基于單片機的pid溫度控制器研究【文獻綜述】

1、畢業(yè)設計文獻綜述畢業(yè)設計文獻綜述電氣工程與自動化電氣工程與自動化基于單片機的基于單片機的PIDPID溫度控制器研究溫度控制器研究摘要：要：在現(xiàn)代工業(yè)生產的許多環(huán)節(jié)中，溫度是非常重要的一個指標。隨著控制理論和電子技術的發(fā)展，溫度控制器的適應能力增強和高智能化正逐步成為現(xiàn)實。其中以單片機為核心的數(shù)字控制器以其體積小、成本低、功能強而得到廣泛應用。本文主要研究在過程控制中得到廣泛應用的PID控制在單片機溫度控制系統(tǒng)中的作用。該溫度控制系統(tǒng)是一

2、個典型的閉環(huán)反饋調節(jié)系統(tǒng)，采用一種新型的數(shù)字溫度傳感器（DS18B20），不需復雜的信號處理電路和A／D轉換電路就能直接與單片機完成數(shù)據(jù)采集和處理，并將所得的溫度值與設定溫度值相比較得到偏差。通過對偏差信號的處理獲得控制信號，采用PWM調節(jié)加熱器的通斷，從而實現(xiàn)對電熱壺水溫度的顯示和控制。本文主要介紹了電熱壺水溫控制系統(tǒng)的工作原理和設計方法，論文主要由三部分構成。①系統(tǒng)整體方案設計。②硬件設計，主要包括溫度檢測電路、顯示電路、鍵盤輸入電

3、路和控制電路等。③系統(tǒng)軟件設計，軟件的設計采用模塊化設計，主要包括溫度采集模塊、顯示模塊、鍵盤模塊、控制模塊和報警模塊。關鍵詞：關鍵詞：單片機；溫度傳感器；PID控制1.1.課題研究的目的及意義課題研究的目的及意義在現(xiàn)代工業(yè)生產中，電壓、溫度、壓力、流量、流速和開關量都是常用的主要被控參數(shù)。溫度作為一個基本物理量，與人們的生產生活密切相關。在工業(yè)生產過程中，溫度作為一種常用的被控參數(shù)，在許多生產過程中都需要我們對溫度參數(shù)進行檢測控制。例

4、如：在化工生產、電力工程、冶金工業(yè)、造紙行業(yè)、食品加工和機械制造等領域中，人們都需要對各類加熱爐、反應爐、熱處理爐和鍋爐中的溫度進行檢測控制。通常的溫度控制都采用偏差控制法。偏差控制的原理是求出實測值對所需值的偏差量，然后通過對偏差量處理獲得控制信號去調節(jié)加熱器的功率，以實現(xiàn)對溫度的控制。通常，對偏差進行比例、積分和微分控制稱為PID控制，是一種應用較為廣泛的控制形式。本課題是結合生產實際的科研工作，以單片機為核心，運用PID算法對溫度

5、進行控制，以達到較好的控制效果。PID控制是具有算法簡單、魯棒性好、可靠性高等優(yōu)點，因此被廣泛運用與工業(yè)控制中。采用單片機實現(xiàn)溫度控制不僅具有控制方便、簡單、靈活等優(yōu)點，而且可以大幅度地提高被控溫度的技術指標，從而大大提高產品的質量。2.2.溫度控制器控制方法的發(fā)展現(xiàn)狀和前景溫度控制器控制方法的發(fā)展現(xiàn)狀和前景在過去的50年，溫度控制器的控制方法從定值開關溫度控制法向PID溫度控制法轉變。其中此部分采用獨立式按鍵電路，獨立式按鍵是指直接用

6、一根IO口線構成的單個按鍵電路。每個獨立式按鍵占一個IO，各按鍵工作狀態(tài)互不影響。獨立式按鍵接口電路具有配置靈活，軟件結構簡單等優(yōu)點，但缺點是占用大量IO口。3.1.5報警電路報警電路該電路主要由三極管和蜂鳴器組成。由單片機的P1.4口輸出高低電平信號控制三極管的導通和截止以控制蜂鳴器的發(fā)聲報警。3.2系統(tǒng)軟件設計系統(tǒng)軟件設計本系統(tǒng)采用C語言編程，在KEIL平臺上完成程序的編譯及下載。其系統(tǒng)程序流程圖如圖22所示。開始初始化開中斷調用溫

7、度傳感器數(shù)據(jù)采集子程序調用顯示子程序調用鍵盤掃描處理子程序調用溫度檢測控制子程序調用報警子程序關中斷圖22系統(tǒng)程序流程圖4.4.結論結論本文介紹了一種基于AT89C51單片機的水壺水溫控制器，采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20作為溫度測量電路與單片機直接接口，應用PID算法對溫度偏差進行計算，用于調節(jié)執(zhí)行裝置的加熱功率，以達到使溫度動態(tài)平衡的效果。該溫度控制器控制精度高、結構簡單、體積較小、測溫范圍寬，具有一定的實用價值。參考文獻：參考文