一種基于單片機的溫度監控系統設計
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1．4 顯示與報警
顯示模塊由LED數碼管和驅動(dòng)電路組成。報警系統采用聲光報警由發(fā)光二極管，揚聲器及驅動(dòng)電路組成，當單片機發(fā)出超限報警信號，將驅動(dòng)發(fā)光二極管和揚聲器實(shí)現報警。
1．5 看門(mén)狗電路
為了防止系統受干擾而使程序丟失，或走進(jìn)死循環(huán)而使系統死機，應加入看門(mén)狗電路，以保證系統的可靠性和穩定性。本系統采用常用的集成看門(mén)狗電路X5045，X5045是一種集看門(mén)狗、電壓監控和串行E2PROM三種功能于一體的可編程電路。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/173575.htm
2 系統軟件設計
系統程序的控制思想如下：設置目標溫度后，系統對爐溫采樣，并通過(guò)預設溫度、當前溫度、歷史偏差等進(jìn)行PID運算產(chǎn)生輸出參數，通過(guò)該參數控制加熱時(shí)間，從而調節加熱器的平均功率，實(shí)現系統的PID控制。整體功能通過(guò)主程序、串行通信中斷服務(wù)程序、PID控制子程序等配合實(shí)現。這里主要介紹主程序流程和PID控制子程序流程。系統首先初始化I／O、8253、定時(shí)器、UART等部件，然后進(jìn)入主循環(huán)，進(jìn)行溫度采樣和相關(guān)處理。本系統軟件設計的核心思想就在于實(shí)現PID控制，在系統運行過(guò)程中通過(guò)按相應鍵重新設置目標溫度。主程序流程如圖2所示。
本方案利用位置式PID算法，將溫度傳感器采樣輸入作為當前輸入，接著(zhù)與設定值進(jìn)行相減得偏差，再進(jìn)行PID運算產(chǎn)生輸出結果，然后控制定時(shí)器的時(shí)間進(jìn)而控制加熱器。由中斷定時(shí)器提供溢出頻率為64 Hz的中斷信號，配合主程序的PID運算結果來(lái)確定加熱時(shí)間，實(shí)現加熱器功率調節，該部分子程序流程圖如圖3所示。
上位機軟件使用Delphi，由于Delphi不提供串口通信的ActiveX控件，僅有API函數可以使用，但API函數編程較為復雜，因此可將微軟公司提供的Ac-tiveX控件Microsoft Communication Control 6．0(簡(jiǎn)稱(chēng)MSComm控件)引入到Delphi開(kāi)發(fā)環(huán)境中，這樣用戶(hù)便可以像使用Delphi控件一樣方便地利用MSComm控件進(jìn)行計算機串口的通信編程。下面給出上位機命令的發(fā)送與數據接收的部分源程序：
3 系統調試
本系統的關(guān)鍵之處在于PID控制。對于PID系統來(lái)說(shuō)，系統性能的好壞主要取決于PID控制參數的設定。由PID控制原理知；比例(P)控制能迅速反應誤差，減小穩態(tài)誤差；比例作用的加大，會(huì )引起系統的不穩定。積分(I)控制的作用，只要系統有偏差存在，積分作用不斷地積累，輸出控制量以消除誤差；積分作用太強會(huì )使系統超調加大，甚至使系統出現振蕩。微分(D)控制可以減小超調量，克服振蕩，使系統的穩定性提高，同時(shí)加快系統的動(dòng)態(tài)響應速度，減小調整時(shí)間，從而改善系統的動(dòng)態(tài)性能。本系統要達到的目標就是：反應速度盡可能快，超調量盡可能小，穩態(tài)誤差趨近于0。
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