系统对温度控制的状况。通过该曲线可以很方便地输入或修改参数参数参数和参数。表中上限正常和下限指示当前温度范围。当测得温度大于上限温度设定值理，表中上限指示灯闪烁，测得温度小于等于温度下限设定值时，下限指示灯闪烁反之，温度在上限温度和下限温度之间时正常指示灯亮，同时，当温度越上限或下限时，单片机硬件部分也会发出报警信号。本软件具备与硬件实时通讯，实时显示系统状态的特点。单片机系统的键盘对参数的任何修改，也会影响本软件的参数。另外通过本软件也可很方便对串行通讯波特率进行修改。系统的软件由三大模块组成主程序模块功能实现模块和运算控制模块。程序结构采用中断方式，其中，作为外部中断的中断源，定时器用作采样周期的定时中断，每隔秒种中断次。在中断服务程序中启动，读入采样数据，进行数字滤波，上下限报警处理，计算，然后调节输出控制脉冲信号，启动定时器，返回主程序。脉冲的宽度由计数器溢出中断决定。在等待中断时，将本次采样数值转换成对应的温度值放入显示缓冲区，然后调用显示子程序从中断返回后，再从中断返回主程序并继续显示本次采样温度，等待下次中断。需要说明的是，系统控制程序逻辑采用两次中断嵌套方式来设计，中断嵌套在中断之中。主程序模块在主程序中首先给定算法的参数值，然后通过循环显示当前温度，并且设定键盘外部中断为最高优先级，以便能实时响应键盘处理软件设定定时器为秒定时，在无键盘响应时每隔秒响应次，以用来采集经过转换的温度信号设定定时器为嵌套在之中的定时中断，初值由算法子程序提供，以用来执行对电炉或风扇的控制。主程序流程图见图。图主程序流程图功能实现模块功能实现模块主要由转换子程序中断处理子程序键盘处理子程序显示子程序等部分组成。限于篇幅，只介绍中断处理子程序。中断子程序该中断是单片机内部定时中断，优先级设为最低，但却是最重要的子程序。在该中断响应中，单片机要完成数据采集转换数字滤波判断是否越限标度转换处理继续显示当前温度与设定值进行比较，调用算法子程序并输出控制信号等功能。键盘中断子程序作为优先级最高的功能控制键，系统要实时响应该中断。在该中断的响应过程中，系统要显示上次的温度设定值，并且可以通过来实现加减的输入修改。鉴于系统要求，程序实现为加到时再加则为减到时再减则为。中断子程序定时中断嵌套在中断之中，优先级高于中断，其定时初值由算法子程序提供，中断响应的时间用于输出电炉或风扇的控制信号。采样子程序流程图如图所示。数字滤波子程序用于滤去控制过程中外部对采样值的干扰，图中，初始水温为。实现思想为第次采样温度值，为设定值。ε，使用算法ε，使用算法给出本算法的控制结果曲线见图结束语本文针对水温控制系统模型，提出了种基于单片机的设计方案。设计结果由图和图可以看出本设计的控制器工作稳定，控制精度高，改进的算法超调量大大降低软件采用模块化结构，提高了通用性。本设计的目的不仅仅是水温控制本身，主要提供了单片机外围电路及软件包括控制算法设计的思想，应该说，这种思想比控制系统本身更为重要。可以方便地实现现场温度的实时测量显示与控制实时地利用键盘或曲线整定温度控制的参数如比例系数积分系数微分系数和采样时间等，从而真正实现了交互式温度控制的目的，大大提高了控制的效果。参考文献谭运光陈安源等单片机开发手册华龄出版社年月李华编系列单片机实用接口技术北京航空航天大学出版社年月实用电子电路手册高等教育出版社年月黄夫编著微型计算机控制技术北京机械工业出版社，年何立民编著单片机应用系统设计与实践北京北京航空航天大学出版社，年采用三次采样值进行比较，取中间值存放在温度查表程序的参数入口。温度查表程序为解决铂热电阻温度电压变换电路中的非线性，采用模拟数据拟合法，利用已调好的硬件电路，用电压表产生模拟的热电势信号。该信号经放大及转换后，由单片单板机读出对应该热电势的数字量，这个数字量与模拟的温度标准值构成个数据对，在使用的温度范围内逐点获得全部数据对后再采用曲线拟合法的方法建立值与温度之间的函数关系式，由此得到转换值与温度值的对应关系，由这些对应关系制成表格存贮在中，供实际测试与程序运行过程中查表用。运算控制模块运算控制模块涉及标度转换算法以及该算法调用到的乘法子程序等。标度转换子程序该子程序作用是将温度信号转换为对应的温度值，以便送显示或与设定值在相同量纲下进行比较。所用线形标度变换公式为式中，实际测量的温度值经过转换的温度量单片机运算采用定点数运算，并且在高温区和低温区分别用程序作矫正处理，测量值与显示见图。算法子程序系统算法控制采用工业上常用的位置型数字控制，并且结合特定的系统加以算法的改进，形成了变速积分积分分离控制相结合的自动识别的控制算法。该方法不仅大大减小了超调量见图，而且有效地克服了积分饱和的影响，使控制精度大大提高。