可实现的基于MCS51单片机的恒温控制系统的设计
摘要：本设计以MCS51单片机为控制内核运用典型的偏差控制方法PID算法实现设定值与采样值间的PID运算来控制可控硅的通断时间完成温度的自动调节。此系统基本上达到恒温的设计要求具有偏差小系统稳定的优点。关键词：单片机；温控；AD转换；PID算法
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一．引言
在实际生产过程中对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度都需监测和控制从而保证生产过程的顺利进行4。选择单片机来控制温度不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点而且可以大幅度提高被控对象的技术指标从而大大提高产品的品质和数量。以单片机为控制核心的温控系统具有非常理想的控制效果在实际生产过程中得到了广泛应用。而采用PID算法进行温度控制，它具有控制精度高，能够克服容量滞后的特点，特别适用于负荷变化大、容量滞后较大、控制品质要求又很高的控制系统。本系统的整体设计思想是采用模拟温度传感器对加热杯的温度进行采样通过放大电路变换为0～5V的电压信号经过AD转换保存在采样值单元；利用键盘输入设定温度经温度标度转换转化成二进制数保存在片内设定值单元然后调显示子程序多次显示设定温度和采样温度再把采样值与设定值进行PID运算得出控制量用其去调节可控硅触发端的通断实现对电阻丝加热时间的控制以此来调节水温使其基本保持恒定。主要性能指标如下：（1）温度设定范围35～85oC最小区分度为1oC；控制精度：（2）温度控制的静态误差≤1oC；（3）用键盘对设定值进行修改并送数码管显示显示范围0～99oC（4）数码显示实际水温显示范围0～99oC。
二．PID控制的原理和特点
在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的
f其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数r