基于单片机的水温控制系统.doc

1、摘要：随着微机测量和控制技术的迅速发展与广泛应用，以单片机为核心的温度采集与控制系统的研发与应用在很大程度上提高了生产生活中对温度的控制水平。本文主要采用AT89C51单片机为核心控制部分，DS18B20为温度检测器件，采用软件编程，实现用PID算法对检测温度与设定温度的值处理后的结果来控制继电器接触时间，进而控制电炉的加热时间来实现温度控制。十进制数码管显示温度，按键为设定温度输入电路。还介绍了常用低温数字温度检测传感器DS18B20。此系统加热对象为1升净水，容器为搪瓷器皿实验装置进行控制取得了较满意的效果。关键词:单片机 PID调节 水温控制系统 DS18B20 比例 积分 微分 目录:

2、第一章 前言.4第二章 系统的任务书.5第三章 系统的原理设计.6第四章 系统的硬件设计.74.1方案设计与认证.74.2特殊器件DS18B20的介绍.84.3系统模块系统.13第五章 系统的软件设计.155.1水温控制方法与主程序.155.2 PID调节算法与子程序流程17第六章 系统的调试与数据记录.226.1系统的硬件调试226.2系统的软件调试.226.3系统的综合调试226.4系统调试正确现象和数据记录.22第七章 总结.24附1: 参考文献.25附2: 系统原理图.26第一章 前言在现代冶金、石油、化工及电力生产过程中，温度是极为重要而又普遍的热工参数之一。过低的温度或过高的温度都

3、会造成资源的巨大浪费或达不到要求的指标。在环境恶劣或温度较高等场合下，为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度、节约能源，要求对温度进行测、显示、控制，使之达到工艺标准。而今，随着电子行业的迅猛发展，计算机技术和传感器技术的不断改进，而且计算机和传感器的价格也日益降低，可靠性逐步提高，用信息技术来实现水温控制并提高控制的精确度不仅是可以达到的而且是容易实现的。如以单片机为核心设计的炉温控制系统，可以同时采集多个数据，并将数据通过通讯口送至上位机进行显示和控制。水温控制在工业及日常生活中应用广泛,分类较多。在一些温控系统中，广泛采用的是通过热电偶、热电阻或PN

4、结测温电路经过相应的信号调理电路，转换成AD转换器能接收的模拟量，再经过采样保持电路进行AD转换，最终送入单片机及其相应的外围电路，完成监控。但是由于传统的信号调理电路实现复杂、易受干扰、不易控制且精度不高。因此，本系统用一种新型的可编程温度传感器（DS18B20），不需复杂的信号调理电路和AD转换电路能直接与单片机完成数据采集和处理，实现方便、精度高，可根据不同需要用于各种低温场合。系统还采用自动控制系统中最常用的算法-PID算法来控制继电器的通断来控制通电时间的一套实用的温度测控系统。它在不同时间常数下均可以达到技术指标。此外还有效减少了输出继电器的开关次数,适用于环境参数经常变化的小型水

5、温控制系统。此系统在实验装置上达到了满意的效果. 第二章 水温控制系统任务书一、题目：水温控制系统二、任务：设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。三、要求1基本要求（1）温度设定范围为4090，最小区分度为1，标定温度1。（2）环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差1。（3）用十进制数码管显示水的实际温度。2发挥部分（1）采用适当的控制方法，当设定温度突变（由40提高到60）时，减小系统的调节时间和超调量。（2）温度控制的静态误差0.2。（3）在设定温度发生突

6、变（由40提高到60）时，数字显示水温随时间变化的曲线。第三章 系统原理设计31 系统要求与性能指标(1) 温度设定范围为4090，最小区分度为1，标定温度1。即要求能在40-90范围内设定控制水温，并具有较好的快速性和较小的超调。(2) 用十进制数码管显示水的实际温度。在设定温度发生突变（由40提高到60）时，数字显示水温随时间变化的曲线。温度显示要有设定温度的显示和检测温度的显示, 能够保持不间断显示水温，显示位数4位，分别为百位，个位，十位，和小数位。（但由于规定不超过90度，所以百位也就没有实现，默认的百位是不显示的）。由上述要求和性能指标可系统分为以下几个部分：单片机控制和数据处理温

7、度设定温度检测温度显示加 热图1：系统模块图温度设定：可通过键盘来对控制温度的设定。温度检测：用于对现在的温度采样检测，以转换成单片机能处理的数字量。温度显示：可分为两个部分。一：设定温度的显示；二：检测温度的显示；加热：用于当当前温度低时，能使被控对象温度升高，当当前温度高时，不加热。控制与数据数据处理：对设定的温度和检测的温度进行比较，并产生控制信号，从而控制加热器件对系统进行控制。第四单 系统硬件设计该水温控制系统主要由AT89C51单片机控制系统、前向通道（温度采样转换）、后向通道（温度控制）、键盘设定、温度显示电路和加热五个部分组成4.1 方案的设计与论证4.1.1、温度控制模块的设

8、计及论证方案1：此方案是采用传统的二位模拟控制方法，选用模拟电路，用电位器设定给定值，采用上下限比较电路将反馈的温度值与给定的温度值比较后，决定加热或者不加热。由于采用模拟控制方式，系统受环境的影响大，不能实现复杂的控制算法使控制精度做得很高，而且不能用数码显示和键盘设定。方案2：采用单片机AT89C51为核心。采用了温度传感器DS18B20检测温度并转换成数字信号并通过单片机处理后去控制温度，使其达到稳定。使用单片机具有编程灵活，控制简单的优点，使系统能简单的实现温度的控制及显示，并且通过软件编程能实现各种控制算法使系统还具有控制精度高的特点。比较上述两种方案，方案2明显的改善了方案1的不足

9、及缺点，并具有控制简单、控制温度精度高的特点，因此本设计电路采用方案2。4.1.2、温度检测模块的设计及论证方案1： 采用模拟温度传感器。采用热敏电阻，可满足40摄氏度至90摄氏度测量范围，但热敏电阻精度、重复性、可靠性较差，温度检测与转换比较麻烦.对于检测小于1摄氏度的信号是不适用的。方案2: 采用数字温度传感器。DS18B20 数字温度计是DALLAS 公司生产的1Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点只要求一个端口即可实现通信。实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温,测量温度范围在55到125之间。数字温度计的分辨率用户可以从9 位到12 位选择。内部有温度上、下限告警设

10、置。由此可知,DS18B20很适用于本系统,所以选择方案2。4.1.3、温度设定模块的设计及论证方案1: 采用独立式键盘来设定。独立式键盘是用一根I/O线构成的单个按键电路,每个独立式按键单独占有一根I/O线,每根I/O线上的按键有工作状态不会影响其它I/O口线的工作状态.电路配置灵活,软件结构简单,但每个按键必须占用一个I/O口,在按键数量较多时,I/O口线浪费较大,故在按键数量不多时,常采用这种按键结构。方案2: 采用行列式键盘来设定。行列式键盘又叫矩阵式键盘。它由行线和列线组成,按键位于行、列的交叉点上。例如一个44的行、列结构可以构成一个含有16个按键的键盘而只用了八个I/O口。很明显

11、,在按键数量较多的场合,矩阵键盘与独立式按键盘相比,要节省很多的I/O口。在本系统中,初步设定四个按键,而且对按键的要求不是很高,所以选用独立式按键会更灵活,故选方案1。4.1.4.温度显示模块的设计及论证方案1: 采用LED显示。它是由若干个发光二极管组成的,当发光二极管导通时,相应的一个点或一个笔画发亮。控制不同组合的二极管导通,就能显示出各种字符。发光二极管的阳极连在一起的称为共阳极显示器,阴极连在一起的称为共阴极显示器。LED显示器是单片机应用系统中常用的价廉输出设备。方案2: 采用LCD显示。它一种是采用了液晶控制透光度技术来实现色彩的显示器。由于通过控制是否透光来控制亮和暗，当色彩

12、不变时，液晶也保持不变，这样就无须考虑刷新率的问题。由于本系统对显示要不是很高。加之用LCD价格相对来说比LED要贵很多,所以用LED可以满足本系统的要求,也降低了成本。所以采用方案1。4.1.5 加热模块的设计及论证方案1:采用可控硅来控制导通的周波数来实现。该方案是用单片机通过一定的算法来产生门极控制信号使可控硅导通,门极的脉冲的个数就是可控硅的导通的正弦波的个数。但用这个方法就必须保证门极的脉冲信号与正弦波信号同时,这给系统设计与系统调试带来很大的难度。方案2:采用继电器来控制加热时间。该方案只要求单片机能产生和控制继电器的导通时间,也即控制继电器的信号的电平要持续一定的时间,在这段时间

13、内加热器是加热的。由上所述,可知采用方案2较好。4.2 特殊器件DS18B20介绍:4.2.1. 温度传感器DS18B20原理与特性DS18B20 数字温度计是DALLAS 公司生产的1Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便,大大简化了电路的复杂度，以及算法的要求。4.2.2. DSl8B20的管脚及特点DS18B20可编程温度传感器有3个管脚。(如图：1) GND为接地线，DQ为数据输入输出接口，通过一个较弱的上拉电阻与单片机相连, 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

14、提供电源。VDD为电源接口，既可由数据线提供电源，又可由外部提供电源，范围3O55 V。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。主要特点有：1.用户可自设定报警上下限温度值。2.不需要外部组件，能测量55+125 范围内的温度。3.10 +85 范围内的测温准确度为05 。4.通过编程可实现9l2位的数字读数方式，可在至多750 ms内将温度转换成12 位的数字，测温分辨率可达0.0625 。5.独特的单总线接口方式，与微处理器连接时仅需要一条线即可实现与微处理器双向通讯。4.2.3. DS18B20的内部结构 DSI8B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM （便笺式的内部存储器）和一

15、个非易失性的可电擦除的EEPROM，后者存放高温和低温触发器TH，TL和结构寄存器。便笺存储器包含了9个连续字节（08），前两个字节是测得的温度信息（图4），字节0的内容是温度的低8位，字节1是温度的高8位，字节2是TH（温度上限报警），字节3是TL（温度下限报警），字节4是配置寄存器（图5），用于确定输出分辨率9到12位。第5、6、7个字节是预留寄存器，用于内部计算。字节8是冗余检验字节，校验前面所有8个字节的CRC码，可用来保证通信正确。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

16、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。DS18B20 的读时序对于DS18B20 的读时序分为读0 时序和读1 时序两个过程。对于DS18B20 的读时隙是从主机把单总线拉低之后，在15 秒之内就得释放单总线，以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20 在完成一个读时序过程，至少需要60us 才能完成。DS18B20 的写时序对于DS18B20 的写时序

17、仍然分为写0 时序和写1 时序两个过程。对于DS18B20 写0 时序和写1 时序的要求不同，当要写0 时序时，单总线要被拉低至少60us，保证DS18B20 能够在15us 到45us 之间能够正确地采样IO 总线上的“0”电平，当要写1 时序时，单总线被拉低之后，在15us 之内就得释放单总线。DS18B20的测温功能当DSI8B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的0，1字节。单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后，数据格式以0062 5LSB形式表示。DSI8B20完成温度转换后，就把测得的

18、温度值与 TH做比较，若TTH或T ROM操作命令(读时序)- 存储器操作命令(写时序)- 处理数据(温度转换)1 初始化 单总线上的所有处理均从初始化开始 2 ROM操作命令(读时序) 总线主机检测到DSl820的存在便可以发出ROM操作命令之一这些命令如 指令 代码 Read ROM(读ROM) 33H Match ROM(匹配ROM) 55H Skip ROM(跳过ROMCCH Search ROM(搜索ROM) F0H Alarm search(告警搜索)ECH 3存储器操作命令(写时序) 代码 Write Scratchpad(写暂存存储器) 4EH Read Scratchpad(

19、读暂存存储器) BEH Copy Scratchpad(复制暂存存储器) 48H Convert Temperature(温度变换) 44H Recall EPROM(重新调出)B8H Read Power supply(读电源) B4H温度传感器与单片机通讯时序2.温度转换算法及分析由于DS18B20转换后的代码并不是实际的温度值，所以要进行计算转换。温度高字节（MS Byte）高5位是用来保存温度的正负（标志为S的bit11bit15），高字节（MS Byte）低3位和低字节来保存温度值（bit0 bit10）。其中低字节（LS Byte）的低4位来保存温度的小数位（bit0 bit 3）

20、。由于本程序采用的是0.0625的精度，小数部分的值，可以用后四位代表的实际数值乘以0.0625，得到真正的数值，数值可能带几个小数位，所以采取小数舍入，保留一位小数即可。也就说，本系统的温度精确到了0.1度。4.3 系统模块设计4.3.1 温度检测模块DS18B20可编程温度传感器有3个管脚。GND为接地线，DQ为数据输入输出接口，通过一个较弱的上拉电阻与单片机相连。当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。4.3.2 温度设定模块K1为温度设定按钮，即进入温度设定的状态。K2为温度累加键，每按一下加一。K3为温度累减键，每按一下减一。K4为退出设计状态

21、。4.3.3 温度显示模块两片74LS273作为四个数码管的驱动芯片,74LS02为两个74LS273的片选信号,用于段码和位码的输送.4.3.4 加热模块从P1.6口出来作为控制信号,通过一个光耦可以作为高低电的隔离器,提高了系统的抗干扰性,控制信号通过光耦后可以控制继电器的能断,从而可以通过控制继电器的加热时间来进行温度控制.第五章 系统软件设计5.1 水温度的控制方法与主程序5.1.1水温控制方法的方案设计与论证水温的控制方法，最常用的方法就是反馈控制。所谓反馈控制就是将输入量与被控量相比较产生偏差信号，并据此产生控制信号来控制系统下一步的动作，从而减少甚至消除系统的偏差。因比，对于水温

22、控制而言，控制信号的产生方式就是其主要的差异所在。方案一：纯比例调节方式。这种方法适合于一些常见的简单系统的控制，因为其控制方法极其简单而且易于实现，所以用于简单系统的控制是非常适合的。但水温控制系统大惯性环节，因而如果单单采用比例控制，必然带来水温的过冲。不仅精度远远不够，而且造成系统的稳定性不高，还有可能会产生振荡。方案二：PID控制。比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现

23、场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。是现今的一种比较成熟的控制方法，也是使用比较广泛的一种控制方法，完全可以实现对水控制温度的功能。所以水温调节用PID方法调节。5.1.2 系统软件主程序设计在对温度控制时，为使系统具有较好的快速性和较小的超调，我们可以设计三个加热状态，当实际温度离设定的温度比较远时,让系统持续地加热。这时的功率最大，有利于水温的迅速提高。当实际水温到达了一定的高度时,进入第二个加热阶段,这

24、时由单片机通过PID算法，产生控制信号对继电器的导通时间进行控制。这样，水温离设定温度越近，导通时间越短，功率越小,有效地克服水温的过冲。当水温达到或大于设定温度时，进入第三个加热阶段，即停止加热，水开始散热，从而控制水温，使其不会上升太高。当水温下降到比设定温度低时，又开始加热，反复调节，从而使水温几乎在一个恒定的温度值上，即设定温度。温度检测可以通过中断有实现定时采样，定时时间为1S。由于DS18B20检测到温度后，至多还须750ms转换，为确保转换完成,所以在每次定时就读当前温度数据并为下一次温度的检测做准备。为节约资源，可把设定温度的显示和检测温度并为一个，当在设计状态下时，显示设定温

25、度，反之显示检测温度。在单片机内，单个定时器的最大定时为六十几个毫秒，不足1S，而且过大的数据处理在定时子程序中会影响系统的时钟，所以可以通过定时片来累加，每定时一次加一，如设定定时器的定时时间片为50ms，则定时20次为1S,数据处理可以放在主程序中,减小对系统的时钟的影响.系统主程序如下图：系统初始化第一次采样初始化延时1S读温度值下一次温度采样初始化1S到否中断初始化并打开读取温度值PID数字调节下一次温度采样初始化开 始123NY2PID数字调节1键盘扫描是否为设定状态检测温度显示设定温度显示3NY定时1S温度采样程序:重载定时值定时时间片累加开 始返回5.2 PID调节算法与子程序流

26、程5.2.1 PID算法简介PID全称比例(proportion)-积分(integral)-微分(derivative)控制器,是自动控制系统设计中最经典应用最广泛的一种控制器,实际上是一种算法.PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的.（1）比例积分微分的作用比例调节作用：是按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大，可以加快调节，减少误差，但是过大的比例，使系统的稳定性下降，甚至造成系统的不稳定。积分调节作用：是使系统消除稳态误差，提高无差度。因为有误差，积分调节就进行，直至无差，积分调节停止，积分调节输出

27、一常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti，Ti越小，积分作用就越强。反之Ti大则积分作用弱，加入积分调节可使系统稳定性下降，动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合，组成PI调节器或PID调节器。微分调节作用：微分作用反映系统偏差信号的变化率，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，因此能产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除。因此，可以改善系统的动态性能。 (2) PID算法的两种程序设计方式论证与比较PID算法的程序设计一般有位置式和增量式两种。位置式的算式为:增量式的算式为:其中:在位置控制算式中,不仅需要对E(i)进行累加,而且单片机的任何故障会引去P(k)大

28、幅度变化,对控制不利。增量控制虽然改动不大,然而却带来了很多优点:(1)由于输出是增量,所以误动作影响小,必要时可用逻辑判断的方法去掉;(2)在位置型控制算法中,由手动到自动切换时,必须首先使输出值等于阀门的原始开度,即P(k-1),才能保证手动/自动的无扰切换,这将经程序设计带来困难。而增量设计只与本次的偏差值有关,与阀门原来的位置无关,因而增量算法易于实现手动/自动的无扰切换。(3)不产生积分失控,所以容易获得较好的调节品质。5.2.2 PID算法参数整定与控制子程序PID的三个基本参数Kp、Ki、Kd,一般由试验确定,根据我们的实际工作对象去初步确定,然后在实际运行过程中进行调节,以达到

29、相对理想的效果在温度采样后进行是否调用PID算法调节进行判定,可实时对系统进行实时调节.以尽量减少系统的过冲。本系统的温度检测周期为1S,采样好后,就可以用PID算法来调节。所以调节时间T选取1S.综合PID在系统中的作用,初步整定Kp为1、Ti为6、Td为12。检测温度在0.7R(k)-R(k)的范围内开始调节,这样可以提高系统的快速性,而又不会使系统过冲过大。即检测温度小于0.7R(k)时最大功率加热,大于R(k)后不加热.(R(k)为设定温度) 。由分析可知,采用增量式算法比位置式更适用,所以通过增量式算法算出增量P(k),然后根据上次P(k-1),计算出P(k).所以导通时间为T*P(

30、k)/Pmax,其中 Pmax为设定控制时的最大偏差算出来的最大P(k)量.从而控制继电器导通的时间。系统检测到的温度为有小数的数据,在进行比较时,为确保精度,设定的温度值与检测的温度值相应的扩大十倍,这样就可以连小数也在比较范围内,而导通时间是由P(k)/Pmax计算出的,扩大十倍对比值没什么影响。由于导通时间的不确切,而且如果时间过大,若用时来定则会影响键盘的扫描和显示的效果.所以用一个定时器来实现,又由于定时时间可能大于定时器所能定时的时间,所以可以用时间片的个数来定时,当导通时间完了后,就把定时器关了,等到下一个控制周期再由PID算法来决定是否开定时。关于导通时间的时间片选择温度控制的

31、范围为40-90度.即相差50度。1S控制一次,假定要控制精确到0.1度,则把1S分成500份.此时时间片为2ms,但时间片过小会造成中断频繁,而影响系统的数据处理和工作等,所以先将时间片定为10ms.所以定时时间时间片的个数可有下式算出:100*P(k)/Pmax。开 始PID控制子程序流程图如下图:输入M(k),R(k)Emax(K)=R(K)-0.7*R(K)Pmax=(1+TD/T+TI/T)*Emax(k)1Q1=q1*e(k-1)Q2=q2*e(k-2)P(k)=Q0+Q1+Q2E(k-1)=E(k-2), E(k)=E(k-1), P(k)=P(k-1)返回Q0=q0*e(k)1

32、E(K)大于0M(k)0.7*R(k)P1.6=1P(k)=P(k-1)+P(k)E(k)=R(k)-M(k)n=P(k)/PmaxYYNN导通时间的定时:重载定时值定时时间片数n累减开 始返回P1.6=0, TR1=0n是否为0YN第六章 系统调试及数据记录6.1 系统的硬件调试由于采用了DS18B20数字温度传感器,所以硬件的调试就不会那么麻烦,按仿真原理图接好系统硬件接好电路后进行检测:(1) 检查各芯片的电源端是否接正确;(2) 检测各芯片的各个使能端,片选端等是否接上该接的端;(3) 检测单片机片子是否都接上使片子正确的工作的端;(4) 可用数据万用表按原理图检测短路来检测电路的走线

33、是否接好,是否接牢6.2 系统的软件调试软件的设计与代码的编写的原则是由上至下,逐步求精,将系统细化成一个个的模块.(1)软件的单元测试.单元测试也称为模块测试,在编写完成且无编译错误后就可以进行.一般用白盒测试法.包括重要的执行路径,出错处理,边界条件.即软件是否做了该做的,而又没做不该做的.(2)软件的组装测试.单元测试无误后就可以进行组装测试.就是把系统设计的要求组合起来进行测试.组装测试采用增量式集成测试,即把下一个要测试的模块组合到已测试好的模块中,测试完后再将下一个需要的测试模块组合起来,进行测试, 逐步把所有模块组合在一起.这样易于错误的定位,而且已测试的模块可以在新的条件下再测

34、试,测试更彻底.(3) 软件的确认测试.经组装测试后,软件就被集成起来,接口方面的问题已经解决,确认测试的任务就是进一步检查软件的功能和性能是否与用户要求的一样.以上调试的工作结合仿真软件进行,以达到要求的现象.6.3系统的综合调试将调试好的软件下载到单片机片子上,进行硬软结合调试.根据硬件的错误,找到问题的所在,修改软件以适用于实际中.6.4 系统调试正确的现象和数据记录1 按键可设定的温度下限为40,上限为902 初次设定温度为50度,系统迅速给对象加热,到显示39度时,加热指示灯有明显的断开时间,到显示大于50度时,不加热.最后,温度在49.8至50.2之间波动,但低于50度的时间比高于

35、50度的时间长.3 再次设定温度为70度,系统按时通时断给对象加热.最后,温度在69.8至70.2之间波动,偶然会冲到70.3,也有时低到69.7.4 再设定温度为90度,系统的现象和设定70度时差不多.误差基本都保持在0.2度左右.5 最后设定温度为60度,系统不给对象加热,对象温度的下降速度逐渐减慢,初次下降最低达到59.5度,然后又开始上升,最后误差也能保持在0.2度左右.第七章 总结很庆幸我们能通过初选,有了复试的机会.这是我们第一次用单片机做系统,在做的时候走了很多弯路,下面为了我们的”第一次”做以下总结： 1. 实践是检验真理的唯一标准在以前虽然学过单片机,当时感觉还可以,可等拿到

36、练习题时,眼睛就有点傻了,真是狗咬耗子无从下手.后来在老师指导和同学的帮助下,才慢慢的找到一点思路,通过这点思路,然后上网查资料,遇到不懂的时候问同学和老师.花了将近十天才把基本的系统给弄出来,可在系统的PID调节这个环节上就是怎么也调不到想要的效果,可又感觉程序写得没有错,后来上网查了很多有关PID的资料才想到,原来是PID的Pmax的计算和初始化出了问题.通过这次动手大大地把原来停留在书本上的理论知识运用到实际中去。2. 团队精神很重要 很多时候一件事情不可能由一个人单独完成，可能需要多个人协作完成，这个团队人员的选择、资源的合理分配、人员调度很重要，例如我们本次选择的水温控制系统，硬件如

37、果用了DS18B20数字传感器来采样的话，硬件就显得很简单，而控制部分几乎都由软件来实现。那样做完硬件设计后，其它两个同学就可以加入到软件编写中去，在编写的过程中我们经常在一起讨论确定实施方案，就弥补了一个人的思维的局限性，使系统能达到最佳的效果。当然也有出现意见分歧的时候，一般以能达到最佳方案的原则来取舍，如果达到不到要求就退而求次。有些僵持不下而又需急待决定的问题，就要取模块负责人的意见，不论对错都是必要的。 3.坚持就是胜利 做任何事情都要坚持。行百里者半九十！功亏一篑往往就是因为没有坚持到底。由于刚接触到动手做实际，刚开始时根本就不知如何做，该怎么做，后来不断地问老师，才有思路，由于P

38、ID调试时出现问题，怎么也调不过，眼看时间一天一天的过去了，别人都做第二个了，有的做第三个，我们还停在第一个，看在眼里就是急啊，有时真的有改做其它系统的问题，可看着用了将近十天做的东西还没有个着落，心里就是难受。后来上网查资料，解决了PID的问题，系统一下就调出来了，当看到温度在设定温度50度的上下浮动，误差完全达到系统的要求时，心里就是有一种说不出的激动。后来由于精度还算可以而等到了老师的信任，我们感到很高兴，因为我们的坚持我们没有被困难吓倒。我们战胜了自己，战胜了困难。非常感谢学院让我们参加这次培训的机会。在这十天炎热的夏天里，老师放弃休息时间给我们辅导，随时陪伴在身边，让你解决问题有门路

39、，就算有时问上低级问题老师也耐心的回答。更感谢学院给我们提供了这样有意义的平台。实验室给我们争取优越的实验条件和充足的器材与工具。通过这次自己做东西，我们学到了很多知识，同时也大大地提高了我们的实际动手能力，这对我们以后的系统设计会有很大的帮助。附1：参考文献1.8051单片机实践与应用 吴金 清华大学出版社 2002.92.单片微型机原理、应用与实验张友德 复旦大学出版社 2003.63.电子系统设计 何小艇 浙江大学出版社 2004.64.单片机原理及其接口技术 胡汉才 清华大学出版社 19965.单片机外围电路设计 沙占友，王彦朋，孟志永 电子工业出版社 20036.模拟电子技术基础 童诗白，华成英 北京高等教育出版社 20017.电子技术基础 康华光，陈大钦 北京高等教育出版社 20018.实用单元电路及其应用黄继昌，张海贵，郭继忠 人民邮电出社 20029.传感器应用及其电路精选 张福学 北京电子工业出版社 199110.单片机应用系统设计 何立民 北京航空航天大学出版社 199411.单片机微型计算机原理及应用 蔡菲娜 浙江大学出版社 200312.如何使用KEIL 8051 C编译器金奎焕，李允俊，任正权 2002附2：系统原理图系统原理图25