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基于PID算法的恒温控制系统设计教案分析.docx 19页

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PAGE \* MERGEFORMAT16 课程设计说明书 题目:基于PID算法的 恒温控制系统设计 学号: 姓名: 指导教师: 日期: 目录  TOC \o "1-3" \h \z \u  HYPERLINK \l "_Toc423913089" 一、设计题目  PAGEREF _Toc423913089 \h 1  HYPERLINK \l "_Toc423913090" 二、设计要求  PAGEREF _Toc423913090 \h 1  HYPERLINK \l "_Toc423913091" 三、设计思路  PAGEREF _Toc423913091 \h 1  HYPERLINK \l "_Toc423913092" 四、实验设备  PAGEREF _Toc423913092 \h 1  HYPERLINK \l "_Toc423913093" 五、硬件介绍  PAGEREF _Toc423913093 \h 1  HYPERLINK \l "_Toc423913094" 六、硬件接线图  PAGEREF _Toc423913094 \h 3  HYPERLINK \l "_Toc423913095" 七、软件流程图、  PAGEREF _Toc423913095 \h 4  HYPERLINK \l "_Toc423913096" 八、PID参数确定  PAGEREF _Toc423913096 \h 5  HYPERLINK \l "_Toc423913097" 九、实验总结  PAGEREF _Toc423913097 \h 6  HYPERLINK \l "_Toc423913098" 附件:实验程序  PAGEREF _Toc423913098 \h 7  一、设计题目 基于PID算法的恒温控制系统设计 二、设计要求 利用DS18B20采集温度并显示; 利用单片机I/O管角输出PWM控制功率电阻发热; 基于PID算法实现恒温控制。 三、设计思路 本设计要求实时采集温度并实现恒温控制,根据设计要求,本次设计拟采用AT89C52单片机作为控制芯片,采集部分使用DS18B20温度传感器,显示部分采用数码管显示实时温度,功率电阻作为控制对象。在PID算法的基础上完成恒温控制系统的设计。 实验设备 单片机开发试验仪1台 AT89C52单片机芯片1个 DS18B20温度传感器1个 C9013三极管1个 1W功率二极管1个 硬件介绍 DS18B20: DS18B20是常用的温度传感器,具有体积小,硬件开销低,抗干扰能力强,精度高的特点。 DS18B20的主要特征: 全数字温度转换及输出。 先进的单总线数据通信。 最高12位分辨率,精度可达土0.5??氏度。 12位分辨率时的最大工作周期为750毫秒。 可选择寄生工作方式。 检测温度范围为–55°C ~+125°C (–67°F ~+257°F) 内置EEPROM,限温报警功能。 64位光刻ROM,内置产品序列号,方便多机挂接。 多样封装形式,适应不同硬件系统。 DS18B20数据采集过程 ⑴ GND 地信号 ⑵ DQ 数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下,也可以向器件提供电源。 ⑶ VDD 可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时,此引脚必须接地。 由于DS18B20采用的是1-Wire总线协议方式,即在一根数据线实现数据的双向传输,而对AT89S51单片机来说,硬件上并不支持单总线协议,因此,我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。 由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据,因此,对读写的数据位有着严格的时序要求。DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序:初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备,单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始,如果要求单总线器件回送数据,在进行写命令后,主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。 硬件接线图 AT89C52 恒温控制系统硬件连接图 八位七段码显示 P0 P1 P2.0 P3.7 1W

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