智能化多功能控制仪的研制

论文摘要

智能化多功能控制仪是对工业生产中的功率和温度进行控制的系统。当前许多同类型产品控制精度低,性能不高,不能符合工业生产的需要。本系统是在对当前众多控制系统的分析和研究基础上设计研制的。本文首先从智能化多功能控制仪研究的意义出发,同时结合我国目前控制系统的应用和研制等情况进行分析、论证了系统方案,得出了采用基于单片机技术设计智能化多功能控制仪的优势和可行性。然后,论文针对本系统分别从硬件、软件、算法以及抗干扰措施方面对系统设计要点进行分析。硬件部分论述了系统的各个主要功能模块,以及每个模块所实现的功能;软件部分论述了系统采用的设计思想及主要的子模块设计流程和功能;本系统采用了新型的、带自整定功能的继电型PID算法,实现系统的输出控制;抗干扰方面重点论述了系统所采用的硬件抗干扰、软件抗干扰和制版抗干扰方法,使系统的稳定性得到保证。本系统采用手动调节控制输出和自动控制输出两种方法,使系统满足不同的工作需要。实验表明,该系统能够较稳定的控制功率输出和温度调节,在该应用领域具有一定的先进性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外控制系统的发展情况
• 1.3 本课题研究的主要内容
• 1.4 方案确立
• 1.4.1 本系统的设计要求和原则
• 1.4.2 方案一 DSP （Digital Signal Processor）
• 1.4.3 方案二 CPLD （Complex Programmable Logic Device）
• 1.4.4 方案三 单片机系统
• 1.4.5 系统采用单片机结构构建系统的缘由
• 1.5 论文的安排
• 第二章 控制仪的硬件设计
• 2.1 系统典型应用和结构原理图
• 2.1.1 系统典型应用
• 2.1.2 系统结构原理图
• 2.2 控制模块
• 2.2.1 数据存储器
• 2.2.2 程序存储器
• 2.3 输入模块
• 2.3.1 多路选择模块
• 2.3.2 A/D 采样电路
• 2.3.3 存储及看门狗模块
• 2.3.4 滤波电路
• 2.3.5 同步电路
• 2.4 人机界面
• 2.4.1 显示模块
• 2.4.2 控制命令的输入通道
• 2.5 输出模块
• 2.6 电源模块
• 2.6.1 TNY264 功能描述
• 2.6.2 电源的稳压
• 第三章 控制算法的设计
• 3.1 PID 控制算法
• 3.2 PID 参数自整定
• 第四章 系统软件的开发
• 4.1 系统软件的总体设计
• 4.2 主程序设计
• 4.2.1 启动功能键
• 4.2.2 选择功能键
• 4.2.3 加功能键
• 4.2.4 减功能键
• 4.2.5 输出处理程序
• 4.3 中断程序设计
• 4.3.1 定时器中断1
• 4.3.2 外部中断1
• 4.3.3 外部中断0
• 4.3.4 定时器中断0
• 4.4 辅助程序模块设计
• 4.4.1 LED 显示程序模块
• 4.4.2 X25045 读写程序
• 第五章 系统抗干扰设计
• 5.1 硬件抗干扰设计
• 5.1.1 元器件的选择
• 5.1.2 硬件看门狗电路设计
• 5.1.3 从时钟电路的抗干扰方面考虑
• 5.1.4 滤波器的设计
• 5.1.5 去耦电路的设计
• 5.1.6 隔离技术
• 5.1.7 集成运放的保护措施
• 5.1.8 信号线间串扰及其抑制
• 5.1.9 电源的干扰与抑制
• 5.2 软件抗干扰的设计
• 5.2.1 数字滤波技术
• 5.2.2 指令冗余技术
• 5.2.3 软件陷阱技术
• 5.2.4 看门狗技术
• 5.2.5 键盘接口抗干扰问题
• 5.3 印制电路板抗干扰措施
• 5.3.1 配置去耦电容方法
• 5.3.2 印制板的走线原则
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表的学术论文