图2-3 不加PID控制器的阶跃响应
加入PID控制器的结构图如图2-4
图2-4 加入PID控制器的结构图
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根据Ziegler-Nichols方法，先使积分和微分系数为0，只用比例控制，比例系数从小到大，使阶跃响应出现稳态振荡，当KP?0.655时，得到图2-5所示曲线。
图2-5 KP?0.655时的曲线
由此可知KPcrit=0.655，Tcrit=37，由表2-1可以计算出PID参数：
KP?0.6KPcrit?0.6*0.655?0.393 K?KP0.393I0.5Tcrit?0.5*37?0.021KD?0.12TcritKP?0.12*37*0.393?1.744
图2-6 用计算参数得到的曲线
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2-6）
2-7） 2-8）
（（（
用计算的参数进行仿真得到图2-6，发现系统超调较大,将积分系数减小，比例和微分系数
KD?1.8时曲线如图2-7所示。 KP?0.36、K进行微调，最后当 I?0.0006、
图2-7 参数调整后得到的曲线
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3硬件的设计与实现
3.1完整系统电路图
图3-1 完整系统电路图
图3-1为本次设计的完整系统电路图。
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3.2温度检测
本系统采用热电偶来采集温度，并使用MAX6675作为热电偶放大器和A/D转换。
热电偶是一种感温元件，它把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表转换成被测介质的温度。热电偶测温的基本原理是两种不同成份的均质导体组成闭合回路，当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在Seebeck电动势：热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系，制成热电偶分度表，分度表是自由端温度在0 ℃时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。在热电偶回路中接入第三种金属材料时，只要该材料两个接点的温度相同，热电偶所产生的热电势将保持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。因此，在热电偶测温时，可接入测量仪表，测得热电动势后，即可知道被测介质的温度。
Maxim公司新近推出的MAX6675即是一个集成了热电偶放大器、冷端补偿、A/D转换器及SPI串口的热电偶放大器与数字转换器。MAX6675的主要特性如下：简单的SPI串行口温度值输出；0℃～+1024℃的测温范围；12位0.25℃的分辨率；片内冷端补偿；高阻抗差动输入；热电偶断线检测；单一+5V的电源电压；低功耗特性；工作温度范围-20℃～+85℃；2000V的ESD信号。MAX6675是一复杂的单片热电偶数字转换器，内部具有信号调节放大器、12位的模拟/数字化热电偶转换器、冷端补偿传感和校正、数字控制器、1个SPI兼容接口和1个相关的逻辑控制。
3.3温度显示
本次设计的显示部分采用LM016L，可显示2行16列英文字符，有8位数据总线D0-D7，RS，R/W，EN三个控制端口（共14 线），工作电压为 5V。没背光，和常用的1602B功能和引脚一样（除了调背光的二个线脚）。本次设计用LM016L显示炉温温度和用户设定的温度。
3.4D/A转换电路
D/A转换采用DAC0832来实现，DAC0832是双列直插式8位D/A转换器。能完成数
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