基于單片機及PC機的溫度控制系統設計
本系統的軟件設計主要包括三大部分:PC機與單片機通信模塊的軟件設計、溫度采樣與顯示電路模塊的軟件設計、溫度控制模塊的軟件設計。
3.1 主程序流程圖
主程序流程如圖2所示,程序主要完成以下的幾部分任務:
(1)初始化:設定各參數的初始值,設定串行口、定時器以及液晶顯示模塊。
(2)PC機與單片機通信:此部分程序主要完成數據在PC機和單片機間的相互發送,其主要通過89C52單片機的半雙工串行口完成,從而完成與微機控制接口RS232的連接及通信的控制。
(3)溫度采集及其顯示:主要完成溫度信號的采集及其對轉換后的數字量進行處理,進而用字符型液晶顯示模塊將實時溫度進行顯示。
3.2 PID控制算法
PID算法是此溫控系統性能好壞的決定性因素。其一般算式及模擬控制規律表達式如下:
式中,u(t)為控制器的輸出;e(t)為偏差,即設定值與反饋值之差;Kc為控制器的放大系數,即比例增益;Ti為控制器的積分常數;Td為控制器的微分時間常數。PID算法的原理即調節Kc、Ti、Td三個參數,使系統達到穩定。
由于PID的一般算式不易與單片機處理,因此,在設計中采用了增量型PID算法。將式(1)轉換成
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