系统软件设计主程序模块功能实现模块中断子程序键盘中断子程序中断子程序采样子程序数字滤波子程序温度查表程序运算控制模块标度转换子程序算法子程序总结和结束语附件参考文献前言在现代工农业生产反科学实验中常常需要对温度进行控制和调节。在控制精度要求不高的情况下，人们往往采用开环控制，这种控制方式结构简单，易于实现。但是在控制精度要求较高时，单纯地采用开环控制往往达不到满意的控制效果，所以此时必须采用闭环控制方式，常规采用模拟量的调节方式。尽管这种方法已经被人们广泛采用，但是由于控制对象的复杂及多样性，在有些情况下未能获得满意的控制精度。微型计算机，特别是单片微助计算机的应用，使各种工业控制都发生了巨大的变化，由于单片机成本低功能强抗干扰性能好，从而使计算机控制应用于工业生产及各种领域成为可能，单片机在温度控制中的应用更具有其他控制手段无法比拟的优越性。温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量，因而设计种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。根据温度变化慢，并且控制精度不易掌握的特点，本文设计了以单片机为检测控制中心的水温自动控制系统。温度控制采用改进的数字控制算法，显示采用位静态显示。该设计结构简单，控制算法新颖，控制精度高，有较强的通用性。所设计的控制系统有以下功能温度控制设定范围为，最小区分度为，标定温差，静态误差实现控制可以升温也可以降温实时显示当前温度值按键控制设置复位键功能转换键加键减制的效果。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，年毕业设计论文任务书兹发给班学生毕业设计论文任务书，内容如下毕业设计论文题目单片机闭环温度控制系统设计应完成的项目了解熟悉单片机闭环温度控制系统设计基本原理。学习掌握温度控制的基本理论。深入研究闭环温度控制方法。完成单片机闭环温度控制系统设计。总结单片机闭环温度控制系统设计经验。参考资料以及说明何立民单片机应用系统设计系统配置与接口技术北京航天大学出版社孙育才系列单片微型计算机及其应用南京南京工学院出版社李永敏数字化测试技术模拟信号调理，数据转换及采集技术北京航空工业出版社单片机原理及应用武汉力源单片机技术研究所杨宁分布式计算机遥测管理系统结构与功能北华大学学报自然科学版徐志军，大规模可编程逻辑器件及其应用成都电子科技大学出版赵不贿在系统可编程器件与开发技术北京机械工业出版社，张洪润，蓝清华单片机应用技术教程北京清华大学出版社，张毅刚等编单片机应用设计哈尔滨工业大学出版社，沙占友新编数字化测量技术北京国防工业出版社，张俊谟编著单片机中级教程原理与应用北京航空航天大学出版出社，何立民编著单片机高级教程应用与设计北京航空航天大学出版出社，张奋程最新数字集成电路应用手册广东科技出版社，潘新民微型计算机控制技术高等教育出版社进度要求月日完成论文初稿。月日完成设计，并交设计论文。月日演示设计结果。月日论文答辩。本毕业设计论文任务书于年月日发出，应于年月日前完成，然后提交毕业考试委员会进行答辩。教研主任审核年月日指导教师签发年月日摘要本文介绍了种水温控制系统。该系统利用单片机可以方使地实现对参数的选择与设定也可以通过计算机与单片机的串行通讯，实现工业过程中的交互式控制。它是用温度传感器将检测到的实际炉温转换，送入计算机中，与设定值进行比较，得出偏差。对此偏差按算法进行修正，求得对应的控制量控制可控硅驱动器，调节电炉的加热功率，从而实现对炉温的控制。因此采集的炉温数据精度至关重要。利用单片机实现温度智能控制，能自动完成数据采集处理缓冲转换并进行实施控制和键盘终端处理及显示，包括各参数数值的修正。但在控制过程中应该注意，采样周期不能太短，否则使调节过于频繁，不但执行机构不能反应，而且计算机的利用率大为降低。采样周期太长，也是不合适，因为干扰无法及时消除，使调节品质下降。随着单片机在各行业控制系统中的普遍采用，其构成的实时控制系统日臻完善，使该温度控制系统的总体性能大大提高，功能更趋完善，并详细介绍了该系统的软硬件实施手段及系统特点。关键词单片机算法串行通讯热电偶温度控制，电路是为防止系统因为意外掉电导致丢失数据而设计的。采用单片机构成掉电保护装置，对掉电流的检测电路，补偿电路均可采用原保护装置中的电路单元，运算处理单元主要由单片机，可编程并行接口转换器等组成，其原理图见图所示，其检测电路补偿电路部分略。此电路可实现电网对地电容电流的动态补偿及自动调整保护动作时间等功能。由检测电路测量的电网对地电容电流，经转换器转换为位数字量后，经并行接口的通道输入给单片机，由进行运算分析后发出调整补偿命令，由的通道输出，自动调整零序电抗器的电感值，从而调整补偿效果，达到动态最佳补偿。的通道高位为输入，低位为输出，其中为由检测电路输入的掉电流，在掉电时，其值为高电平，不掉电时为低电平为横向选择性保护的状态输入。掉电时，若横向保护拒动或分支开关拒动，其输入为低电平，动作为高电平。据此，可判断横向选择性掉电保护装置是否动作可靠，从而自动调整纵向保护的动作时间。在纵向保护动作时，由输出高电平，使开关跳闸。时钟电路的设计该部分电路为计算机提供了个精确的时标，在该系统中靠计算加热及冷却脉冲数计时来调温，故时间的准确与否直接影响数据精度。本系统采用内部时钟方式用外接晶体和电容组成的并联谐振回路构成时钟电路，另外该时钟内置独立直流电源，所以是掉电可运行的，即无论系统掉电与否，都不会影响正常走时。通过内部定时器产生中断来实现计时的。工作在定时器工作方式，每产生次中断，利用软件将基准单元进行累加计数，当定时器产生次中断后就产生了秒信号，这时秒单元加，同理，可对分单元和时单元计时，从而产生秒分时的时间值，并通过连接在口口上的六位显示器进行显示，系统硬件框图如图所示。系统硬件框图第二章系统软件设计在数字控制系统中参数值是很重要的，系统参数整定的好坏直接影响调节品质。利用温度控制曲线可以方便地实现参数的整定。曲线反映了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，用于滤去控制过程中外部对采样值的干扰，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。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