PDF《基于单片机的温度测控系统》

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! 键盘和显示电路 键盘和显示电路采用\ +

3 7 -公司生产的可编程 键盘和显示器专用接口芯片J ! A M# 它能对显示器自 动扫描# 并能识别键盘上按下键的键号# 因此使用 J ! A M可以替代单片机完成键盘和显示器的许多接 口操作# 减轻了单片机的负担# 提高了 F U

5 的工作 效率&

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%! 输出控制电路 在设计输出控制通道时# 过去往往采用继电器# 但是由于其噪声大和机械性能差等原因# 现已很少 采用&

本系统采用无级调速# 即用经过 ? * D 转换输 出的模拟电压控制连续可调控制器# 驱动电磁调速 器带动被控对象>

这样同时解决了弱电! 单片机系 统 与强电! ? F &

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$ = 的隔离和对强电的控制!个 $&

万方数据 第#期刘!攀等! 基于单片机的温度测控系统 问题 %# &

!! 系统的 U \ ? 控制算法 控制算法是控制系统的核心部分$ 是控制系统 能否稳定和调节品质是否优良的关键&

本系统是一 个闭环控制的计算机直接控制系统% ? ? F&

$ 它的工 作原理是按照一定的采样周期/去对被控量% 温度&

进行采样$ 并经过控制算法算出控制量$ 以此控制量 作为输出控制执行器$ 实现对被控对象的控制&

采用 单片机作为控制器核心所构成的自动控制系统简化 框图如图%所示&

图%! 单片机控制系统 ! # $ %!S

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8 它是由单片机系统通过 D '

? 电路检测过程变 量7$ 并计算误差 和控制变量+$ 通过 ? '

D 变换后 输出到可调控制器$ 使过程变量7 最后稳定在设定 的初值上&

可见计算机控制是一种采样控制$ 它只能 根据采样时刻的误差计算控制变量+$ 因此模拟U \ ? 控制算法公式中的积分项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)%

3 /% / 为采样周期$ 3为正整数&

$ U \ ? 的调节规律可 以通过离散化后的位置式 U \ ? 算法近似计算 !# ! +

3 %2 主程序框 图如图#所示$ 主程序完成系统的初始化* 参数的设 置* 温度的显示* 转速采样及输出量的控制等功能>

整个程序采用模块化结构设计>

图#!系统主程序框图 ! # $ #!E '

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!监控程序 监控程序由系统自检程序* 温度显示程序* 转速 显示程序组成>

主要用于对系统程序的自我修复与 调整* 实时显示所测对象的温度和被控对象% 如电 机&

的转速>

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!!闭环温度控制程序 闭环温度控制程序由求偏差 Z 和偏差变化率 Z <

* 数据量化算法* 增量 U \ ? 控制算法等程序模块 组成>

单片机首先读取数字化的实际转速$ 并与设定 的转速相比较$ 得出差值$ 单片机再根据差值$ 调用 U \ ? 公式% &

$ 计算并输出模拟电压控制可调控制 器$ 调节被控对象% 如电机&

转速的大小$ 同时$ 寻找 % $ &

万方数据 兰州交通大学学报!自然科学版 第! 卷 最优条件# 改变 U \ ? 参数>

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@!温度采样中断处理程序 温度采样中断处理程序由温度采样程序$ 数字 滤波程序$ 温度显示程序组成>

传感器 D ? % M $检测 的温度信号经运算放大器和数字滤波后# 再通过 D % ? 转换送入单片机# 然后通过 / Z ? 显示具体的温度 数值>