计算机控制技术课程设计 2015/2016学年第二学期 设计课题：基于大林算法的电路温度控制系统的设计

专 业：__ __ 班 级： __ _ 学 号：___ _______ 姓 名：_______ _ _____

2016年5月 目 录 第一章 课题简介 ....................................................................................................................................... 1 1.1课题的目的 ..................................................................................................................................... 1 1.1.1 本机实现的功能 .................................................................................................................. 1 1.1.2 扩展功能： ........................................................................................................................... 1 1.2课题的任务及要求 ........................................................................................................................ 1 第二章 系统方案设计 ............................................................................................................................. 2 2.1 水温控制系统的总体介绍 ......................................................................................................... 2 2.2 系统框图 ......................................................................................................................................... 2 2.3 闭环系统的工作原理 .................................................................................................................. 2 第三章 系统硬件设计 ............................................................................................................................. 3 3.1 系统原理图 .................................................................................................................................... 3 3.2 单片机最小系统设计 .................................................................................................................. 3 第四章 大林控制算法设计 .................................................................................................................... 5 4.1 大林控制算法原理： .................................................................................................................. 5 4.2 控制器的设计及公式推导过程 ................................................................................................ 6 4.3 采样周期的选择： ....................................................................................................................... 7 第五章 水温控制系统的仿真 ................................................................................................................ 7 5.1振铃现象 .......................................................................................................................................... 7 5.2 Matlab仿真 ................................................................................................................................... 9 5.2 大林算法控制系统编程设计： .............................................................................................. 10 5.3各模块子程序设计 ...................................................................................................................... 11 5.3.1主程序设计 ............................................................................................................................... 11 5.3.2读出温度子程序 ...................................................................................................................... 12 5.5.3数码管显示模块 ...................................................................................................................... 13 5.5.4温度处理程序 .......................................................................................................................... 14 第六章 小结与体会 ................................................................................................................................ 15 第七章 参考文献 ..................................................................................................................................... 16 第八章 附录 .............................................................................................................................................. 17 1

第一章 课题简介 1.1课题的目的 1.1.1 本机实现的功能 （1）利用温度传感器采集到当前的温度，通过AT89S52单片机进行控制，最后通过LED数码管以串行口传送数据实现温度显示。 （2）可以通过按键任意设定一个恒定的温度。 （3）将水环境数据与所设置的数据进行比较，当水温低于设定值时，开启加热设备，进行加热；当水温高于设定温度时，停止加热，从而实现对水温的自动控制。 （4）当系统出现故障，超出控制温度范围时，自动蜂鸣报警。

1.1.2 扩展功能： （1）具有通信能力，可接收其他数据设备发来的命令，或将结果传送到其他数据设备。 （2）采用适当的控制方法实现当设定温度或环境温度突变时，减小系统的调节时间和超调量。 （3） 温度控制的静态误差。

1.2课题的任务及要求 一升水由800W的电热设备加热，要求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调整，以保持设定的温度基本不变。 （1）温度测量范围：10~100℃，最小区分度不大于1℃。 （2）控制精度在0.2℃以内，温度控制的静态误差小于1℃。 （3）用十进制数码管显示实际水温。