PWM温度自动控制系统的设计.docx
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PWM温度自动控制系统的设计
《计算机控制技术》
课程设计
题目：
PWM温度自动控制系统的设计
学生姓名：
学号：
专业班级：
指导教师：
二○一○年十二月二十二日
目录
1.课程设计目的…………………………………………………页码
2.课程设计题目的描述和要求…………………………………页码
3.课程设计报告内容……………………………………………页码
4.结论……………………………………………………………页码
1.课程设计目的
2.课程设计题目的描述和要求
2.1课程设计的要求和内容（包括原始数据、技术要求、工作要求）
1.要求设计温度控制系统，设定温度为230度，采用电阻丝作为加热器件，要求无余差，超调小，加热速度快。
2.硬件采用51系列单片机，采用固态继电器作为控制元件。
3采用keilc作为编程语言，采用结构化的设计方法
2.2课程设计图纸内容及张数
1.要求用protel设计出硬件电路图。
2画出系统控制框图。
3画出软件流程图。
3.课程设计报告内容
3．1、设计概述
3．1.1实现功能
1、通过单片机实现温度控制系统，要求无余差，超调小，加热速度快。
2、给定可调节
3.1.2系统控制框图程序模块
3.1.3程序模块
1、主程序
2、AD转换程序
3、pid计算程序
4、延时程序
5、定时器中断服务程序
3.2Protel硬件电路图
3．3软件设计
3．3.1设计流程图:
初始化
扫描给定值刷新给定值
采样AD转换反馈值刷新
输出值计算
刷新输出值
定时器初值更新
主要程序流程说明：
主程序首先进行初始化，包括pid参数设定，定时器设置，中断设置及赋初值。
然后循环做四件事：
通过AD转换对反馈值采样，根据设定值减反馈值计算偏差进而计算输出值，根据输出值算出定时器初值，扫描给定按键刷新给定值。
通过不断循环改变定时器初值以改变占空比，实现PWM控制。
3.3.2程序
#include
sbitA=P2^0;//模拟通道选择位
sbitBB=P2^1;
sbitC=P2^2;
sbitST=P2^4;
sbitEOC=P2^5;
sbitOE=P2^6;
sbitP27=P2^7;//PWM脉冲输出
sbitP10=P1^0;
sbitP17=P1^7;
voidad（）;//模数转换
voidpid（）;//pid计算
inta=0,b=0,out=0;
doublep=0.4,i=0.1,d=0;//系数设定
doubles=0,e0=0,elast=0,in=200;
voiddelay（longi）//延时
{
intj=255;
while（i--）
{
for（;j>0;j--）;
}
}
main（）
{
A=BB=C=0;
OE=1;
TMOD=0x11;
TH0=0xD8;
TL0=0xF0;
EA=1
ET0=1;ET1=1;
TR0=1;
while
（1）
{
ad（）;//模数转换
pid（）;
a=（65535-out*39）/0x100;
b=（65535-out*39）%0x100;//T1低8位
if（P10==0）
{in++;delay（100）;}
if（P17==0）
{in--;delay（100）;}
}
}
//模数转换
voidad（）
{
ST=0;
ST=1;
ST=0;//启动转换
while（EOC==0）;//等待转换结束
}
//pid计算
voidpid（）
{
e0=in-P0;//偏差值
out=p*（e0+i*s+d*（e0-elast））;//由公式计算输出值
s=s+e0;//累计偏差
elast=e0;
}
voidint0（）interrupt1using0//定时器0服务子程序（interrupt1定时器0）
{
TH0=0xD8;
TL0=0xF0;//定时器0初值
P27=1;//输出高电平
TR1=1;//开定时器1
TH1=a;//定时器1初值
TL1=b;
}
voidint3（）interrupt3using0//定时器1服务子程序
{
TR1=0;//关定时器1
P27=0;//输出低电平
}
4、结论
4.1、测试结果
由于没有实物，只能进行仿真，但Proteus中找不到合适的模型，以下用电机代替加热器进行Proteus仿真，如下图:
用KeiluVision3编写程序，经检查成功后，通过编译链接产生*.hex文件，并用Proteus7.5设计绘制电路图，并将生成的*.hex文件导入芯片中，进行仿真。
仿真结果为：
1、电机转速很快地稳定固定转速。
2、调节过程无余差，超调小，速度快。
3、调节给定实现转速控制。
参考书目：
[1]马忠梅，单片机的C语言应用程序设计，北京航空航天出版，2006
[2]于海生，计算机控制技术，机械工业出版社，2007
[3]李朝青，单片机原理及接口技术（第3版），北京航空航天大学出版社，2006
[4]田立，田青代万震.51单片机C设计快速入门，人民邮电出版社，2007
[5楼然苗，李光飞.51单片机设计实例，北京航空航天大学出版社，2004
[6]王守中，51单片机开发入门与典型实例，人民邮电出版社，2007
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