51系列单片机闭环温度控制 实验报告.doc

成绩: 重庆邮电大学自动化学院综合实验报告题目: 51 系列单片机闭环温度控制学生姓名: 蒋运和班级: 0841004 学号: 2010213316 同组人员: 李海涛陈超指导教师: 郭鹏完成时间: 2013 年 12月一、实验名称: 51 系列单片机闭环温度控制实验——基于 Protuse 仿真实验平台实现基本情况: 1. 学生姓名: : : 4. 同组其他成员: 序号姓名班级学号 12 二、实验内容( 实验原理介绍)1、系统基本原理计算机控制技术实训,即温度闭环控制,根据实际要求,即加温速度、超调量、调节时间级误差参数,选择 PID 控制参数级算法,实现对温度的自动控制。闭环温度控制系统原理如图: 2、 PID 算法的数字实现本次试验通过 8031 通过 OVEN 是模拟加热的装置,加一定的电压便开始不停的升温,直到电压要消失则开始降温。仿真时, U形加热器为红色时表示正在加热,发红时将直流电压放过来接,就会制冷,变绿。 T端输出的是电压,温度越高,电压就越高。计算机 PID 数字输出温控测温 8031 对温度的控制是通过可控硅调控实现的。可控硅通过时间可以通过可控硅控制板上控制脉冲控制。该触发脉冲想 8031 用软件在 引脚上产生,受过零同步脉冲后经光偶管和驱动器输送到可控硅的控制级上。偏差控制原理是要求对所需温度求出偏差值,然后对偏差值处理而获得控制信号去调节加热装置的温度。 PID 控制方程式: 式中 e 是指测量值与给定值之间的偏差 TD 微分时间 T 积分时间 KP调节器的放大系数将上式离散化得到数字 PID 位置式算法,式中在位置算法的基础之上得到数字 PID 增量式算法: 3、硬件电路设计在温度控制中,经常采用是硬件电路主要有两大部分组成:模拟部分和数字部分, 对这两部分调节仪表进行调节,但都存在着许多缺点,用单片机进行温度控制使构成的系统灵活,可靠性高,并可用软件对传感器信号进行抗干拢滤波和非线性补偿处理,可大大提高控制质量和自动化水平;总的来说本系统由四大模块组成,它们是输入模块、单片机系统模块、计算机显示与控制模块和输出控制模块。输入模块主要完成对温度信号的采集和转换工作,由温度传感器及其与单片机的接口部分组成。利用模拟加热的装置来控制温度。程序结构图如下: 3、电路原理图三、实验结果分析(含程序、数据记录及分析和实验总结等,可附页): 1、 51 系列单片机直流电机闭环调速实验程序/*-------------------------------------------------------------------------- Header file for generic 80C52 and 80C32 microcontroller. Copyright (c) 1988-2002 Keil Elektronik GmbH and Keil Software, Inc. All rights reserved. --------------------------------------------------------------------------*/ #ifndef __REG52_H__ #define __REG52_H__ /* BYTE Registers */ sfr P0= 0x80; sfr P1= 0x90; sfr P2= 0xA0; sfr P3= 0xB0; sfr PSW = 0xD0; sfr ACC = 0xE0; sfrB= 0xF0; sfr SP= 0x81; sfr DPL = 0x82; sfr DPH = 0x83; sfr PCON = 0x87; sfr TCON = 0x88; sfr TMOD = 0x89; sfr TL0 = 0x8A; sfr TL1 = 0x8B; sfr TH0 = 0x8C; sfr TH1 = 0x8D; sfr IE= 0xA8; sfr IP= 0xB8; sfr SCON = 0x98; sfr SBUF = 0x99; /* 8052 Extensions */ sfr T2CON = 0xC8; sfr RCAP2L = 0xCA; sfr RCAP2H = 0xCB; sfr TL2 = ; sfr TH2 = 0xCD; /* BIT Registers */ /* PSW */ sbit CY = PSW^7; sbit AC = PSW^6; sbit F0= PSW^5; sbit RS1 = PSW^4; sbit RS0 = PSW^3; sbit OV = PSW^2; sbit P= PSW^0; //8052 only /* TCON