main() //主程序
{ TMOD=0x21 ; //0b0010 0001 timer0模式1（16位），timer1自动重装载 TH0=0xfc ; //1ms延时常数 12M TL0=0x18 ; //低电平时间调节
TH1=0x7f; //定时器1赋初值 TL1=0 ;
EA=1; ET0=1;
ET1=1; //开中断 while(1)
{if(sw==1) //循环判断开关状态，并执行相应的程序 {AD_val(); //调用TCL549采集处理 display(uuu); } else {KB_Scan1(); display(sc); }
PID();} //每个循环的最后执行一次PID运算，实时控制电机 }
从主程序中可以看出，在进行一系列程序调用之前对系统进行初始化，然后判断开关状态程序有所反应。然后进行一系列子程序，进行A/D转换和PID计算，将其结果用来控制直流电机。 2.2 键盘程序
4】【
2.2.1 键盘扫描及键值识别的原理由于机械触点有弹性，在按下或弹起按键时会出现抖动，从
最初按下到接触稳定要经过数毫秒的弹跳时间，如图所示。为了保证探险键识别的准确性，必须消除抖动。消抖处理有硬件和软件两种方法：硬件消抖是利用加支抖动电路滤避免产生抖动信号；软件消抖是利用数字滤波技术来消除抖动。我们采用软件的方法，利用主程序循环扫描，主程序每循环一次扫描到的键值相同时，则说明是某键按下。
语句，把按键的编码和键值对应起来。switch对于键值识别，我们用一条．
2.2.2 键盘具体程序 void KB_Scan1(void)
{ uchar tmp,line,i,flag,press; //定义局部变量
if(lie1==0|lie2==0|lie3==0)return; //判断是否有键按下，如有，返回。消除重键问题 line=0xFE; for(i=1;i<=4;i++)
{ P2=line; //依次给P2口低四位送低电平，读高四位判断是否有键按下。 tmp=P2; //读取键盘口数据寄存器 tmp&=0x70; if(tmp!=0x70)
{ tmp=P2;flag=1;break;} else line=(line<<1)|0x01; }
if(i==5) {tmp=0xFF;flag=0; }
switch(tmp) //用switch语句把编码转换为对应的键值。 { case 0xEE:press=1; break; case 0xDE:press=2; break; case 0xBE:press=3; break; case 0xED:press=4; break; case 0xDD:press=5; break; case 0xBD:press=6; break; case 0xEB:press=7; break; case 0xDB:press=8; break; case 0xBB:press=9; break; case 0xD7:press=0; break; default: break; }
if(flag==1) //如果有键按下，把每次的值存放到buf[]中，方便以后调用。 {buf[2]=buf[1]; buf[1]=buf[0]; buf[0]= press; } }
2.3 数字PID及电机控制程序
【5】
，所以一般使用增由于单片机控制是一种采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值计算控制量
量型控制，它控制稳定，误动作影响小。其算式如下：
?
?u?u?ui?ii1
TTd(e?2ee??e?K[(e?e)?)]
2
2iiip?1ii?i?1TTi2e]?D?[?e?Ie?Kiipi
e??K?Ke?Ke?iiidip
这个计算的过程可用一个简单的程序来实现。 /***************PID服务程序*************/ void PID( ) { double e0,e1,e2; uchar du,out1;
uchar kp=16, kd=0,ki=0; // ts=1; e0=e1;e1=e2;e2=(sc-uuu);///10; //设定值-采集量
if(e2>=0)
{ direction=1; //设定值-采集量>0, 电机正转，开大阀门。
if(e2>=20) //测得偏差值与设定偏差值进行比较，若不在设定范围内则满功率正转。 {TR0=0;PWM=1;} else
{ du=10*e2;//(e2-e1)+ki*e2+kd*(e2-2*e1+e0); // PID算法 out1=du;//+out0;
TR0=1; //若到达设定范围则调用PID程序，进行有效功率转动. } }
else if(e2<0)
{ direction=0; //设定值-采集量<0, 电机反转，关小阀门。
if(e2<-20) //测得偏差值与设定偏差值进行比较，若不在设定范围内则满功率反转。 {TR0=0;PWM=1;} else
{ du=10*e2;//(e2-e1)+ki*e2+kd*(e2-2*e1+e0); // PID算法 out1=-du;//+out0;
TR0=1; //若到达设定范围则调用PID程序，进行有效功率运转. } } out0=out1; }
五、结束语
此次课程设计是基于《过程控制系统》的综合课设，要求通过对工业过程量流量的测量方法、信号处理技术和控制系统的设计，掌握测控对象参数检测方法、变送器的功能、测控通道技术、执行器和调节阀的功能、过程控制仪表的PID控制参数整定方法。
我拿到题目和要求，明确本次的重点是一个控制“系统”的设计，要实现流量的控制，分析流量
怎么测，怎么控。就是要完成从信号采集→偏差控制→执行器→对象输出整个的设计。所以我先分模块进行设计，粗略的构思了一个单回路控制系统：即偏差运算用PID，输出PWM波形控制电机，电机驱动阀门开度变化。接下来就是具体模块的具体设计实现，信号采集模块我就面临了选择，是选择并行AD转换芯片还是串行AD芯片，再后来就是数码管显示不稳定，亮度不够怎么办，每前进一步都是问题，这时就借鉴别人怎么做的，他们的效果是不是比自己的好，这样不断的比较和思考，解决了很多问题。最大的体会就是设计过程是解决问题的过程，自己也对设计控制系统积累了一定的经验。通过设计后面的控制器模块、电机控制模块，我使用了PID的理论、PWM控制电机转速的知识和电机的驱动电路的知识，通过大量的查阅资料，在以前纯理论的基础上有很大提高。
这次课设使我对过程控制系统有了更深的理解，同时对模块设计有了自己的思考和思路，对以后自己设计开发控制系统有很好的铺垫作用。
参考文献
【1】 任彦硕等．自动控制系统[M]．北京：北京邮电大学出版社，2006，157 【2】张家生. 电机原理与拖动基础[M]. 北京：北京邮电大学出版社，2006， 136
【3】 马斌等．单片机原理及应用---C语言程序设计与实现[M]．北京：人民邮电出版社，2009，284--290
【4】王宜怀等.嵌入式系统[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2008， 132
【5】顾德英，张健，马淑华.计算机控制技术[M]. 北京：北京邮电大学出版社，2006，106
附页1：流量控制系统总程序
#include
uchar pr[]={0x57,0x6E,0x5E,0x3E,0x6D,0x5D,0x3D,0x6B,0x5B,0x3B}; uchar discode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; int AD; //转换结果，十六进制 int uuu,sc=0;
int Int_result, //标度变换后的结果 sbit Dataout=P1^0; //数据线 sbit cs=P1^1; //片选 sbit sclk=P1^2; //io口时钟 sbit dx=P1^3; //断码显示控制锁存 sbit wx=P1^4; //位控控制锁存 sbit sw=P1^7; sbit PWM=P1^5;
