PID温控器系统设计与仿真
一、系统概述
PID温控器系统的工作原理图如图1，电炉内的热电阻温度传感器测出的温度信号经运算放大器放大和模/数转换后，由8051单片机读出电阻炉炉温，PID控制程序根据当前炉温和目标温度的偏差，按照一定的控制方法控制开关K的通与断，提供适当的加热功率，以使炉温尽快趋近目标温度。PID温控器还通过串口与PC通信，以实现远程监控。LED和键盘用于人机接口，交流电过零检测部分可使8051只在正弦交流电零点附近控制开关K的通与断，以避免对交流电斩波而造成干扰。
图1
二、系统设计及仿真
1.PID温控器存储系统设计
PID温控器的存储系统设计中使用了一片3-8译码器74LS138来产生个芯片所需的片选信号。6264的CE信号来自于74LS138的Y3输出，要使Y3为低电平选中6264，则C、B、A的输入应为011，由此可计算出6264的地址范围为0x6000~0x7FFF,2764的地址范围为0x0000~0x1FFF。在Proteus仿真软件中建立如
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图2所示的温控器存储系统的Memory.dsn模型文件。
图2
2.人机接口和PID温控器的输入/输出设计及仿真 2.1 PID温控器LED显示及仿真
图3是PID温控器LED显示部分的Proteus仿真原理图。8255A是较复杂的并行接口芯片，在PID控制器主要用作I/O口拓展，用于LED的显示。在编程时应注意，由于8255A的复位时间较长，在应用程序访问8255A之前，应有足够的延时保证8255A已正确复位，仿真时可不延时，但实际电路中必须加足够的延时。另外，在Proteus中建立仿真模型时，要保证8255A的器件编号小于8051的编号，否则仿真不能成功。打开建立的Memory.dsn模型文件，在其中新建一个名为LED的设计页，将图3的内容画在该设计页中，然后将文件保存为Led.dsn。
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图3
编写程序，在图3上的6位数码管上循环显示数字0~5。 程序代码如下：
/*display.h*/
/*8255A端口地址*/
#define BASE 0x0000 #define PORT_A (BASE) #define PORT_B (BASE+1) #define PORT_C (BASE+2)
#define PORT_CONTROL (BASE+3) #define LEDS 6 //共有6位LED #define CA 0 //共阳 #define CC 1 //共阴 //函数声明
void turn_On(char led,char ChNumber,char mode); void LedsOff();
void OneByOne(char datas[]); extern void Init8255();
unsigned char code Select[];
unsigned char code LED_CODES[];
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PID温控器系统设计与仿真
