但并不是所有的参数都可以修改的，采样温度值就不能进行修改，所以靠判断当前显示的是哪个参数来决定是否进行修改。（4） 左移键：键值为08H，每按下一次，使处于闪烁状态左移一位，就可以对该位进行修改，可以修改的只有中间的4个数字位，所以当闪烁状态移动到右数第5位后，再回到右第2位闪烁，形成循环移动。左移键流程图如图3.7所示。左移键SET_STA=0？LEFT=？右一位闪烁右二位闪烁右三位闪烁右四位闪烁返回0123YN图3.7 左移键流程图左移键的标志位是LEFT，通过改变LEFT的值来改变闪烁位的移动，同样左移键对采样温度值的操作无效，当显示采样温度值时首先判断SET_STA的值，若为0则左移键对其操作无效，每按一次左移键LEFT的值加1，其值在03之间循环增加，LEFT的值不同其控制的闪烁位就不同，其所控制的范围是右第二位右第五位循环闪烁。（5） 确认键：键值为00H，每次修改完参数后，按下此键，既可将修改后的参数存入X5045中保存起来，确认键流程图如图3.8所示。确认键SET_STA=0 ？量程上限值HH量程下限值HL报警上限值AH报警下限值AL返回SET_STA=?YN1234图3.8 确认键流程图4.3.2 温度采样程序设计程序进入温度采样与PID处理程序后，要进行时间片处理。这里用到了一个时间片表示位SYS_CLK，其取值范围为019，每次进入温度采样与PID处理模块后，首先将SYS_CLK与“20”比较，看一个控制周期是否结束，若不相等则SYS_CLK自加“1” ，若相等则将SYS_CLK清“0” 。每个时间片时间为50ms，20个时间片正好为1s。采样周期为1s，控制周期也为1s。本次设计使用了前4个时间片，分别是：1. AD_START：向DS18B20发送采样命令。2. MAIN_18B20：读取DS18B20中的当前温度值。3. YUSUAN_PID：PID数据预运算。4. JISUAN_PID：进行PID运算。其具体流程如图411所示：任务调度模块SYS_CLK=？18B20复位计算PID返回SYS_CLK+1SYS_CLK=20？SYS_CLK=0PID数据预处理015161819NY温度采集17114图411 温度采样与PID主程序流程图温度传感器DS18B20温度采样的流程如图412所示，因为DS18B20是单总线器件，所以每次操作前都要进行器件复位操作，无须A/D转换。单总线器件可以在一根口线上放置多个器件，使用时由主机发送匹配命令，确定哪个器件工作。鉴于本次设计只使用了一个DS18B20所以不需要进行匹配操作，直接发送跳匹配命令即可。首先判断DS18B20的数据口FLAG是否为“1” ，为“1” 则表示DS18B20与AT89C52连接上了，若为“0”则表示DS18B20与AT89C52没连接上了，此时显示四个8。然后待DS18B20复位结束后，由主机发送启动DS18B20温度转换命令。本次设计使用的DS18B20分辨率为12位，温度转换时间为750ms，所以主机发送温度转换命令结束后应等待750ms才能进行读温度操作。 DS18B20采样复位DS18B20发送采样命令等待750ms复位DS18B20读取采样温度值对温度值进行数据处理与报警上下限进行比较DS18B20未接上FLAG=1？返回NY图412 DS18B20温度采样程序流程图当控制周期到达第1个时间片时，要先对DS18B20进行复位操作，然后向DS18B20发送读温度命令，接着进行读数据操作，将温度值读到主机内。由于从DS18B20中读到的温度值是二进制数，不能直接进行显示，所以要把其转换成BCD码才能显示，便于计算。4.3.3 PID温度控制程序设计PID控制是一种比较成熟的控制理论,它通过比例、积分、微分三部分的合理组合可以用比较简单的方法获得令人满意的控制效果。所以本次设计所使用的PID控制系统为增量式PID控制，其算法为：Uk：PID计算的增量值KP：比力度 Ki：积分系数Ti： 积分时间 Kd：微分系数Td：微分时间 ek：本次偏差T： 控制周期 ek-1：上一次偏差 u(k) ：本一次输出值 ek-2：上两次偏差u(k-1)：上一次输出值19Un只是控制器的增量值，并不是实际的控制值，实际的控制值还需进一步的计算，其计算公式为：行量程后即得到实际的阀位增量值，阀位增量值与前一次的阀位值相加即得到本次的阀位值20。在本次设计中，DS18B20的输入范围为0.0100.0，而实际输出阀位值的范围也在0.0100.0之间，所以只需将增量Uk乘上100，然后再除以比例度KP即可。无需再计算上边的繁琐公式，简化计算。PID的增量式中各个参数均使用三字节浮点数进行计算，而在进行PID控制的时候要将计算得到的三字节浮点数Uk转换成二进制整数进行控制。PID控制的具体流程如图413所示。温度预处理是在系统的第16个时间片进行的，任务是将储存在X5045中的温度设定值、报警上下限、量程上下限、比例度、积分时间、微分时间读出并和采样温度值一起转换为三字节浮点数以备第17个时间片进行PID运算所用，在第17个时间片中还需要对系统偏差进行处理即： e n-1 en-2 ，en e n-1， e n= 给定值测量值。系统在第17个时间片根据PID增量式公式计算出相应的阀位，启动定时器T1，进行10ms定时，并将阀位赋给定时次数标志位COUNT1，每次响应定时器T1时先判断COUNT1是否为 “0” ，不为“0”就将COUNT1自减“1”后T1重新装10ms定时，继续定时直到COUNT1为“0” 为止。为“0” 就判断COUNT2是否为“0” ，为“0”就中断返回，不为“0”就将COUNT2自减“1”后T1重新装10ms定时，继续定时直到COUNT1为“0”为止。为了方便参数的显示，本次设计将计算后得到的阀位值转换位4位BCD储存在阀位缓冲区里，显示的时候直接从阀位缓冲区内调取即可。图413 增量式PID温度控制算法流程图第五章 设计总结大学四年就会在这最后的毕业设计总结划上一个圆满的句号。时间过的是多么的飞快，四年了，感觉就在一眨眼之间结束了我的大学生涯.毕业,最重要的一个过程，最能把理论知识运用到实践当中的过程就数毕业设计了。这也是我们从一个学生走向社会的一个转折，另一个生命历程的开始。毕业设计的这段时间里我学到了很多，也成熟了很多，我选择的毕业设计题目是医用恒温箱温度控制系统_监控软件设计。我是在拿到毕业设计题目后不久，我就开始到康师傅饮品有限公司工作了，我只能带着毕业设计离开学校，一边工作，一边做毕业设计。时间非常的紧。本论文的目的是通过对本课题的设计，使自己学会对以单片机为控制单元的控制系统的设计，学会调研和查阅文献资料。能确定整体设计方案，并根据系统要求选择温度传感器、A/D转换电路、报警电路、显示和键盘电路 ，并配备合适的单片机控制电路来实现对温度控制的设计；以及设计相应的软件程序，包括：主程序；PID运算、 参数子程序；显示和键盘子程序；报警子程序等等。达到对所学知识的综合运用，提高分析问题、解决问题和独立工作的能力，为将来从事工程技术工作打下良好基础。我认真撰写了开题报告,针对老师提出的要求做了深入的学习。完成了硬件部分电路的设计和软件程序流程图的设计及相应软件程序的编写，并画出了各部分相应的硬件电路图以及整体电路图。硬件部分的设计大部分则是在课程设计的基础上完成的。我觉得能够在这次的毕业设计中学到很多的东西，以往不注意的细节，在这一次中是必须让自己去注意的。也是我这四年来所学到知识的一个体现，我深深知道,每一次的学习实践环节都是那么的来之不易,都是通过刘老师的深思熟虑后,才给我们定下目标，然后让我们在知识的海洋里翱翔,让我们随着年龄的增长不断的扩充自己的知识领域,也逐渐成熟,逐渐长大,老师同时也教导我们逐渐成为一个能够为身边的人,为家庭,为国家做出点点贡献的人,教导我们学会感恩，所以,我在这次的毕业设计中,认真对待每一个过程,希望自己的认真,自己最后的毕业设计的成果能够回报老师这么多年来的教导,这么多年的奉献！参考文献1 吴淑梅，高默杰，张乐之不同温度对HBV标志物检测结果的影响中华实用医药杂志，2004 (4)：11-142 陈岭丽，冯志华检测技术和系统M清华大学出版社，20053 肖志飞，张铁肩，孙秋桐基于DS18B20的单总线温度巡检系统J 电子工程师，20054 王成江、，王安敏，张玉华单总线数字温度传感器原理及应用J 半导体技术，20035 潘笑，徐辛酉基于单总线数字温度传感器的多点测温技术J 中国仪器仪表，20066 张爱筠，施伟祥，何忠平单总线数字温度传感器在粮情测量系统中的应用J 仪器仪表与检测技术，20047 兰建军，陈立军，王建国DS18B20在单总线多点测温系统中的应用技巧J 仪表技术，20038 黄宇飞，吴江单片机单总线技术J 单片机与嵌入式系统应用，20019 董炜，王俊杰，杨士元单总线测温系统J 自动化仪表，200510 杨智，陈新军一种PID自整定温度控制器及实现J 化工自动化及仪表，200011 周有平，罗中良温度过程控制的PID参数自整定方法J 佛山科学技术学院学报，2001，1912 李建伟，李慧琴，刘军基于C8051F020单片机的模糊PID温度测控系统设计J 机电产品开发与创新，200613 夏红，赏星耀宋建成PID参数自整定方法综述J 浙江科技学院学报，200314 江孝国，王婉丽，祁双喜高精度PID温度控制器J 电子与自动化，200015 李英顺，伦淑娴模糊PID温度测控仪J 仪表技术与传感器，200316 魏立峰，王宝兴单片机原理与应用技术M 北京大学出版社，2006，第1版 17 农静，郑宗亚，刘志杰单总线数字温度传感器DS18B20原理及应用J 贵州师范大学学报(自然科学版)，200718 王建华，黄河清计算机控制技术M 高等教育出版社，200319 周泽魁，控制仪表与计算机控制装置M 化学工业出版社，2002，第1版20 张毅刚，彭喜源MCS-51单片机应用设计M 哈尔滨工业大学出版社，1997，第2版 致谢值此论文完成之际，我要对在这四年的学习，工作和生活中给予我支持和鼓励的人们表示深深的感谢。首先感谢感谢魏老师在百忙之中抽出时间为我讲解各种问题，在魏老师的指导下我学会了很多编程方法以及各种编程思想，让我受益匪浅，终身难忘。我由衷地感谢刘晓梅老师，无论在学习中还是在生活上，刘老师都给予我很多的指导、教诲和关怀，从课题的选择到项目的最终完成，刘老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。刘老师严谨的工作作风，一丝不苟的治学态度使我非常敬佩。刘老师的和蔼可亲和对学生无微不至的关怀也使我深深地感动，刘老师在本人这一年半的学习生涯中的言传身教将使我受益终生。在此，我谨向刘老师表示衷心的感谢，并祝老师身体健康工作顺利。另外，我还要特别感谢王鹏和李开健等其他给予我无私帮助的同学，是他们的帮助、支持和鼓励，使得这篇论文得以顺利完成再次向所有曾经帮助过的老师，同学和朋友们表示衷心的感谢！最后我要感谢我的母校沈阳化工大学，是母校给我们提供了优良的学习环境；另外，我还要感谢那些曾给我授过课的每一位老师，是你们教会我专业知识。在此，我再说一次谢谢！谢谢大家！附录附录一 主板原理图附录二 副板原理图附录三 主板PCB图附录四 副板PCB图附录五 主板元件列表 DescriptionDesignatorFootprintLibRefQuantityCrystal OscillatorCAPR5，08-7，8x3，2XTAL1CapacitorC1CAPR2，54-5，1X3，2Cap1CapacitorC2CAPR2，54-5，1X3，2Cap1CapacitorC4CAPR2，54-5，1X3，2Cap114，2 mm General Purpose Blue 7-Segment Display: CC, RH DP, Gray SurfaceD1LEDDIP-10/C15，24RHDDpy Blue-CC114，2 mm General Purpose Blue 7-Segment Display: CC, RH DP, Gray SurfaceD2LEDDIP-10/C15，24RHDDpy Blue-CC114，2 mm General Purpose Blue 7-Segment Display: CC, RH DP, Gray SurfaceD3LEDDIP-10/C15，24RHDDpy Blue-CC114，2 mm General Purpose Blue 7-Segment Display: CC, RH DP, Gray SurfaceD4LEDDIP-10/C15，24RHDDpy Blue-CC114，2 mm General Purpose Blue 7-Segment Display: CC, RH DP, Gray SurfaceD5LEDDIP-10/C15，24RHDDp