基于PID控制算法的温度控制系统的设计与仿真【实用文档】doc.doc

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摘要
本设计是一种温度控制系统，温度控制在工业生产和科学研究中具有重要意义.其控制系统属于一阶纯滞后环节，具有大惯性、纯滞后、非线性等特点，导致传统控制方式超调大、调节时间长、控制精度低。采用单片机进行炉温控制，具有电路设计简单、精度高、控制效果好等优点，对提高生产效率、促进科技进步等具有重要的现实意义。PIＤ控制法最为常见，控制输出采用ＰＷM波触发可控硅来控制加热通断。使系统具有较高的测量精度和控制精度。单片机控制部分采用AT89Ｓ51单片机为核心，采用Ｋeiｌ软件进行编程,同时采用分块的模式,对整个系统的硬件设计进行分析，分别给出了系统的总体框图、温度检测调理电路、A/D转换接口电路，按键输入电路以及显示电路，并对相应电路进行相关的阐述软件采用ＰID算法进行了建模和编程,在Prｏteus环境中进行了仿真。

关键词：ＰID;单片机；温度控制；Kｅiｌ;Proｔeus

Ａbstｒａct
Ｔhisdｅsｉgｎisａkindoftemperaturｅcontrｏlsｙstem,Ｔhetempｅrａｔurｅconｔｒoｌinindustriaｌpｒｏductioｎａnｄｓciｅntificresearcｈｉsofgreatsigｎiｆｉcance.Bｅｌonｇｓｔｏpｕrefｉrｓｔ-orｄeｒlaglｉnｋ，ｔhｅconｔrｏlｓyｓtemhaｓｔhｅcharacｔerｉｓtiｃsofbiｇineｒｔｉa,pureｌagaｎｄnonlineａｒ，theｔraditioｎalcontrolｏvershootanｄadjuｓtmenｔtimｅisｌonｇ，lowcontrｏｌprｅcisioｎ．Bysinglechipmｉcrｏcompuｔertｅmperaturｅcｏntｒoｌ,ｈassiｍｐlｅｃircuitｄesiｇn,ｈigｈaｃcｕrａcｙandgｏodｃontroｌeffｅct，toiｍpｒovetｈeprｏductioneｆfiｃiｅｎcy,promoteｔhｅpｒogreｓsｏfscienceａndｔechnologyhａｓimｐｏｒtantpracｔiｃalsｉgnｉficanｃｅ。PIDｃｏｎtｒｏｌｉsｔhemostcｏmmｏn，tｈeconｔroloｕtputPWMwａvetriｇgeringｔｈｙristorisｕsedtocontrolthｅheatｉnｇoｎａnｄoｆf。Makｅthesysｔeｍhａsｈigｈaｃｃuracyoｆmeasurementanｄcoｎtrolpｒeｃiｓｉoｎ.Ｓinglｅ—chipｍiｃｒocｏmputercｏntrｏｌｐartａdopｔssiｎgleｃhｉpmicｒoｃomputerAＴ89S51aｓｔheｃore,UｓｉｎｇＫeilsofｔｗareproｇrammiｎｇ,Ｕsiｎgbｌｏckｐaｔternatthesamｅtimｅ,analyzesｔheharｄwaredesignofthｅwhｏｌesystｅm，resｐectively,oftheoｖｅｒａlｌｓystemｂlｏcｋdｉａgrａmiｓgｉvｅn，theteｍperatuｒｅｄetecｔioncｉｒcｕit，A/Ｄconversionｉｎterfacecirｃuｉt，keyinputcircuitanｄdｉｓplaｙcirｃuit，andtｈecorrespondingcircuitａrereｌａtｅdiｎｔhiｓpaｐeｒ，ｔｈesofｔwａre,theＰIDaｌgorithmisusedｆｏrmoｄelingaｎｄprogramｍinｇintｈeProtｅussimuｌationenvironmenｔ．

Keywords：ＰIＤ；Sinｇｌechipmiｃroｃomｐｕtｅｒ；Thｅtemperatureｃontrｏｌ；Keｉl；Proteus

目录
TOC＼o"1-2"\h\uHＹPEＲＬINK\l＿Ｔoｃ136881绪论 PＡGＥREF＿Ｔoc１36881
HYPERLINK\l_Toc217612设计方案PＡGＥREF＿Toc２17６１2
HＹＰＥRLINＫ\l_Ｔoc1９74２３系统硬件仿真电路PAGＥＲEF_Toc197423
HYＰERLＩＮK\l＿Tｏc219０0３。1温度测量调理电路PAGEREF_Ｔoc2１9003
3.2Ａ／D转换电路PAGERＥF＿Tｏc2３1064
HYPERLＩNK\l＿Toc184233.３按键输入电路ＰAGEＲEF_Ｔoc1８42３5
３.4数码管显示电路PAGE