基于单片机的PID控制器研究设计任务书文档格式.docx

1、2012 年 6 月 涂州#学院毕业设计任务书专业年级 自动化06 学号 22061565 学生姓名 #任务下达日期：2009年12月15日毕业设计日期：2009年12月16日至2010年6月10日毕业设计题目：基于单片机的PID控制器设计毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求： （1） 实现基于单片机的PID控制器设计； （2） 针对温度控制对象，建立PID控制算法； （3） 完成相应的硬件电路设计和软件设计。院长签字： 指导教师签字：郑 重 声 明本人所呈交的毕业设计（论文），是在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本

2、毕业设计（论文）的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本论文属于原创。本毕业设计（论文）的知识产权归属于培养单位。本人签名： 日期：#学院毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 年 月 日#学院毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；写作的规范程度； 评阅教师签

3、字：#学院毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩评语及综合评定成绩（评语及成绩）： 答辩小组组长签字：学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人：摘 要目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。随着控制理论和电子技术的发展，工业控制器的适应能力增强和高度智能化正逐步成为现实。其中以单片机为核心实现的数字控制器因其体积小、成本低、功能强、简便易行而得到广泛应用。PID控制及其控制器或智能PID控制器已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器。有

4、利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制器。而PID温度控制器作为一种重要的控制设备，在化工、食品等诸多工业生产过程中得到了广泛的应用。 本文详细阐述了基于单片机的温度控制系统的硬件组成及相关的接口电路设计。并且充分考虑了系统的可靠性，采取了相应的措施予以保证。针对控制对象的特点，设计了数字PID的控制算法，并在单片机系统中予以实现。关键词： 单片机； 温度控制； 数字PID控制Abstract At present the industrial automation level has become an important symbol on the weight various t

5、rades and occupations modernization level. With the control theory and development of electronic technology, industrial controllers of adaptive capacity enhancement and highly intelligent is gradually becoming a reality.Which MCU implementation of digital controller because of their small size, low

6、cost and attractive, easy to implement and has been widely used. PID control and controller or intelligent PID controller has many products to work in practice has been widely used, with the major companies have developed self-turning PID parameters of the intelligent regulator.PID control are achie

7、ved using pressure, temperature, flow, liquid level controller.PID temperature controller as an important control equipment, chemicals, food and many other industrial processes have been widely used. This article elaborates on the microcontroller-based temperature control system consists of hardware

8、 and its associated interface circuit design. And is based on the reliability of the system to take appropriate measures to guarantee.Against the control targets, the design of digital PID control algorithm and SCM systems to be realized.Key words: Microcontroller; Temperature control system; Digita

9、l PID control目 录第1章 绪论. （1）第1.1节 概述. . （1）第1.2节 温度测控技术的发展与现状.（1）1.2.1 定值开关控温法. （2）1.2.2 PID线性控温法. .（3）1.2.3 智能温度控制法. （3）第1.3节 系统总体设计案.（4）1.3.1 系统性能要求及特点. （4）1.3.2 系统硬件方案分析. （5）1.3.3 系统软件方案分析. （6）第1.4节 本文主要工作及章节安排. （6）1.4.1 本文主要工作. （6）1.4.2 章节安排. （7）第2章 硬件电路.（8）第2.1节 系统硬件总体结构. （8）第2.2节 主控模块器件选型及设计. （

10、9）2.2.1 单片机的选用. （9）2.2.2 单片机介绍. （9）2.2.3 主控模块设计. （11）第2.3节 输入通道设计.（12）2.3.1 Pt100温度传感器. （12）2.3.2 A/D转换. （14）第2.4节 输出通道设计.（18）2.4.1 温控箱的功率调节方式. （18）2.4.2 可控硅输出电路. （18）第2.5节 保护电路. （19）第2.6节 串行通信接口电路. （20）第2.7节 电源电路. （21）第2.8节 硬件抗干扰措施.（22）第2.9节 本章小结.（23）第3章 软件设计.（24）第3.1节 软件设计思想.（24）第3.2节 软件组成.（25）第3.

11、3节 主程序模块.（25）第3.4节 数据采集模块.（26）第3.5节 数据处理模块.（27）3.5.1数字滤波. （27）3.5.2显示处理. （29）第3.6节 软件抗干扰措施. （29）第3.7节 本章小结. （30）第4章 控制方案. （31）第4.1节 PID控制. （31）4.1.1 PID控制的发展. （31）4.1.2 PID控制理论. （31）第4.2节 PID控制算法. （32）第4.3节 本章小结. .（35）第5章 系统调试. （36）第5.1节TKS仿真器与集成开发环境KEIL. （36）5.1.1 TKS仿真器. （36）5.1.2 集成开发环境KEIL. （37）5.1.3 利用KEIL开发系统软件流程.（38）第5.2节 系统软件调试.（38）第5.3节 本章小结.（39）第6章 结论.（40）参考文献. （42）附录. （43）英文原文. （52）中文译文. （66）致谢. （75）