基于自整定PID算法的智能温控模块设计_微电子学.rar

摘 要:PID(比例(proportion)、积分(integration)、微分(differentiation))控制发展至今已有近百年历史，时至今日仍然是最广泛的控制方法.PID控制器或者其改进型PID控制器，目前仍然被应用于大多数工业控制回路.PID控制中，其控制效果全都取决于其PID参数的整定和优化.一般来说，普通的PID控制对于控制基本线性的以及其动态特性不会随着时间变化的系统的控制效果还算不错，但是在控制非线性的时变的系统时，控制效果却不好.而温度控制是具有非线性、大惯性、大滞后、升温单向性以及时变性等特点，因而普通的PID控制达不到对其实现有效的控制，因而智能PID控制被应用于温度控制系统.随着科技的发展，智能控制这个理论正在越来越多地被应用于PID控制器的性能的改进中去.其中，模糊控制以及神经网络，它们各有优点，都能对PID控制器的参数进行整定和优化，提高了PID控制器的性能.

　　　本文主要介绍了自整定PID算法控制的温度模块设计.该系统主要以STC12C5A60S2单片机为核心，PT100温度传感器检测电路，AD转换电路，数码管显示电路等构成.

关键词：单片机；温度传感器；温度检测；温度控制；PID算法

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 PID控制的发展现状-1

1.2 温度控制系统的发展现状-1

1.3 课题背景及其意义-2

第2章 总体方案-3

2.1 设计思路-3

2.2 系统结构-3

2.3 STC12C5A60S2单片机-4

2.3.1 简介-4

2.3.2 主要特性-4

2.3.3 引脚功能-5

2.3.4 STC12C5A60S2单片机的A/D转换器-7

2.4 温度传感器-8

2.4.1 热电偶-8

2.4.2 PT100-9

2.5 数码管-11

2.5.1 特性描述-11

本章小结-12

第3章 硬件设计-13

3.1 外围电路设计-13

3.2 按键电路设计-13

3.3 温度采集电路设计-14

3.4 数码管显示电路设计-14

3.5 电源电路设计-15

3.6 LED灯显示电路设计-15

3.7 单片机相关电路设计-16

3.8 系统原理图-17

3.9 系统PCB图以及绘制PCB图的考虑因素-18

3.10 设计目标-18

3.10.1 设计的出发点-19

3.10.2 设计原理-19

本章小结-19

第4章 软件设计-21

4.1 PID算法-21

4.1.1 PID控制作用-21

4.1.2 PID算法的微机实现-21

4.1.3 PID程序设计-22

4.2 程序设计-22

4.2.1 温度比较处理程序-23

4.2.2 主程序核心代码-24

4.3 KEIL软件-26

本章小结-27

结论-29

心得体会-29

价值意义-29

不足-29

展望-30

参考文献-31

致  谢-33

附录-35