计算机设计说明书

本科毕业论文（设计）

设计题目：煤气退火炉控制系统设计

学 院：＿＿＿＿＿＿＿＿ 专 业：＿＿＿＿＿＿＿＿ 班 级：＿＿＿＿＿＿＿＿ 学 号：＿＿＿＿＿＿＿＿ 学生姓名：＿＿＿＿＿＿＿＿ 指导教师：＿＿＿＿＿＿＿＿

年 月 日

贵 贵州大学本科毕业论文（设计） 第 I 页

目 录

摘 要 .................................................................................................... 错误！未定义书签。 第一章 1.1

总体方案设计 ......................................................................... 错误！未定义书签。 设计内容……………… ........................................................................................... 1

1.2 总体方案……………… ......................................................................................... 1 第二章

2.1

系统硬件设计 ......................................................................... 错误！未定义书签。 硬件选型 ................................................................................. 错误！未定义书签。 2.1.1

2.1.1

2.1.1 2.1.1 2.2

计算机选型 .................................................................. 错误！未定义书签。 热电偶选型 .................................................................. 错误！未定义书签。 A/D转换器选型 .......................................................... 错误！未定义书签。 执行机构选型 .............................................................. 错误！未定义书签。

热电偶检测信号放大电路和A/D转换接口电路设计 ........ 错误！未定义书签。 2.1.1

计算机选型 .................................................................. 错误！未定义书签。 热电偶选型 .................................................................. 错误！未定义书签。

2.1.1 2.3

执行机构设计 ......................................................................... 错误！未定义书签。 2.3.1

过零检测电路 .............................................................. 错误！未定义书签。 固态继电器控制电路 .................................................. 错误！未定义书签。

2.3.2 2.4 第三章

3.1 3.2 3.3 3.4

按键显示电路 ......................................................................... 错误！未定义书签。 MATLAB建模与仿真 ........................................................... 错误！未定义书签。 退火炉温度控制系统的原理框图 ......................................... 错误！未定义书签。 退火炉温度控制的方框图 ..................................................... 错误！未定义书签。 退火炉温度控制系统的控制算法分析 ................................. 错误！未定义书签。 系统的建模和仿真 ................................................................. 错误！未定义书签。

系统软件设计 ............................................................................ 错误！未定义书签。

第四章

4.1

主程序 ..................................................................................... 错误！未定义书签。

贵 贵州大学本科毕业论文（设计） 第 II 页

4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7

采样子程序 ............................................................................. 错误！未定义书签。 滤波子程序 ............................................................................. 错误！未定义书签。 显示子程序 ............................................................................. 错误！未定义书签。 标度转换子程序 ..................................................................... 错误！未定义书签。 键盘子程序 ............................................................................. 错误！未定义书签。 数字控制器子程序 ................................................................. 错误！未定义书签。

小 组 总 结 ............................................................................................................................ 24 参 考 文 献 ............................................................................................................................ 24 附录A XXXXXXXXXXX .............................................................................................................. 25 附录B XXXXXXXXXXX ............................................................................................................... 26

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煤气退火炉控制系统设计

摘 要

本设计是基于单片机ATC52的煤气退火炉控制系统。设计中综合利用单片机的可编程性，灵活利用A/D转换器、LCD等，完成温度采集、运算控制、输出显示等功能。 A/D能够较高精度和较大范围的进行温度测量，保证了系统设计的精度要求；运算控制部分主要使用单片机小系统对采集的数据进行处理，方便快捷；输出显示部分使用LCD液晶显示屏实现，简单明了。系统性能指标均达到了设计要求。整个系统电路简单，操作方便，用户界面友好。

关键词：单片机，温度采集，运算控制，液晶显示

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1总体方案设计

1.1 设计内容

退火温度工艺要求温度在升温、保温过程中按一定的工艺曲线升温和保温，在此过程中，实际温度与给定工艺温度曲线的偏差不许超20℃,而降温过程为自由降温，温控系统不作起用。

大致工艺曲线如图1.1所示，在y1（400℃）温度内，保护气体温度在供气阀门开到最大情况下，以自由升温的速率在最短时间内升到y1（400℃），从y1（400℃）开始到y2（700℃）的保温点，温度按45~75℃/h的速率上升，此段为升温段。到y2点，则开始进入保温段，以y2为恒值温度进行保温。钢卷保温（t3-t2）后停火，进入降温段，在此段中温控系统停用。

图1.1 大致工艺曲线

1.2 总体方案

键盘输入ATC51输入被控对象显示输出执行机构声光报警

图1.2 总体框图

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ATC51单片机作为主控模块，通过传感器进行温度的采集，采集的数据经过A/D转换变成计算机能够接收的数字信号，然后在经过D/A转换将数字信号转变成模拟信号去控制执行机构（直流电机）的转动，并且电机的转动分为三个阶段：

第一阶段：当采集到的数据在（0～400）℃范围内时，单片机就会控制直流电机转动，

而且转动的非常快。电机转动带动阀门，从而控制阀门的开度，使温度快速升高。 第二阶段：当采集到的数据在（400～700）℃范围内时，单片机就会控制直流电机 转动，而且转动速度减慢。电机转动带动阀门，从而控制阀门的开度，并且使速率控制 在45～75℃/h之间，温度由400℃升温到700℃。

第三阶段：当采集的数据达到700℃时，电机就停止转动。

同时系统整个过程都通过LCD液晶屏对温度进行实时跟踪与显示。

2 系统硬件设计

2.1 硬件选型

2.1.1 计算机选型

在本次设计中，主机采用ATC51单片机。ATC51在一块芯片中集成了CPU，RAM，ROM，定时器/计时器和多功能I/O口等一台计算机所需要的基本功能部件。其性能比较稳定，功能完全能够满足本设计的要求。 2.1.2 热电偶选型

本系统采用镍铬-镍硅热电偶为温度检测元件，其分度号为K。K型热电偶化学稳定性高，可在氧化性或中性介质中长时间地测量900℃以下的温度，短期可测1200℃。其复制性好，产生热电势大（40μV/℃），线性好，价格便宜，能满足此系统的测温要求。 2.1.3 A/D转换器选型

选用AD574模/数转换器实现对温度的转换。AD574是美国模拟器件公司生产的

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12位逐次逼近型快速A/D转换器，一次转换时间为25μs，转换速度最快为35μs，转换误差为±0.05%，所需电源为±15V和+5V。AD574内部含有三态输出缓冲电路，可直接与各种微处理器连接，且无需附加逻辑接口电路，能与CMOS及TTL电平兼容，内部配置有高精度参考电压源和时钟电路，故无需任何外部电路和时钟信号就能完成A/D转换功能。A/D转换位的选择应满足其分辨率要高于系统的精度要求，且有一定裕量。AD574的分辨率为1LSB，百分数表示1/212=0.24‰，故选择AD574符合设计要求。 2.1.4 执行机构选型

本设计选用步进电机为执行元件，步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的控制电机，每输入一个脉冲，电动机就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。步进电机作为执行元件的显著特点是具有快速启停能力和精度高。

2.2 热电偶检测信号放大电路和A/D转换接口电路设计

2.2.1 温度检测电路及功率放大电路

本系统采用镍铬-镍硅热电偶检测炉温。热电偶是一种感温元件，热电偶由两种不同成份的均质金属导体组成，形成两个热电极端。温度较高的一端为工作端或热端，温度较低的一端为自由端或冷端，自由端通常处于某个恒定的温度下。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塞贝克电动势—热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。测得热电动势后, 即可知道被测介质的温度。其优点是结构简单，范围广，精度高，可实现远距离测量和传送，使用稳定可靠，因此被广泛使用。其不足之处是测温精度取决于冷端温度（即环境温度）的影响，为了提高热电偶测温精度，需要在热电偶的冷端进行温度补偿。温度检测电路及功率放大电路如图所示。

冷端R510KC10.1uFR610KD1D2ICL7650R8C30.1uFR91KU1A6177uA74161U2A热端1280ΩRcu4R4R22R3 C20.1uFR720ΩRP11K3R1-4V+ 贵州大学本科毕业论文（设计） 第 4 页

图3.1 温度检测电路及功率放大电路

热电偶冷端温度补偿采用电桥。变送器采用两级放大，第一级选用高稳定性运

算放大器ICL7650，第二级有通用型集成运算放大器μA741。第一级输入信号为差动信

R815，取R7=20Ω，R8=280Ω。第二级放大倍数可调，最号，放大倍数为15倍，即1R7大值为100倍，即R7R8R9RP1100,则R9=1K，RP1=1K。ICL7650输入端的钳位二极

R7R8管起保护作用，避免输入线路发生故障时瞬态尖峰干扰损坏运算放大器。电路中其他参数取经验值。

2.2.2 AD574模/数转换电路

U3123456781312151431191171621U4P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P2739383736353433322122232425262728347813141718111D0D1D2D3D4D5D6D7OELE74LS373Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q72569121516192543628272625242322212019181716P10P11P12P13P14P15P16P17INT1INT0T1T0EA/VPX1X2RESETRDWRATC51U5AD574A12/8R/CA0/SCCSCESTATUSmsb-11DB10DB9DB8DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1lsbDB0-Vs+Vs117REFout8零点调整-15VRP3+15V20Vspn10Vspn1413模拟输入RP2100ΩBPLRof12R10100KΩAN-GNDVCC910满量程调整R11100ΩRXDTXDALE/PPSEN10113029REF-IN1U6A74LS00 图3.2 AD574模/数转换电路

如图3.2所示，AD574工作在12位状态，转换值分两次输出，高8位从D4～

D11输出，低4位从D0～D3输出，并直接和单片机的数据线相连。AD574的CS片选端接锁存器74LS373的Q7端，低电平有效；CE为片选使能端，高电平有效；CS和CE共同用于片选控制，只有当两个信号同时有效时，才能选中本芯片工作。A0端接锁存器的Q1端，A0=0时启动A/D转换。R/C接锁存器的Q0端，R/C=0时，启动AD转换，R/C=1时，允许读出转换后的数据。ATC51的RD和WR经与非门74LS00与AD574的CE端相连。12/8接地表示ATC51要分两次从AD574读出A/D转换的12位数字量。

2.3 执行机构设计

2.3.1 过零检测电路

采用交流过零型固态继电器控温时需要交流过零检测电路，此电路输出对应于50Hz

3贵州大学本科毕业论文（设计） 第 5 页

交流电压过零时刻的脉冲，在交流电压过零时刻导通。如图3.3所示，是一种由光电耦合器和一个单稳态电路组成的过零检测电路。

+5VR13250KU7ARCext15C4Cext134QQ74LS123+5VABCLR1412380PFR12125KU9U8R147KJ112CON2 图3.3过零检测电路

其中，U8、U9为光电耦合器，具有检零和隔离功能，R14为限流电阻。在交流正半

周，U1导通，U2截止，VA为低电平；在交流负半周，U1截止，U2导通，VA仍为低电平。只有在交流过零点时，U1和U2均截止，VA为高电平。VA再经过74LS123单稳态电路整形，得到一过零脉冲序列VB。VB脉冲序列再与单片机P1.X输出的触发脉冲信号进行与非运算后得到控制信号，用它来控制固态继电器，从而调节炉温。

查参数可知，GD型光电开关的输入正向电流I1为50mA，而输入的是220V的交流

电，可知其峰值为310V，则限流电阻R14=310V/I1=6.2KΩ，R14取7 KΩ。74LS123输出脉冲的宽度主要取决于定时电阻R12与定时电容C4，脉宽的计算为电容值与电阻值的乘积即：WP=R*C，在实际设计中R12=125KΩ，C4=80pF,输出脉宽为10μs，幅度约5V。而74LS123的B端口输入高电平电流最大为20μA，则R13=5V/20μA=250 KΩ。 2.3.2 固态继电器控温电路

2.4 按键和显示电路

（3）按键输入

因为按键数目不多，所以系统直接采用非编码方式，直接连接单片机I/O口。

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图5 按键电路

（4）显示部分

系统采用LCD1602，P0和P3.0-P3.2作为输出口，控制LCD显示器，如图8。

图6 LCD1602

（5）输出控制

设计使用LCD1602显示当前设定温度和实际测量温度，用两个LED指示当前空调状态（加热或制冷），51单片机的低电平驱动能力较强，LED可以直接连接单片机的I/O口；单片机输出PWM波经驱动电路从而控制压缩机的转速。

3 MATLAB建模与仿真

3.1 退火炉温度控制系统的原理框图

退火炉以煤气、空气混合气为辅助燃料，煤气和空气的比例为3:2，炉温的高低

直接与混合气的进给量有关，适当调节它的进给量，即恰当地控制混合气的阀门的开启角度就可以控制退火炉的温度高低。

退火炉的结构框图如图3.1所示。

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其工作原理是退火炉温度Tx经传感器、变送器检测、变换的T(t)值，与温度给定值R(t)比较后,两者的偏差值Et(t)经微机数字控制器D(z)分析、运算，输出相应的控制量，驱动执行机构C，调节流量控制阀阀门C的开启角度，改变混合气的进给量。

温度变送器温度传感器温度设定值-ATC51单片机混合气调节器D(z)+微机数字控制器D(z)执行机构C退火炉R（t）煤气和空气的混合气流量控制阀C

图3.1 退火炉结构框图

3.2 退火炉温度控制系统的方块图

1est退火炉温度控制系统的方块图如图3.2所示，其中：H(s)=，

s KesGc(s)D(s)1

1s1 ， 。

温度传感器温度设定值+--TcATC51单片机混合气调节器D（z）ET(t)ET(z)TcT(t)H(s)D(s)Gc(s)R(t)Uc(z)温度值

图3.2 退火炉温度控制系统方块图

3.3 退火炉温度控制系统的控制算法分析

“温度”的表现，可以用纯滞后一阶惯性环节来描述，即

KesGc(s)'Gc(s)*D(s)*11s1

式中：

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Gc(s) ——煤气退火炉的传递函数； D(s) ——比例环节取1； K——比例系数； θ——纯滞后时间； τ1——时间常数。

与一个零阶保持器串联时，系统广义被控对象的脉冲传递函数为：

G(z)KzN1.1eT/11eT/1.z1

含纯滞后的一阶惯性环节的大林计算式为：

(1eT/1z1)(1eT/)Dc(Z)

K(1eT/1)[1eT/z1(1eT/)zN1]若令：

1eT/a0

K(1eT/1)eT/1eT/1(T/)a1 T/1K(1e)b1eT/ b21eT/

D(z)的简化表达式便为：

a0a1z1D(z)

1b1z1b2zN1式中：

T——采样周期；

τ1——被控对象时间常数； τ——闭环系统时间常数。

设K＝1 ，T＝1s，τ＝3，τ1＝1s，N=1，最后求得

D(z)0.6320.165z110.717z10.283z2

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当Uc(z) 对表达式中各项求Z变换后，可求出混合气流量调节器输出量Uc(k)的计算公式为：

Uc(k)bU1c(k1)b2Uc(kN1)a0ET(k)a1ET(k1)

3.4 系统的建模和仿真

此系统经过建模仿真得到的图形如图3.3所示。

图3.3 系统模型

仿真后的结果如图3.4所示。

图3.4 仿真图

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4系统软件设计

4.1 主程序

主程序流程图如图4.1所示。

图4.1 主程序流程图

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主程序程序清单：

ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP KEYS ORG 000BH AJMP PIT0 ORG 001BH

AJMP PIT1 ；中断入口及优先级 MAIN： MOV SP，#00H

CLR 5FH ：清上下限限越标志

MOV A，#00H MOV R7，#09H MOV R0，#28H

LP1： MOV @R0，A

INC R0

DJNZ R7，LP1 MOV R7，#06H MOV R0，#39H

LP2： MOV @R0，A

INC R0

DJNZ R7，LP2 MOV R7，#06H MOV RO，#50H

LP3： MOV @R0，A

INC R0

DINZ R7，LP3 ；清显示缓冲区 MOV TMOD，#56H ；T0方式2，T1方式1计数 MOV TLO，#06H MOV THO，#06H

MOV 25H，#2BCH ；设定值默认值700 SETB TR0 ；键盘高优先级 SETB ET0 SETB EX0

SETB EA ；开键盘T0。T1中断

LOOP：MOV R0，#56H MOV R1，#55H

LCALL SCACOV ；标度转化 MOV R0，#53H LCALL DIR NOP

LCALL DLY10MS NOP

LCALL DLY10MS

AJMP LOOP ；等中断 KEYS： CLR EX0 ；键盘子程序 CLR EA

PUSH PSW

PUSH ACC ；关中断 LCALL DLY10MS ；消抖 CC： JB P3.2 AA

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SETB 5DH ；置“显示设定值温度值标志” MOV A，25H ；取运算位的值 MOV B，#10H ；BCD码转化 DIV A B MOV 52H， A MOV A, B MOV 51H, A MOV R0, #50H

LCALL DIR ;显示设定温度 NOP

LCALL DLY10MS NOP

LCALL DLY10MS JB P1.7 ,BB MOV R1,#25H LCALL DAAD1 NOP

LCALL DLY10MS AJMP CC BB: JB P1.6 CC

MOV R1,#25H LCALL DEEC1 NOP

LCALL DLY10MS AJMP CC

AA: POP ACC

POP PSW SETB EX0

SETB EA RETI

DAAD1: MOV A,#00H ORL A,@R1 ADD A,#01H

CJNE A,#17CH,DAAD2 DAAD3: MOV @R1,A DAA: RET

DAAD2: JC DAAD3

MOV @R1,#2BCH AJMP DAA

DEEC1: MOV A,@R1

DEC A

CJNE A,#2A8H,DEEC2 DEEC3: MOV @R1,A DEE : RET

DEEC2: JNC DEEC3

MOV @R1,#17CH AJMP DEE PTT0: CLR EA PUSH ACC PUSH PSW PUAH DPL PUSH DPH

;出栈 ;超过380度了吗? ;超过380则转回到700 ;低于680度了吗?

; 低于680则转回到380

； T0中断子程序

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SETB EA ;压栈后开中断响应键盘

PPP: LCALL SMAP ；采样数据

LCALL FILTER ; 数字滤波 MOV A,2AH ;取采样值 CJNE A,#17CH,AAA ;下限380比较 AJMP BBB

AAA: JC CCC ;小于380度转

CJNE A,#2D0H ,DDD ;上限720比较

AJMP BBB ;转至380~720正常范围处理

DDD: JC BBB

CLR P1.2 SETB 5EH

CLR P1.1 AJMP PPP

CCC: CLR P1.3 SETB 5FH

BBB: CLR P1.0 AJMP PPP SETB P1.0 SETB P1.1 SETB P1.2 SETB P1.3 CLR 5EH

CLR 5FH LCALL DL

JNB 20H,EEF MOV A,29H LCALL FFF CLR P1.0

LOOP10: MOV R0,#56H MOV R1,#55H LCALL SCACOV MOV R0,#53H CLR DIR

JB D5H,LOOP10 CLR EA POP DPH POP DPL POP PSW SETB EA POP ACC RETI

EEE: MOV A,28H LCALL FFF CLR P1.1

AJMP LOOP10

FFF: CRL A INC A

MOV TL1,A

MOV TH1,#0FFH SETB PI1 SETB TR1

;大于720黄灯亮 ;置标志 启动风扇 ;小于380红灯亮

;置标志启动电炉

;400~700之间正常 ;设定温度小于实际值转到DL ;存放相乘结果的首址

;赋显示缓冲区最高位地址 ；标度转化 ; 赋显示首址 ; 等待T1中断 ;DL处理 ;根据DL结果计算T1初值 贵州大学本科毕业论文（设计） 第 14 页

SETB ET1 RET

4.2 采样子程序

采样子程序程序清单：

SWAP: MOV R0,#20H MOV R1,#03H

SAW1: MOV DPTR,#7FF8H

MOVX @DPTR A MOV R2,#20H

DLY: DJNZ R2,DLY HERE: JB P3.3 ,HERE

MOV DPTR,#7FF8H

MOVX A,@DPTR MOV @R0,A INC R0

DJNZ R1,SAM1 RET

4.3 滤波子程序

滤波子程序程序清单：

FILTER: MOV A, 20H

CJNE A,2DH CMP1 AJMP CMP2

CMP1: JNC CMP2 XCH A,2DH XCH A,2CH CMP2: MOV A,2DH

CJNE A,22EH,CMP3 MOV 2AH,A AJMP RR CMP3: JC CMP4 MOV 2AH,A AJMP RR CMP4: MOV A,2EH

CJNE A,2CH,CMP5 MOV 2AH ,A AJMP RR

CMP5: JC CMP6

XCH A,2CH CMP6: MOV 2AH,A RR: RET

滤波子程序流程图如图4.2所示:

；A/D转化 ; 延时 ;读转化结果 贵州大学本科毕业论文（设计） 第 15 页

CX←串长 DI←（CX）-1 BX←0 ）+2）（SAMP+（BX））≥（SAMP+（BX BX）（SAMP+（BX））≒（SAMP+（ （BX）←（BX） （CX）1=0？ （CX）←（DI） （CX）=0？ （BX）←N/2 （RESULT）←（SAMP+（BX） ） 返回 图4.2 滤波子程序流程图 中值滤波子程贵州大学本科毕业论文（设计） 第 16 页

4.4 显示子程序

显示子程序程序清单：

DIR: MOV SCON ,#00H ;置串行口移位寄存器状态

SETB P1.4 ;开显示

JB 5DH,DL1 ;显示设定温度

DL2: MOV DPTR,#SEGT DL0: MOV A,@R0

MOVC A,@A+DPTR MOV SBUF ,A

LOOP1: JNB TI, LOOP1 CLR TI

INC R0 MOV A,@R0

MOVC A,@A+DPTR

ANL A, #7FH ；使数带小数点 MOV SBUF ,A

LOOP2: JNB TI,LOOP2

CLR TI INC R0 MOV A,@R0

MOVC A,@A+DPTR MOV SBUF,A

LOOP3: JNB TI,LOOP3

CLR TI CLR P1.4 CLR 5DH RET

DL1: MOV 50H,#0AH AJMP DL2

SEGT: DB 0C0H ,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH

4.5 标度转换子程序

标度转换子程序程序清单： SCACOV : PROC NEAR MOV DX,0

MOV DATA1,#258H MOV DATA2,#708H MOV DATA3,#960H PROC NEAR MOV DX,0

MOV AX,DATAP CMP AX,DATA3 JAE Q3DOR CMP AX,DATA2

JAE Q3-Q2 CMP AX,DATA3

JAE Q2-Q1

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Q0: MOV BX,0.8H MUL BX ADC DX,0 JMP DONE

Q2-Q1: MOV AX,#15EH

Q3-Q2: SUB AX,DATA2 MOV BX,0.8H MUL BX

MOV AX,#15EH SUB AX,BX MOV @R1,A PP: RET

4.6 键盘子程序

键盘子程序程序清单： KEYS： CLR EX0 CLR EA

PUSH PSW

PUSH ACC LCALL DLY10MS CC： JB P3.2 AA

SETB 5DH MOV A，25H MOV B，#10H DIV A B

MOV 52H， A MOV A, B MOV 51H, A MOV R0,#50H

LCALL DIR NOP

LCALL DLY10MS NOP

LCALL DLY10MS JB P1.7 ,BB

MOV R1,#25H LCALL DAAD1 NOP

LCALL DLY10MS AJMP CC BB: JB P1.6 CC

MOV R1,#25H LCALL DEEC1 NOP

LCALL DLY10MS AJMP CC

AA: POP ACC

POP PSW SETB EX0

SETB EA ；关中断 ；消抖 ；取运算位的值 ；BCD码转化 ;显示设定温度 ;出栈

；置“显示设定值温度值标志” 贵州大学本科毕业论文（设计） 第 18 页

RETI

4.7数字控制器子程序

数字控制器子程序程序流程图如图4.3所示。

数字控制器计算程序 输入滤波后采样值及给定值 求偏差E（K） 计算a0e(k) 计算a1e(k-1) 计算a0e(k)-a1e(k-1) 计算b1u(k-1) 计算a0e(k)-a1e(k-1)+b1u(k-1) 计算b2u(k-3) U(k)=a0e(k)+a1e(k-1)+b0u(k-1)+b1u(k-3) 传递数据为下一次采样做准备 子程序 返回 贵州大学本科毕业论文（设计） 第 19 页

图4.3 数字控制器子程序程序流程图

数字控制器子程序程序清单：

此程序用PLC单片机语言实现：大林算法程序该程序的功能是实现U(K)=6.974* E(K)＋0.797* E(K-1)＋0.1144* U (K-1)+U(K-3)的迭代 入口：E1为规格化数

出口：OP1为规格化数 LIST P=16F877

INCLUDE P16F877.INC ACCALO EQU 20 ACCAHI EQU 21 EXPA EQU 22 ACCBLO EQU 23 ACCBHI EQU 24 EXPB EQU 25 ACCCLO EQU 26 ACCCHI EQU 27 ACCDLO EQU 28 ACCDHI EQU 29 TEMP EQU 2A TEMP1 EQU 30 TIMES EQU 31 SIGN EQU 2B COUNT EQU 2F ACCEHI EQU 30 ACCELO EQU 31 OP1LO EQU 32 OP1HI EQU 33

OP1EX EQU 34 OP2LO EQU 35 OP2HI EQU 36

OP2EX EQU 37 OP3LO EQU 38 OP3HI EQU 39

OP3EX EQU 3A OP4LO EQU 3B OP4HI EQU 3C

OP4EX EQU 3D E1LO EQU 3E E1HI EQU 3F

E1EX EQU 40 E2LO EQU 41 E2HI EQU 42

E2EX EQU 43 TEM1LO EQU 44 TEM1HI EQU 45

;U(K) ;U(K-1) U(K-2) U(K-3) E(K) E(K-1) TEM1EX EQU 46 TEM2LO EQU 47 TEM2HI EQU 48 TEM2EX EQU 49 ORG 0X000

START GOTO DALIN DALIN MOVLW 0XCA MOVWF ACCBLO MOVLW 0X37 MOVWF ACCBHI MOVLW 0X03 MOVWF EXPB

MOVF E1LO,0 MOWF ACCALO MOVF E1HI,0 MOWF ACCAHI MOVF E1EX,0

MOWF EXPA CALL F_mpy MOVF ACCBLO,0 MOVWF TEM1LO MOVF ACCBHI,0 MOVWF TEM1HI MOVF EXPB,0

MOVWF TEM1EX MOVLW 0X01 MOVWF ACCBLO MOVLW 0X33 MOVWF ACCBHI MOVLW 0X00 MOVWF EXPB MOVF E2LO,0 MOWF ACCALO MOVF E2HI,0 MOWF ACCAHI MOVF E2EX,0

MOWF EXPA CALL F_mpy MOVF TEM1LO,0 MOVWF ACCALO MOVF TEM1HI,0 MOVWF ACCAHI MOVF TEM1EX,0

MOVWF EXPA CALL F_sub MOVF ACCBLO,0 MOVWF TEM1LO MOVF ACCBHI,0 MOVWF TEM1HI MOVF EXPB,0

MOVWF TEM1EX MOVLW 0X92

贵州大学本科毕业论文（设计） 第 20 页

；6.974* E(K) ;调用乘法子程序 ；将积存入tem1 ；0.797* E(K-1) ;调用乘法子程序 ; 6.974* E(K)＋0.797* E(K-1) ;调用加法子程序 6.974* E(K)＋0.797* E(K-1)的和存入 tem1 ；将贵州大学本科毕业论文（设计） 第 21 页

MOVWF ACCBLO MOVLW 0X3A MOVWF ACCBHI MOVLW 0XFD MOVWF EXPB MOVF E1LO,0 MOWF ACCALO MOVF E1HI,0 MOWF ACCAHI MOVF E1EX,0

MOWF EXPA ；0.1144* U (K-1) CALL F_mpy ；调用乘法子程序 MOVF TEM1LO,0 MOVWF ACCALO MOVF TEM1HI,0 MOVWF ACCAHI MOVF TEM1EX,0

MOVWF EXPA ; 6.974* E(K)＋0.797* E(K-1)＋0.1144* U (K-1) CALL F_add ;调用加法子程序 MOVF ACCBLO,0 MOVWF TEM1LO MOVF ACCBHI,0 MOVWF TEM1HI

MOVF EXPB,0 ；将6.974* E(K)＋0.797* E(K-1) ＋0.1144* U (K-1)

的和存入 tem1

MOVWF TEM1EX MOVLW 0X2D MOVWF ACCBLO MOVLW 0X38 MOVWF ACCBHI MOVLW 0X00 MOVWF EXPB MOVF OP4LO,0 MOWF ACCALO MOVF OP4HI,0 MOWF ACCAHI MOVF OP4EX,0

MOWF EXPA ；0.8856*U(K-3) CALL F_mpy ;调用乘法子程序 MOVF TEM1LO,0 MOVWF ACCALO MOVF TEM1HI,0 MOVWF ACCAHI MOVF TEM1EX,0

MOVWF EXPA ; 6.974* E(K)＋0.797* E(K-1)＋0.1144* U (K-1)+U(K-3) CALL F_add ;调用加法子程序得到最终的输出值U(K) MOVF E1LO,0 MOVWF E2LO MOVF E1HI,0 MOVWF E2HI MOVF E1EX,0

MOVWF E2EX ；将 E(K) 的值传递到E(K-1)

贵州大学本科毕业论文（设计） 第 22 页

MOVF OP3LO,0 MOVWF OP4LO MOVF OP3HI,0 MOVWF OP4HI MOVF OP3EX,0

MOVWF OP4EX ；将 U(K-2) 的值传递到U(K-3) MOVF OP2LO,0 MOVWF OP3LO MOVF OP2HI,0 MOVWF OP3HI MOVF OP2EX,0

MOVWF OP3EX MOVF OP1LO,0 MOVWF OP2LO MOVF OP1HI,0 MOVWF OP2HI MOVF OP1EX,0

MOVWF OP2EX MOVF ACCBLO,0 MOVWF OP1LO MOVF ACCBHI,0 MOVWF OP1HI MOVF EXPB,0

MOVWF OP1EX

；将 U(K-1) 的值传递到U(K-2) ；将 U(K) 的值传递到U(K-1) ；将最终的输出值赋给OP1寄存器以便下运算使用

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结论

贵州大学本科毕业论文（设计） 第 24 页

参 考 文 献

[1]S.马尔金[著]，蔡光起等[译].磨削技术理论与应用[M].东北大学出版社, 2002.8. [2]刘艳明.机床适应控制系统[M].华中科技大学工业出版社, 2002. [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14]

[15]至少列出15种参考文献，所列参考文献应按论文参考或引证的先后顺序排列，并在正文中有所标记，格式详见指南。

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附录A XXXXXXXXXXX

（附录正文宋体、小四）

贵州大学本科毕业论文（设计） 第 26 页

附录B XXXXXXXXXXX

（附录正文宋体、小四）

主程序开始

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