蒸煮过程温度程序控制

摘  要

本文介绍了以51单片机为核心的蒸煮过程温度程序控制平台的设计。并介绍了其软、硬件设计的方法和给出了系统的硬件原理图、软件流程图。在该设计中采用热电偶测量炉内温度,其信号经多路开关CD4051送入放大器,经放大后由A/D电路转换成相应的数字量,再通过光电耦合器隔离,进入主机电路。由主机进行数据处理、判断分析，并对偏差按模糊PID规律运算后输出数字控制量。在小偏差时使用改进的PID算法，在大偏差时使用模糊控制算法数值信号经光电隔离，由D/A电路转换成模拟量，再通过V/I转换得到0～10mA的直流电流。该电流送入可控硅电压调整器（ZK-0），触发可控硅，对炉温进行调节，使其按预定的升、降曲线规律变化，最终实现对温度的控制。

关键词 51单片机；温度控制；模糊PID控制

目录

摘  要 I

Abstract II

1 前言 1

2 系统总体概述 2

3 系统的硬件设计 2

3.1 单片机的选择 2

3.1.1 AT89C2051单片机 4

3.2 系统总结构 6

3.3 升温—恒温阶段 7

3.4 模拟量输入通道 8

3.4.1 运算放大器LM324 9

3.4.2 型A/D转换器ADC0809 10

3.5 由AT89C2051构成的主机-显示电路 12

3.6 输出通道逻辑电路 13

3.6.1 D/A转换器DAC0832 13

3.7 键盘输入电路 14

4 模糊PID控制器设计 15

4.1 经典PID控制 15

4.2 模糊控制算法 16

4.3 模糊控制原理 17

4.4 模糊控制算法设计 18

4.5 模糊PID控制 20

4.5.1 小偏差PID控制 20

4.5.2 大偏差模糊控制 21

5 软件结构和程序框图 21

5.1 监控程序 22

5.2 中断服务程序 25

6 参数调整 27

7 总结 27

致谢 29

参考文献 30