基于单片机的pid控制器设计论文毕设论文
基于单片机的PID控制器设计正文
第1章绪论第1.1节概述目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。
PID控制器的特点是结构简单，适应性强，特别是不依赖对象的精确模型，对系统参数的变化具有较好的鲁棒性，可以解决在工业过程中精确建模的困难。
目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器，其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。
温度是生活及生产中最基本的物理量，它表征的是物体的冷热程度。
在很多生产过程中，温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术经济指标相联系。
因此，温度的测量与控制在国民经济各个领域中均受到了相当程度的重视。
PID温度控制器作为一种重要的控制设备，在化工、食品等诸多工业生产过程中得到了广泛的应用。
下面就简要介绍一下温度测控技术。
第1.2节温度测控技术的发展与现状温度测控技术包括温度测量技术和温度控制技术两个方面。
在温度的测量技术中，接触式测温发展较早，这种测量方法的优点是：简单、可靠、低廉、测量精度较高，一般能够测得真实温度；但由于检测元件热惯性的影响，响应时间较长，对热容量小的物体难以实现精确的测量，并且该方法不适宜于对腐蚀性介质测温，不能用于超高温测量，难于测量运动物体的温度。
另外的非接触式测温方法是通过对辐射能量的检测来实现温度测量的方法，其优点是：不破坏被测温场，可以测量热容量小的物体，适于测量运动物体的温度，还可以测量区域的温度分布，响应速度较快。
但也存在测量误差较大，仪表指示值一般仅代表物体表观温度，测温装置结构复杂，价格昂贵等缺点。
因此，在实际的温度测量中，要根据具体的测量对象选择合适的测量方法，在满足测量精度要求的前提下尽量减少投入。
温度控制技术按照控制目标的不同可分为两类：动态温度跟踪与恒值温度控制。
动态温度跟踪实现的控制目标是使被控对象的温度值按预先设定好的曲线进行变化。
基于单片机的PID控制器毕业设计
基于单片机的PID控制器毕业设计1 绪论1.1 概述目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。
同时，控制理论的发展主要经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。
一个控制系统包括控制器﹑传感器﹑变送器﹑执行机构﹑输入输出接口这几个部分。
控制器的输出经过输出接口、执行机构，加到被控系统上；控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控制器。
不同的控制系统，它们的传感器、变送器、执行机构都是不一样的。
比如压力控制系统要采用压力传感器。
电加热控制系统的传感器是温度传感器。
目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（仪表）已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的PID控制器产品，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器(intelligent regulator)，其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。
有利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制器，能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC)，还有可实现PID控制的PC系统等等。
PID控制是最实用化的控制方式，指的是一项流行的线性控制策略，它是对偏差信号e(t)进行比例、积分、微分运算变换后形成的一种控制规律，基本思想是“利用偏差、消除偏差”。
PID控制被证明是一种非常好的控制模式。
它的产品已经在工程实际中得到了广泛的应用，很多大公司都开发了具有PID参数自整定功能的智能控制器。
PID控制器至今已有近70年历史，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，或者当使用者得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术很难采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时用PID控制技术是最方便的。
即使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得到系统参数时，最适合用的也是PID控制技术。
基于单片机的PID温度控制系统
基于单片机的PID温度控制系统【摘要】本设计在单片机的基础上，利用PID算法完成了温度控制系统的硬件设计和软件设计，实现更加精确高效的水的温度控制。
本系统主要分为单片机控制模块，LCD显示模块，传感器检测模块，继电器控制模块等，通过传感器模块检测水温然后发送给单片机，单片机对数据进行处理后由LCD显示，同时反馈给继电器，继电器接收到信号后控制加热器进行对水温的加热，从而达到精确控制水的温度的目的。
该系统以节能高效为出发点，适用于小到热带鱼缸大到渔场养殖等多种场所。
【关键词】单片机、PID、温度控制1.前言1.1课题的背景及研究意义温度作为一个不可忽视的因素存在于现代工业的生产中，工业生产过程中的温度控制一直是十分重要的环节。
但控制在工业生产中已很难把握，并且对于那些以严格为目标的生产工艺，太高或太低的温度会对生产效率和质量造成显著的影响，从而导致生产效益的降低。
这就要求我们开发出一种能够很好控制并且可以随时将温度展示给客户观看的温度控制器。
单片机拥有着如同那些计算机一样强大的数据分析与处理能力，通过与PID相结合，我们可以很大程度上提高控制程序的能力，这样就能使生产效益得到提高[2]。
温度的测量、控制与保持是单片机温度测量系统中的重要部分，温度测量是工业生产中最要要的物理量之一。
而有效的测量温度的方法之一就是通过单片机，所以单片机温度测量系统能够广泛的应在工业生产中，在电力工程、化工、机械、冶金等重点行业，有一个重要的测量任务，在日常生活中也可以得到广泛的应用。
以热带鱼缸为例，系统设计不够周全、结构不够简单化、性价比不够高等问题普遍的存在于目前市场上的各种热带鱼缸中，很多的鱼缸在温度控制方面都存在着许多缺陷，比如对温度控制的不够精确，常常还没达到设定温度就停止加热等。
即使它达到了设定的温度，也有因加热时间长短不能有效地控制而导致能量的浪费问题。
本次设计的温度控制系统是以51单片机为基础利用PID算法进行精确的温度控制，功能主要有温度设定、显示与控制等方面。
基于单片机得PID控制器设计
基于单片机的PID控制器设计摘要工业控制器作为过程控制系统的核心，在现代工业过程控制中起着至关重要的作用。
PID控制是迄今为止最为通用的控制方法，是经典控制理论在实际控制系统中的典型应用。
作为最早发展起来的控制策略之一，PID控制算法简单、鲁棒性好、可靠性高……已经被广泛应用于工业过程控制。
本文叙述了现在几种成熟的PID控制算法，对PID控制器的设计进行了研究，包括对控制器的硬件选型和软件设计，对合适的硬件给予详细的介绍，对程序的运行给出详细的程序流程图。
PID控制器的核心选用了ATMEL公司的AT89C51单片机，通过合适的外接硬件来完成模拟数据量的采集处理，数据的模数数模转换，液晶显示，按键输入等功能。
关键字：单片机，PID算法，控制器The design of SCM PID controllerAbstractIndustrial controller as the core of process control system in modern industrial process control plays a vital role. PID control is by far the most common diabolic method, is classical control theory in practical control system of a typical application. As the earliest one of the control strategy developed, PID control algorithm is simple and good robustness and high reliability... it was been widely used in industrial process control.This paper describes the now several mature PID control algorithm, the design of PID controller is studied. Including controller hardware selection and software design of suitable hardware, to the detailed introduction of program running give detailed flow chart.The core of the PID controller choosing the AT89C51 of ATMEL company, through the appropriate external hardware to complete simulation amount of data acquisition and processing, data module analog-to-digital conversion, LED display, keystroke function etc..Key words: Microcomputer, PID algorithm, controller目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 本课题的研究背景和意义 (1)1.2 PID控制器的研究现状 (2)1.2.1国内研究动态 (3)1.2.2 国外研究动态 (3)1.3 本论文的主要研究内容 (4)1.4 本章小结 (4)第2章PID控制器原理及简介 (5)2.1 PID控制器的简单介绍 (5)2.2完整的基于单片机的PID控制器的基本构成 (6)2.3 本章小结 (7)第3章给予单片机的PID控制器的硬件设计 (8)3.1 键盘输入电路 (8)3.2 LED显示器 (9)3.2.1LED数码管显示器结构和原理 (9)3.2.2 LED数码显示器的接入 (10)3.3 多路选择器 (12)3．4 AT89C51单片机 (15)3.4.1 AT89C51单片机的基本组成 (15)3.4.2 89C51单片机的引脚 (15)3.4.389C51单片机中的CPU结构 (19)3.4.489C51单片机的存储器 (19)3.5A/D、D/A转换器 (21)3.5.1A/D转换器MAX187 (21)3.5.2D/A转换器MAX531 (23)3.6本章小结 (26)第4章基于单片机的PID控制器的软件设计 (27)4.1 主程序流程图 (27)4.2PID控制算法 (32)4.2.1常规PID控制 (32)4.2.2数字式PID控制 (34)4.3PID控制器的参数整定 (37)4.4本章小结 (39)第5章结束语 (40)参考文献 (41)谢辞................................................................................................. 错误！未定义书签。
(完整版)基于单片机的PID温度控制毕业设计论文
前言温度是表征物体冷热程度的物理量。
在很多生产过程中，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术经济指标相联系。
因此，温度的测量与控制在国民经济各个领域中均受到了相当程度的重视。
单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命，自动化、智能化均离不开单片机的应用。
将单片机控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。
现代自动控制越来越朝着智能化发展，在很多自动控制系统中都用到了工控机，小型机、甚至是巨型机处理机等，当然这些处理机有一个很大的特点，那就是很高的运行速度，很大的内存，大量的数据存储器。
但随之而来的是巨额的成本。
在很多的小型系统中，处理机的成本占了系统成本的比例高达20%，而对于这些小型的系统来说，配置一个如此高速的处理机没有任何必要，因为这些小系统追求经济效益，而不是最在乎系统的快速性，所以用成本低廉的单片机控制小型的，而又不是很复杂，不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。
随着电子技术以及应用需求的发展，单片机技术得到了迅速的发展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。
现在完全可以运用单片机和电子温度传感器对某处进行温度检测，而且可以很容易地做到多点的温度检测，如果对此原理图稍加改进，还可以进行不同地点的实时温度检测和控制。
1绪论1.1研究的目的和意义温度是工业生产中主要被控参数之一，温度控制自然是生产的重要控制过程。
工业生产中温度很难控制，对于要求严格的的场合，温度过高或过低将严重影响工业生产的产质量及生产效率，降低生产效益。
这就需要设计一个良好温度控制器，随时向用户显示温度，而且能够较好控制。
单片机具有和普通计算机类似的强大数据处理能力，结合PID，程序控制可大大提高控制效力，提高生产效益[9]。
基于单片机的PID温度控制器的设计
毕业设计（论文）课题基于单片机的PID温度控制器的设计学院电子信息工程学院专业（方向）应用电子技术（通信电子）班级电子104学号姓名完成日期2012年11月30号指导教师基于单片机的PID温度控制器的设计摘要本文从软硬件两方面设计了一个温度自动控制器系统。
本设计系统以单片机（STC89C51RC）为控制核心，主要包括按键部分、DS18B20温度采集部分、温度报警部分、1602显示部分、温度控制部分及MAX232通信接口部分等硬件部分，从而实现智能温度控制。
本系统通过按键预设加热的最终保持水温的温度并进行实时显示预设温度和当前温度，并采用PID 算法的控制输出宽度可调的PWM 波来控制双向可控硅的导通和关断用以调整输出加热功率，使之切断或接通加热器，从而控制水温稳定在预设值上。
文中还着重介绍了软件设计部分，在这里采用模块化结构，主要模块有：LCD1602显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、温度控制程序、超温报警程序。
本系统的主要设计思想是以硬件为基础，软件和硬件相结合，最终实现各个模块的功能。
关键词：单片机；DS18B20；PID算法；PWM波；双向可控硅；Project nameThe Design of PID Temperature Control System Basedon SCMAbstractThis article from two aspects of hardware and software design of a temperature automatic controller.This design system with single chip microcomputer (STC89C51RC) as the control core, including the key part, DS18B20 temperature acquisition part, temperature alarm part, 1602 portion of the display, temperature control part and MAX232 communication interface and other hardware components, thereby realizing the intelligent temperature control.This system through the keys to the preset heating ultimately keep water temperature and real-time display preset temperature and the temperature, and PID algorithm is used to control the output with adjustable width PWM to control thyristor turn-on and turn-off is used to adjust the output of the heating power, to cut off or switch on the heater, thereby controlling the temperature stability at a preset value.The article also emphatically introduced the software design part, uses the modular structure in here, the main modules: LCD1602 display program, the keyboard scan and key process, temperature signal processing procedure, temperature control procedures, over-temperature alarm program.This system main design idea is on the base of hardware, software and hardware integration, and ultimately to achieve the functions of each module.Key words：SCM DS18B20 PID Algorithm PWM Waveform Bidirectional controllable silicon目录摘要Abstract1 引言 (1)2 系统设计的内容及要求 (2)2.1 系统设计的内容 (2)2.2 系统设计的要求 (2)3 系统总体设计方案选择与论证 (2)3.1 控制芯片选择 (2)3.2 传感器的选择 (3)3.3 显示方式的选择 (3)3.4 键盘的选择 (4)3.5 温度加热控制的选择 (4)3.6 方案选择 (4)3.7 方案比较 (5)四．系统硬件设计 (5)4.1 系统的组成及框图 (5)4.2 系统功能及工作原理 (6)4.3 单片机最小系统控制部分 (6)4.4 温度采集部分 (7)4.4.1 DS18B20工作原理 (7)4.4.2 温度采集电路 (8)4.6 通信部分 (9)4.6.1 MAX232资料简介 (9)4.6.2 串口通信电路 (9)4.7 加热控制部分 (10)4.8 超温报警部分 (10)4.9 液晶显示部分 (10)4.9.1 液晶的介绍 (11)4.9.2液晶显示电路 (12)4.10 电源部分 (12)五．系统的软件设计 (13)5.1软件设计思路 (13)5.2 系统变量定义及I/O口分配 ......................................................................... 错误!未定义书签。
PID温度控制(毕业论文)
摘要本文主要从硬件和软件两方面介绍了MCS-51单片机温度控制系统的设计思路，简单说明如何实现对温度的控制，并对硬件原理图和程序框图作了简洁的描述。
还介绍了在单片机温度控制系统的软硬件设计中的一些主要技术关键环节,该系统主要以51系列单片机为核心,由温度检测电路,模/数转换电路, 电桥转换电路, 报警与指示电路, 功率放大电路等构成。
但用51系列单片机设计的温度检测电路是本次设计的主要内容，是整个单片机温度控制系统设计中不可缺少的一部分，该系统对温度进行了实时采集与检测。
本设计介绍的单片机温度自动控制系统的主要内容包括：系统方案、元器件选择、系统理论分析、硬件设计、软件设计、系统调试及主要技术性能参数。
关键词：单片机；温度传感器；温度检测；温度控制；PID算法IAbstractThe design of single-chip’s temperature control system is introduced from hardware and software, and simply explains how to actualize the temperature control. The hardware principle and software case fig are described. Some important techniques in a design scheme of the hardware and the software of the temperature control by single-chip microcomputer are introduced. The system mostly takes 8031 single-chip microcomputer as core, it is structured by temperature testing circuit, A/D switch circuit, zero passage testing circuit, warning and indication circuit, optical-electrical isolation and power amplifier circuit and so on.The main content of this design is temperature testing circuit that uses AT89C51 single-chip microcomputer .It is a part of the whole design that cannot be lacked. The system is used to collect and control temperature in real time. The temperature automatic control system based on single-chip microcomputer is described in the article including system scheme，parts of an apparatus choice, theoretical analysis，the design of hardware and software, system testing，and the main technical performance parameters．Key Words：Single—Chip Microcomputer；Temperature sensor；Temperature collecting；Temperature controlling；PID algorithm.I I目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1．1 课题的背景与意义 (1)1．3 课题举例简介 (2)第2章总体方案 (3)2．1 系统结构 (3)2．2 具体设计考虑 (3)本章小结 (4)第3章元器件简介 (5)3．1 AT89C51单片机 (5)3．1．1 概述 (5)3．1．2 主要特性 (5)3．1．3 引脚功能 (5)3．2 PT100温度传感器 (7)3．2．1 概述 (7)3．2．2 主要特性 (7)3．2．3 PT100工作原理 (8)3．3 ADC0804模数转换器 (9)3．3．1 主要特性 (9)3．3．2 ADC0804工作原理 (10)本章小结 (11)第4章硬件设计 (12)4．1 外围电路设计 (12)4．2 电机驱动电路设计 (12)4．3 按键电路设计 (12)4．4 电桥电路设计 (13)4．4．1 桥路形式 (13)4．4．2 工作方式 (13)I I I4．4．3 根据PT100的经典电路 (14)4．5 LCD显示电路设计 (14)4．5．1 引脚功能 (15)4．6 设计目标 (15)4．6．1 设计的出发点 (16)4．6．2 设计原理 (16)4．7 A/D转换电路 (16)本章小结 (16)第5章软件设计 (17)5．1 PID控制算法 (18)5．1．1 PID控制作用 (18)5．1．2 PID算法的微机实现 (18)5．1．3 PID算法的程序设计 (20)5．2 LM016L显示程序设计 (21)5．3 直流电机PWM控制程序 (26)5．4 ADC0804 A/D转换程序 (27)本章小结 (28)第6章系统调试 (29)6．1 硬件调试方法 (29)6．1．1 常见的硬件故障 (29)6．1．2 联机调试 (30)6．1．3 脱机调试 (31)6．2 软件调试方法 (31)6．3 误差分析 (32)本章小结 (32)结论 (33)参考文献 (34)致谢 (36)附录1 译文 (37)附录2 英文参考资料 (46)附录3 (61)I VV第1章绪论1．1 课题的背景与意义在近四十年的时间里，电子计算机的发展经历了从电子管、晶体管、中小规模集成电路到大规模集成电路这样四个阶段，尤其是随着半导体集成技术的飞跃发展，七十年代初诞生了一代新型的电子计算机——微型计算机，使得计算机应用日益广泛；而单片微型计算机的问世，则更进一步推动了这一发展趋势，使计算机应用渗透到各行各业，达到了前所未有的普及程度。
基于单片机的PID控制器研究设计正文
第1.1节概述目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。
PID控制器的特点是结构简单，适应性强，特别是不依赖对象的精确模型，对系统参数的变化具有较好的鲁棒性，可以解决在工业过程中精确建模的困难。
目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器，其中PID 控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。
温度是生活及生产中最基本的物理量，它表征的是物体的冷热程度。
在很多生产过程中，温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术经济指标相联系。
因此，温度的测量与控制在国民经济各个领域中均受到了相当程度的重视。
PID温度控制器作为一种重要的控制设备，在化工、食品等诸多工业生产过程中得到了广泛的应用。
下面就简要介绍一下温度测控技术。
第1.2节温度测控技术的发展与现状温度测控技术包括温度测量技术和温度控制技术两个方面。
在温度的测量技术中，接触式测温发展较早，这种测量方法的优点是：简单、可靠、低廉、测量精度较高，一般能够测得真实温度；但由于检测元件热惯性的影响，响应时间较长，对热容量小的物体难以实现精确的测量，并且该方法不适宜于对腐蚀性介质测温，不能用于超高温测量，难于测量运动物体的温度。
另外的非接触式测温方法是通过对辐射能量的检测来实现温度测量的方法，其优点是：不破坏被测温场，可以测量热容量小的物体，适于测量运动物体的温度，还可以测量区域的温度分布，响应速度较快。
但也存在测量误差较大，仪表指示值一般仅代表物体表观温度，测温装置结构复杂，价格昂贵等缺点。
因此，在实际的温度测量中，要根据具体的测量对象选择合适的测量方法，在满足测量精度要求的前提下尽量减少投入。
温度控制技术按照控制目标的不同可分为两类：动态温度跟踪与恒值温度控制。
动态温度跟踪实现的控制目标是使被控对象的温度值按预先设定好的曲线进行变化。
基于PID算法和51单片机的温度
本科生毕业设计（论文）中文题目：基于PID算法和51单片机的温度控制系统英文题目：院系：机械电子工程学院专业：自动化姓名：学号：指导教师：完成时间：I摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用。
本文从硬件和软件两方面来介绍水温自动控制过程,在控制过程中主要应用AT89C52、LCD1602显示器、光耦MOC3051，以单片机为核心控制部件，通过 DS18B20数字温度传感器采集环境温度，LCD显示实时温度和目标温度。
软件方面采用c语言来进行程序设计，使编程简单化。
为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了，使硬件在软件的控制下协调运作。
而系统的过程则是：通过矩阵按键,设定恒温运行时的温度值，用LCD1602显示这个温度值.在运行过程中将DS18B20采样到的温度再将转换后的数字量用LCD1602进行显示，调用PID算法，确定PWM波的占空比，确定加热的功率，直到能在规定的温度下恒温加热。
关键词：单片机系统；传感器；LCD1602；光耦；温度；PIDIIAbstractIn recent years, with the computer penetration in the social field, the application of SCM is to keep at the same time, traditional control testing update on Crescent benefits. In real-time detection and automatic control system of single-chip applications. often as a single-chip core component to use only single-chip is not enough knowledge, but also the specific hardware structure and the specific features of application software objects combine to make perfect.In this paper, both hardware and software for automatic control of water temperature on the process, in the control of the main application of the process of AT89C52, LCD1602, MOC3051, microcomputer as the core control components, through the digital temperature sensor DS18B20 collecting ambient temperature and through Liquid Crystal Display1602 display of a digital thermometer temperature. Software using C language for programming, so that making it easier for the programming, to save storage space. In order to facilitate the expansion and changes to the design of modular software structure, so that the logic of the relationship between program design more concise,Hardware software co-operation under the control of it.And systematic process is: First of all, by setting the matrix keyboard, set the thermostat temperature at the time of DS18B20, and digital display of the temperature. Then, in the running temperature of the process of sampling analog into the converter in the simulation - digital converter, And the PID algorithm is called, to determine the heating power, to determine the duty ratio of PWM wave, and then converted digital control with digital display, the last single-chip microcomputer to control the heater used for heating or stop heating1until the temperature in the provisions under the constant temperature heating.Key words：Single-chip microcomputer system ；Sensor；LCD1602；Opto-coupler；Temperature；PID2目录目录 (3)第1章绪论 (5)1.1 概述 (5)1.2 温度控制技术的发展与现状 (6)1.3 课题研究的内容及要求 (7)1.4 课题的研究方案 (8)第2章设计理论基础 (12)2.1 单片机的发展概况........................ 错误!未定义书签。
基于MSP430单片机的温度PID算法设计毕业设计(论文)
本科生毕业设计（论文）基于MSP430单片机的温度PID算法设计Design of Temperature PID Algorithm Based on MSP430 Single Chip Microcomputer总计： 20 页表格： 0 个插图： 13 幅南阳理工学院本科毕业设计（论文）基于MSP430单片机的温度PID算法设计Design of Temperature PID Algorithm Based on MSP430 SingleChip Microcomputer学院（系）：电子与电气工程学院专业：自动化Nanyang Institute of Technology毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：I学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
单片机温度控制系统PID设计
毕业论文(论文)题目名称：单片机温度控制系统PID设计题目类别：毕业设计系（部）：专业班级：学生姓名：指导教师：辅导教师：时间：至目录任务书 (I)毕业设计(论文)开题报告 (IV)毕业设计(论文)指导教师审查意见..................... 错误!未定义书签。
教师评语........................................... 错误!未定义书签。
摘要. (V)Abstract (VI)前言 (VII)1 绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2 PID算法在控制领域中的应用 (2)1.3 课题研究的目的及意义 (3)2 总体方案论证与设计 (4)2.1方案设计的要求与指标 (4)2.2方案的可行性分析与方案选择 (4)2.2.1方案可行性分析 (4)2.2.2 方案的选择与确定 (6)2.2.3系统结构框图 (7)3 温度控制系统硬件设计和软件设计 (8)3.1 系统硬件设计 (8)3.1.1系统硬件组成 (8)3.1.1.1AT89C51单片机的介绍 (8)3.1.1.2测量温度元件的选择 (10)3.1.1.3模数转换器ADC0809的介绍 (11)3.1.1.4键盘和LED显示电路设计 (12)3.1.1.5温度控制电路设计 (13)3.2 系统软件设计 (14)3.2.1主程序流程图及主程序 (14)3.2.2 T0中断子程序 (17)3.2.3 A/D转换子程序 (19)3.2.4 数字滤波子程序 (20)3.2.5温度标度变换子程序 (21)3.2.6键盘显示子程序 (21)3.2.7 PID算法介绍 (23)4 系统仿真与调试分析 (25)4.1系统仿真 (25)4.2系统调试 (25)5 结束语 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录Ⅰ单片机温度控制PID系统仿真电路图 (30)附录Ⅱ PID算法流程图及程序清单 (31)长江大学工程技术学院毕业设计任务书系（部）信息系专业班级 501学生姓名指导教师/职称1.毕业设计(论文)题目：单片机温度控制系统PID设计2. 毕业设计（论文）起止时间：2008年7月 1日～ 2009年6月6日3．毕业设计(论文)所需资料及原始数据（指导教师选定部分）Ⅰ）原始数据：独立完成系统的硬件设计。
基于单片机PID温度控制毕业设计论文LUO
毕业设计说明书设计题目：基于单片机的PID温控器设计与仿真学院计算机科学与信息工程学院专业年级2008级自动化专业学生姓名LYC 学号2008133240指导教师刘传文职称讲师设计地点重庆工商大学日期 2012年2月27日～5月20日摘要本文是关于温度控制的单片机PID控制技术，加热电阻丝作为执行元件。
随着人类生产力的发展，在各行各业中对温度的要求日益提高，如啤酒的发酵、医用药品生产、以及食品加工等等；良好的温度控制技术不仅能提高产品品质而且能够有效节约能源。
而PID技术具有良好的控制能力，可以实现无误差调节，被广泛用于各个行业中。
本设计是以STC89C52RC单片机为核心，结合DS18B20温度传感器，1602LCD显示电路及键盘组成的系统。
采用PID控制技术对温度进行控制，以实现对温度准确控制。
该系统易于操作，灵活性强，方便携带等优点，有较好的发展前景。
关键词单片机，PID ，温度AbstractThis paper is about the temperature control of the single chip microcomputer PID control technology, heat resistance wire as executive components. Along with the de- velopment of the human productivity,In all walks of life to the requirements of the te -mperature is increasing day by day, such as beer fermentation, medical pharmaceu- tical production, and food processing, etc. Good temperature control technology can not only improve the quality of the product and can effectively save energy. And PID technology has good control ability, can achieve without error adjustment, is widely used in various industries. This design is based on STC89C52RC microcontroller as the core, combining the temperature sensor DS18B20, 1602 LCD display and keyboard circuit of the system.PID control technology for temperature control, in order to accurate temperature control. The system is easy to operate, flexibility, easy to carry and other advantages, have good growth prospects.Keywords：Single-chip microcomputer ，PID ，temperature目录摘要 (1)Abstract (3)第一章绪论 (1)1、PID控制系统历史现状及发展趋势 (1)2、本设计的主要工作与任务 (1)（1）主要任务内容 (1)（2）任务的具体要求 (1)第二章系统总体设计 (3)1、系统总体结构设计框图 (3)2、PID控制理论介绍 (3)第三章系统硬件设计 (7)2、单片及其外围电路 (7)2、键盘部分设计 (10)3、显示部分电路设计 (10)4、温度检测部分设计 (12)（1）特性 (13)（2）DS18B20工作时序 (13)（3）初始化时序 (14)5、加热执行部分设计 (15)6、上位机联机模块 (16)第四章系统软件设计 (18)1、程序结构确定 (18)2、程序框图 (18)3、源代码程序 (25)4、Keil C51 集成开发环境以及STC-ISP简介 (25)第五章系统调试与运行 (31)1、实物电路介绍 (31)2、系统PID调试结果与分析 (34)第六章总结 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录1 (40)附录2 (41)第一章绪论1、PID控制系统历史现状及发展趋势温度是生活及生产中最基本的物理量，它表征的是物体的冷热程度。
stm32 pid控制 毕业设计
标题：STM32 PID控制在毕业设计中的应用摘要：本文旨在探讨STM32单片机在毕业设计中PID控制的应用。
首先介绍了PID控制原理和STM32单片机的特点，然后分析了在毕业设计中使用STM32 PID控制的优势和挑战，并结合具体案例进行了详细阐述。
最后总结了STM32 PID控制在毕业设计中的应用前景和发展方向。
1. 引言毕业设计是大学生在学业生涯中的重要部分，而在工程类专业的毕业设计中，嵌入式系统设计和控制算法是常见的课题。
PID控制是一种经典的控制算法，具有调节速度快、响应灵活的特点，因此在毕业设计中得到了广泛应用。
而STM32单片机作为一种高性能、低功耗的嵌入式微控制器，具有丰富的外设和灵活的扩展性，因而在PID控制系统中也受到了广泛关注和应用。
2. PID控制原理PID控制是一种通过比例、积分和微分三个部分来对系统进行控制的算法。
其中，比例项用来调整系统的静态性能，积分项用来消除系统的稳态误差，微分项用来改善系统的动态响应。
PID控制算法简单易实现，并且适用于多种控制系统。
3. STM32单片机特点STM32单片机是由意法半导体公司推出的一系列32位微控制器，具有低功耗、高性能的特点。
其外设丰富，支持多种通信接口和数字控制，适用于各类嵌入式系统设计。
STM32单片机的开发环境和社区支持也非常完善，为工程师和学生提供了良好的开发评台。
4. 毕业设计中的STM32 PID控制在毕业设计中，STM32单片机PID控制系统的应用具有一定的优势。
STM32单片机具有丰富的外设和强大的计算能力，能够满足复杂控制算法的需求。
STM32单片机的开发环境和文档支持完善，便于学生进行学习和开发。
STM32单片机的价格相对较低，适合学校实验室和个人开发者使用。
但是，在毕业设计中使用STM32 PID控制也面临一些挑战。
学生需要具备一定的嵌入式系统和控制算法的知识，才能够正确地设计和实现PID控制系统。
STM32单片机的硬件设计和软件开发需要一定的时间和精力，可能会增加毕业设计的工作量。
基于某单片机地PID温度控制毕业设计
前言温度是表征物体冷热程度的物理量。
在很多生产过程中，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术经济指标相联系。
因此，温度的测量与控制在国民经济各个领域中均受到了相当程度的重视。
单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命，自动化、智能化均离不开单片机的应用。
将单片机控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。
现代自动控制越来越朝着智能化发展，在很多自动控制系统中都用到了工控机，小型机、甚至是巨型机处理机等，当然这些处理机有一个很大的特点，那就是很高的运行速度，很大的存，大量的数据存储器。
但随之而来的是巨额的成本。
在很多的小型系统中，处理机的成本占了系统成本的比例高达20%，而对于这些小型的系统来说，配置一个如此高速的处理机没有任何必要，因为这些小系统追求经济效益，而不是最在乎系统的快速性，所以用成本低廉的单片机控制小型的，而又不是很复杂，不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。
随着电子技术以及应用需求的发展，单片机技术得到了迅速的发展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。
现在完全可以运用单片机和电子温度传感器对某处进行温度检测，而且可以很容易地做到多点的温度检测，如果对此原理图稍加改进，还可以进行不同地点的实时温度检测和控制。
1绪论1.1研究的目的和意义温度是工业生产中主要被控参数之一，温度控制自然是生产的重要控制过程。
工业生产中温度很难控制，对于要求严格的的场合，温度过高或过低将严重影响工业生产的产质量及生产效率，降低生产效益。
这就需要设计一个良好温度控制器，随时向用户显示温度，而且能够较好控制。
单片机具有和普通计算机类似的强大数据处理能力，结合PID，程序控制可大大提高控制效力，提高生产效益[9]。
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中国矿业大学徐海学院本科生毕业论文学院：徐海学院专业：自动化论文题目：基于单片机的PID控制器设计中国矿业大学徐海学院毕业论文任务书任务下达日期：2011年12月14日毕业论文日期: 2011年12月20日至2012年6月5日毕业论文题目：基于单片机的PID控制器设计毕业论文专题题目：毕业论文主要内容和要求：1、基于单片机的PID控制器整体方案设计2、硬件电路设计，包括电源、显示、按键、A/D、D/A转换等外围电路设计3、软件设计，包括参数设置程序、显示程序、按键程序、PID算法程序等4、应用PROTEUS、Keil C51软件进行设计及仿真指导教师签字：郑重声明本人所呈交的毕业论文，是在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。
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本人签名：日期：指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；④工作量的大小；⑤取得的主要成果及创新点；⑥写作的规范程度；⑦总体评价及建议成绩；⑧存在问题；⑨是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学徐海学院毕业论文答辩及综合成绩答辩情况提出问题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字：年月日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人：年月日摘要现代工业生产中，随着生产规模的不断壮大，人们对产品质量的要求日益提高，以及现代环境的复杂化，使工业过程控制系统已成为生产中必不可少的设备。
PID控制是最为广泛和通用的的控制方法，PID控制器以其结构简单、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。
虽然各种现代控制技术频繁的出现，但并没有削弱PID控制器的应用。
相反,新技术的出现对于PID控制技术的发展起了很大的推动作用。
一方面,各种新的控制思想不断被应用于PID控制器的设计之中或者是使用新的控制思想设计出具有PID结构的新控制器,PID控制技术被注入了新的活力。
另一方面,某些新控制技术的发展要求更精确的PID控制,从而刺激了PID控制器设计与参数整定技术的发展。
本次论文以8051单片机为基础设计一个PID控制器，包括电源、显示、按键电路和复位晶振电路还有A/D和D/A转换电路，最后在Proteus与Keil 搭建的仿真平台上进行仿真。
关键词：PID控制器; 8051单片机；PID参数；ABSTRACTWith the growing scale of production in modern industrial production , product quality increasing the complexity of modern environmental and industrial process control systems have become essential equipment in the production .PID control is the most widespread and common control , PID controller is its simple structure , good stability , reliable , and easy to adjust and become one of the industrial control . Although a variety of modern control technology is frequent, but did not weaken the application of the PID controller . On the contrary, the emergence of new technologies for the development of the PID control technology played an important role in promoting .On the one hand , among the variety of new control ideas continue to be applied to the PID controller design or use of thought control to design a new controller with PID structure , the PID control technology has injected new vitality . On the other hand , the development of some of the new control technology requirements for more accurate PID control , thereby stimulating the development of PID controller design and parameter tuning technology .This paper based on the design of a PID controller in 8051 , including the power supply , display , button and reset circuit crystal oscillator circuit , the A / D and D / A conversion circuit , and finally the simulation on Proteus and Keil simulation platform .Keywords: PID controller; 8051SCM ; PID parameters ;目录1 绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 PID控制的发展和趋势 (2)1.3 论文研究的内容和结构安排 (4)2 PID控制 (6)2.1 PID控制的特点和原理 (6)2.2 PID控制器 (7)2.3 PID控制的自整定 (9)3 系统的整体设计方案 (12)3.1 系统整体方案 (12)3.2 系统的性能要求 (12)3.3 主控模块 (13)3.3.1 单片机 (13)3.3.2 8051单片机 (16)3.3.3 单片机的引脚简介 (20)3.3.4 8051单片机的工作原理 (22)4 电路设计 (23)4.1 电源电路设计 (23)4.2 按键电路设计 (24)4.3 显示电路的设计 (25)4.4 AD转换电路 (29)4.5 复位电路和晶振电路 (34)5 软件设计 (36)5.1 Proteus软件简介 (36)5.2 Keil软件 (36)5.3 设计思路 (37)5.3.1 程序设计 (37)5.3.2 显示子程序 (38)5.3.3 按键子程序 (39)5.3.4 PID参数设置子程序 (40)5.3.5 PID算法子程序 (40)6 结束语 (46)参考文献 (47)附录 (48)英文原文 (53)中文译文 (59)致谢 (65)1 绪论1.1 概述目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。
同时，控制理论的发展主要经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。
一个控制系统包括控制器﹑传感器﹑变送器﹑执行机构﹑输入输出接口这几个部分。
控制器的输出经过输出接口、执行机构，加到被控系统上；控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控制器。
不同的控制系统，它们的传感器、变送器、执行机构都是不一样的。
比如压力控制系统要采用压力传感器。
电加热控制系统的传感器是温度传感器。
目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（仪表）已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的PID控制器产品，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器(intelligent regulator)，其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。
有利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制器，能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC)，还有可实现PID控制的PC系统等等。
PID控制是最实用化的控制方式，指的是一项流行的线性控制策略，它是对偏差信号e(t)进行比例、积分、微分运算变换后形成的一种控制规律，基本思想是“利用偏差、消除偏差”。
PID控制被证明是一种非常好的控制模式。
它的产品已经在工程实际中得到了广泛的应用，很多大公司都开发了具有PID参数自整定功能的智能控制器。
PID控制器至今已有近70年历史，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，或者当使用者得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术很难采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时用PID控制技术是最方便的。
即使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得到系统参数时，最适合用的也是PID控制技术。
PID控制，实际中有PI和PD控制。
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。
模拟PID控制系统的原理框图（如图1.1所示），系统由模拟PID控制器和被控对象组成。
图 1.1 模拟PID控制系统原理框图1.2 PID控制的发展和趋势PID控制技术的发展可以分为两个阶段。
20世纪的30年代晚期微分控制的加入标志着PID控制成为一种标准结构,也是PID控制两个发展阶段的分水岭。
第一个阶段为发明阶段( 1900 ～1940 ) 。
PID控制的思想逐渐明确，气动反馈放大器被发明,仪表工业的重心被放在实际PID 控制器的结构设计上。
1940年以后则是第二阶段——革新阶段。
在革新阶段，PID 控制器已经发展成一种鲁棒的、可靠的、易于应用的控制器。
仪表工业的重心是使PID 控制技术能跟上工业技术的最新发展。
从气动控制到电气控制到电子控制再到数字控制, PID 控制器的体积逐渐缩小,性能不断的提高。