编号
淮安信息职业技术学院
毕业论文
题 目
pH值检测系统硬件设计 学生姓名 学 号 院 系 专 业 班 级 指导教师 顾问教师
薛刚 15011245 电子工程学院 应用电子 150112 秦晓芳
摘 要
二〇一四年六月
摘要
摘 要
pH值控制过程广泛存在与石油，化工，制药，造纸，废水处理及给水处理中，在工业生产中必须使pH值严格控制在特定范围内，否则可能会造成产品质量下降，原料浪费，生产不能顺利进行，经济效益下降，甚至造成环境污染，因此将pH值控制在一定的范围内有着非常重要的意义。
本文首先分析了pH控制过程的机理模型和实际的控制要求，建立了静态模型和动态模型，得出了pH值过程的非线性特性曲线。基于AT89S51单片机设计了pH值控制器，完善了软件设计，实现了数据采集、数据处理、数据显示、键盘控制等功能。
通过对所研制控制器的测试，验证了所设计的算法可行性，今后对pH值控制系统的改进提供了一种新的设计思路。
关 键 词：pH值 过程控制 变增益 单片机
I
Abstract
Abstract
pH control process widely in petroleum, chemical, pharmaceutical,
paper,wastewater treatment and water treatment, the pH value in the industrial
production must be strictly controlled within a specified range, otherwise may cause the decline in product quality, raw material waste,production can not becarried out smoothly, economic decline, or even cause environmental pollution, so the pH within a certain range of great significance.
This article first analyzesthe pH control mechanism of the process model and the actual control requirements, the establishment of static and dynamic models, and
obtained thenonlinear characteristic curve of the pH value of the process. According to thenon-linear characteristics of the pH value of the process, the segmented polylineto approximate the nonlinear curve, segmented variable gain PID control algorithm designed to compensate for the pH of the process of non-linear.Matlab software and application of pH control process simulation,Finally, a pH value of the controller wasdesigned based on AT89S51 microcontroller, improve software design, data acquisition, data processing, data display, keyboard control and other functions.
Test the developed controller, verify the feasibility of the design algorithm and theimprovement of the pH control system in the future to provide a new design ideas.
Keywords: pH value process control variable gain microcontrolle
II
目 录
摘 要 ............................................ I ABSTRACT ......................................... II 第一章 绪论 ...................................... 1
1.1 研究目的 ....................................................... 1 1.2 国内外的动态及发展趋势 ......................................... 1 1.2.1 国外研究概述 ................................................. 1 1.2.3 PH控制系统的发展趋势 ...................................... 3
第二章控制器硬件设计 .............................. 5
2.1 单片机外围电路总体方案 ......................................... 5 2.2 单片机及其外围电路的设计 ....................................... 6 2.2.1 AT89S51单片机简介 ......................................... 6 2.2.2 AT89S51单片机最小系统简介 ................................. 7 2.2.3 数据采集电路 ............................................... 9 2.2.4 D/A转换器 ................................................. 10 2.2.5 数据存储器 ................................................ 11 2.3人机接口模块设计 .............................................. 12 2.3.1 显示模块 .................................................. 12 2.3.2 键盘模块 .................................................. 13 2.4 硬件抗干扰措施 ................................................ 14
第三章控制器软件设计 ............................. 15
3.1软件设计 ...................................................... 15 3.1.1 程序设计 .................................................... 15
第四章总结与展望 .............................................. 21
4.1总结 .......................................................... 21 4.2展望 .......................................................... 21
致谢 ............................................. 22 参考文献 ......................................... 23
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