发布时间 : 星期三 文章水温控制系统设计更新完毕开始阅读f25b1c4d443610661ed9ad51f01dc281e53a568d
4．5 微机控制及图形显示部分
为了使系统具有更好的人机交换界面，在系统设计中我们通过Visual Basic 语言设计了微机控制界面。通过系统与微机的通信大大的提高了系统的各方面性能。
由于单片机89C52串行口为TTL电平，而PC机为RS232电平，因此系统采用了MAX232电平转换芯片。
由于系统设计了多机通信的功能，即主系统（89C52）和键盘及数字显示部分的通信、主系统（89C52）和PC机的通信，所以在设计电路时要特别注意多机通信的时序及竞争问题，针对此类问题在设计中我们特地的在两根串行通信线上增加了如图4-5-2的电路：
如图4-5-2由于主机部分发送两个从机都可以接受，因此主机的发送部分（及主机 TXD）不存在竞争问题。而两个从机可能同时向主机发送各类控制信息，因此会存在竞争问题。其实图4-5-2为一个与门电路，图中R1为提升电阻，D1、D2为开关二极管，当pc TXD（或2051 TXD）中有一个为低电平时主机RXD为低电平，同时另一个分机无效，当pc TXD（或2051 TXD）中有一个为高电平时主机RXD为高低电平。
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第五章 软件设计
5．1 键盘显示程序流程：
图5-1-1为键盘显示流程
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5．2 主程序流程图：
主程序流程图如图5-2-1所示，程序主要完成以下的几部分任务：
（1）初始化 设定各参数的初始值，设定各中断及定时器。 （2）接收/发射 此部分程序主要完成数据的控制及显示，其主要通过89C52
单片机的全双工串行口完成和键盘部分的双向通信。
（3）PC机通信 此部分完成与微机控制接口RS232的联接及通信的控制。 （4）数值转换子程序 由于主程序中用到了很多的数值转换及数值的运算
（如十进制转换成十六进制、双字节与单字节的除法运算等等），为了程序调用的方便，特地将其编写成子程序的形式。
（5）PID算法 PID算法为此温控系统的性能好坏的决定性因数。
序流程图如图5-2-1所示。PID为控制中最为成熟的一中算法，其一般算式及模拟控制规律表达式如下式（4-1）：
u(t)?Kc[e(t)?1tde(t)e(t)dt?Td]………………………………...（5-1） ?0Tidt式（4-1）中U（t）为控制器的输出;e(t)为偏差，即设定值与反馈值之差;Kc
为控制器的放大系数，即比例增益；Ti为控制器的积分常数;Td为控制器的微分时间常数。PID算法的原理即调节Kc、Ti、Td三个参数使系统达到稳定。
江西理工大学2011届本科生毕业设计（论文）
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由于PID的一般算式不易与单片机的处理，因此我们在设计中采用了增量型uPID5-1）转换成式（5-2）的形式： (k)算法。将式（?u(k?1)e(k)?e(k?1)?Kie(k)?Kd?2e(k)
?u(k)?u(k)?u(k?1) …………………………………………………………（5-2）
?Kc?e(k)?Kie(k)?Kd?2e(k) 有式（5-3）可得：
u(k)??u(k)?u(k?1) ……….……………….….……….（5-3） 有式（5-3）中的u(k)即输出PWM波的倒通时间。
图5-2-2 PID算法
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