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毕业设计 数字PID控制器的快速开发 共43页，22533字。
第一章 绪论 5
1.1 概述 5
1.2 发展与现状 5
1.3 论文结构安排 6
1.3.1 本文主要工作 6
1.3.2 章节安排 6
第二章 硬件设计 8
2.1 引言 8
2.2 系统硬件方案分析 8
2.3 系统硬件总体结构 9
2.4 主控制器设计 10
2.4.1 单片机的选用 10
2.4.2 单片机介绍 11
2.5 输入通道设计 11
2.5.1 TC1407A 温度传感器（输入通道1） 11
2.5.2 DS18B20温度传感器（输入通道2） 11
2.6 输出通道设计 12
2.7 A/D转换 13
2.8 串行通信接口电路 13
2.9 小结 14
第三章 控制方案 15
3.1 引言 15
3.2 PID控制 15
3.2.1 PID控制理论 15
3.2.2 PID控制算法 16
3.3 系统数学模型的确定 18
3.3.1 数学模型及分类 18
3.3.2 数学建模方法: 20
3.3.3 数学建模原则: 20
3.3.4 系统特性分析 21
3.4 PID控制参数整定 21
3.4.1 实验凑试法 21
3.4.2 实验经验法 22
3.5 小结 24
第四章 软件设计 25
4.1 引言 25
4.2 单片机开发语言 25
4.3 MATLAB/SIMULINK仿真 26
4.3.1 Simulink功能及扩展 26
4.3.2 Simulink特点 27
4.4 构建SIMULINK模型 27
4.5 生成RTW代码 28
4.6 小结 29
第五章 系统调试 30
5.1 引言 30
5.2 PROTEUS仿真与集成开发环境KEIL 30
5.2.1 PROTEUS仿真 30
5.2.2 集成开发环境KEIL 31
5.2.3 利用KEIL开发系统软件流程 32
5.3 系统硬件调试 32
5.4 系统软件调试 32
5.5 系统综合调试 33
5.5.1 Keil改写代码 33
5.5.2 Keil与Proteus联调 34
5.5.3 Proteus仿真 36
5.6 小结 37
第六章 结论 38
6.1 总结 38
6.2 展望 38
参考文献 40
致谢 41
毕业设计小结 42

摘要
随着控制理论和电子技术的发展，工业控制器的适应能力增强和高度智能化正逐步成为现实。其中以单片机为核心实现的数字控制器因其体积小、成本低、功能强、简便易行而得到广泛应用。目前, P ID 控制应用最广,这不仅仅是因为P ID控制结构简单、易于实现,而且更重要的是因为P ID适合于大多数控制对象.但随着设计环境的频繁变化和同时提出的快速开发要求使得在创建原型的过程中，速度比细节更重要。本文主要讨论在过程控制中得到广泛应用的数字PID控制器的快速开发。　
1.使用常用的AT89C51芯片作为微处理器，再加上外围电路设计了PID 控制电路（输入通道DS18B20、AT1047温度传感器， 输出通道MILFORD-2*16-BKP型LCD显示器）可以直观地观测到系统仿真的控制效果。
2.PID算法中采用增量式算法，并用系统辨识确定实际系统模型的传递函数，然后使用多种方法整定PID参数以保证系统参数的正确调整。
3.根据Matlab/Simulink/RTW提供的实时的开发环境,使用RTW( Real- time workshop) 进行PID控制器的实时仿真和目标代码生成加速仿真过程和快速原型化.
4.使用Keil对RTW生成的代码进行修改并编译，通过与Proteus进行联调，将代码下载到Proteus中，并在其中进行硬件仿真，并观察实际系统仿真的效果。
本文采用RTW生成实时代码，通过Keil与Proteus的联调，将代码修改后下载到Proteus，并在其中进行硬件仿真，比较输入与LCD输出，达到PID控制要求。今后随着嵌入式技术的发展，可以采用ARM等更高级的嵌入式平台，结合智能PID控制并使用实时操作系统达到更复杂系统的精确控制。

关键词:单片机 数字PID控制 MATLAB PROTEUS