基于单片机的PID温度控制系统设计.docx

基于单片机的PID温度控制系统设计

目录

基于单片机的PID温度控制系统设计（1）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

内容综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1研究背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2研究目的和意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.3国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

系统总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

2.1系统概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.2系统硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.2.1单片机选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.2.2温度传感器选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.2.3执行器选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.2.4电源设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.3系统软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.3.1系统软件架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.3.2主程序流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

2.3.3PID控制算法实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

PID控制算法原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

3.1PID控制基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

3.2PID参数整定方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

3.3PID控制算法的改进．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

系统硬件电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

4.1单片机电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

4.2温度传感器电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

4.3执行器电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

4.4电源电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

系统软件实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

5.1单片机编程环境．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

5.2主程序设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

5.3PID控制算法实现细节．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

5.4系统测试与调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

系统测试与结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

6.1测试方法与步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

6.2测试数据采集．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

6.3结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

6.3.1系统稳定性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

6.3.2系统响应速度分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

6.3.3系统控制精度分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．