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毕业设计 数字化调节器的设计 共58页，20226字
摘 要
本论文介绍一种以AT89C52单片机为核心具有A/D转换器、D/A转换器、数码管显示、键盘输入等功能的数字调节器。该调节器可以实现对变送后的传感器信号进行处理并显示，实现测控。该调节器具有显示与调节功能，调节级数为4096，远远高于一般的数字电位器，可广泛用于生产过程控制等场合。其中，信号输入通道采用V/F方式实现对被测量模拟量的数字化，既经济又能满足分辨率要求。本设计设计了一路PT100直接测温输入通道和1~5V和4~20mA标准信号输入通道，在工业现场中可以用于接收其他变送器输出的信号，设置不同的转换参数便可以进行数据处理。并且，设计有标准信号的输出通道：1~5V和4~20mA输出，其中，4~20mA输出的电流信号可以进行长距离传送。输出控制信号有两种方式：继电器输出控制和D/A输出控制。软件部分采用适用的PID算法，能够满足大多数控制系统的控制要求，实现数字化控制。
关键词：A/D转换器；D/A转换器；单片机；调节器；数字化

目 录

摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract …………………………………………………………………………………Ⅱ
第 1 章 引言……………………………………………………………………………1
1.1 数字化调节仪及其特点…………………………………………………………1
1.2 数字化调节仪的基本的要求和发展趋势………………………………………2
1.3 通用智能调节器系统组成及功能描述…………………………………………3
1.4 本文的内容和结构………………………………………………………………4
第 2 章 数字化调节器硬件设计……………………………………………………5
2.1 热电偶和热电阻通用输入通道的设计…………………………………………5
2.1.1 热电阻PT100及其测量通道设计………………………………………5
2.1.2 热电偶及其测量通道设计………………………………………………9
2.1.3 标准信号4~20mA和1~5V输入电路的设计…………………………10
2.1.4 基于V/F的A/D转换接口电路设计……………………………………12
2.2 调节器的输出通道的设计………………………………………………………13
2.2.1 D/A输出通道设计………………………………………………………13
2.2.2 标准信号0~5V变送4~20mA输出电路设计…………………………15
2.3 按键及显示驱动芯片HD7279A………………………………………………17
2.3.1 HD7279A的指令…………………………………………………………17
2.3.2 HD7279A的串行接口……………………………………………………21
2.4 通讯接口电路设计………………………………………………………………23
2.5 本章小结…………………………………………………………………………24
第 3 章 整体软件设计………………………………………………………………25
3.1 主程序设计………………………………………………………………………25
3.2 V/F测频子程序设计……………………………………………………………26
3.3 按键处理子程序设计……………………………………………………………28
3.4 系统数字滤波抗干扰设计………………………………………………………29
3.5 本章小结…………………………………………………………………………31
第 4 章 PID控制及仿真……………………………………………………………32
4.1 经典PID控制理论 ……………………………………………………………32
4.2 实用的PID控制方法……………………………………………………………34
4.3 PID控制参数的整定……………………………………………………………36
4.4 计算机仿真………………………………………………………………………38
4.5 本章小结…………………………………………………………………………40
结束语……………………………………………………………………………………41
参考文献………………………………………………………………………………42
致谢………………………………………………………………………………………43
附录A……………………………………………………………………………………44
附录B……………………………………………………………………………………45