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 回 答 问 题 有有基一原正 本 般则没有 确 正性性回答 确 错错误 误 提 出 问 题 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；
ABSTRACT
With 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