基于单片机得PID控制器设计分析报告.docVIP

基于单片机的PID控制器设计 摘 要 工业控制器作为过程控制系统的核心，在现代工业过程控制中起着至关重要的作用。PID控制是迄今为止最为通用的控制方法，是经典控制理论在实际控制系统中的典型应用。作为最早发展起来的控制策略之一，PID控制算法简单、鲁棒性好、可靠性高……已经被广泛应用于工业过程控制。 本文叙述了现在几种成熟的PID控制算法，对PID控制器的设计进行了研究，包括对控制器的硬件选型和软件设计，对合适的硬件给予详细的介绍，对程序的运行给出详细的程序流程图。 PID控制器的核心选用了ATMEL公司的AT89C51单片机，通过合适的外接硬件来完成模拟数据量的采集处理，数据的模数数模转换，液晶显示，按键输入等功能。 关键字：单片机，PID算法，控制器 The design of SCM PID controller Abstract Industrial controller as the core of process control system in modern industrial process control plays a vital role. PID control is by far the most common diabolic method, is classical control theory in practical control system of a typical application. As the earliest one of the control strategy developed, PID control algorithm is simple and good robustness and high reliability... it was been widely used in industrial process control. This paper describes the now several mature PID control algorithm, the design of PID controller is studied. Including controller hardware selection and software design of suitable hardware, to the detailed introduction of program running give detailed flow chart. The core of the PID controller choosing the AT89C51 of ATMEL company, through the appropriate external hardware to complete simulation amount of data acquisition and processing, data module analog-to-digital conversion, LED display, keystroke function etc.. Key words: Microcomputer, PID algorithm, controller 目录 摘要 I Abstract II 第1章绪论 1 1.1 本课题的研究背景和意义 1 1.2 PID控制器的研究现状 2 1.2.1国内研究动态 3 1.2.2 国外研究动态 3 1.3 本论文的主要研究内容 4 1.4 本章小结 4 第2章 PID控制器原理及简介 5 2.1 PID控制器的简单介绍 5 2.2完整的基于单片机的PID控制器的基本构成 6 2.3 本章小结 7 第3章给予单片机的PID控制器的硬件设计 8 3.1 键盘输入电路 8 3.2 LED显示器 9 3.2.1LED数码管显示器结构和原理 9 3.2.2 LED数码显示器的接入 10 3.3 多路选择器 12 3．4 AT89C51单片机 15 3.4.1 AT89C51单片机的基本组成 15 3.4.2 89C51单片机的引脚 15 3.4.389C51单片机中的CPU结构 19 3.4.489C51单片机的存储器 19 3.5A/D、D/A转换器 21 3.5.1A/D转换器MAX187 21 3.5.2D/A转换器MAX531 23 3.6本章小结 26 第4章 基于单片机的PID控制器的软件设计 27 4.1 主程序流程图 27 4.2PID控制算法 32 4.2.1常规PID控制 32 4.2.2数字式PID控制 34 4.3PID控制器的参数整定 37 4.4本章小结 39 第5章 结束语 40 参