利用ATmega16設(shè)計(jì)電熱鍋爐溫度控制器的方法

圖6 通信接口電路

系統(tǒng)軟件研制

系統(tǒng)軟件主要采用了PID控制實(shí)現(xiàn),全部軟件都是用C語(yǔ)言編寫的,軟件流程圖如圖7,由一些功能模塊組成。

圖7 主程序

初始化模塊完成I/O的設(shè)置、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分配(包括A/D采樣的結(jié)果、輸入按鍵的鍵碼、程序標(biāo)志等) 、定時(shí)器、A/ D的設(shè)置并開(kāi)中斷;循環(huán)掃描模塊檢測(cè)是否有鍵盤輸入、A/D轉(zhuǎn)換完成否、是否定時(shí)中斷等判別任務(wù)。若有則轉(zhuǎn)跳至相應(yīng)的子程序或中斷程序;中斷處理模塊依據(jù)狀態(tài)完成定時(shí)計(jì)數(shù)、A/D采樣、鍵盤掃描等任務(wù);顯示驅(qū)動(dòng)模塊依據(jù)狀態(tài)完成溫度或系數(shù)的顯示;鍵盤處理模塊檢測(cè)鍵碼并進(jìn)入相應(yīng)處理程序;定時(shí)中斷模塊完成定時(shí)計(jì)數(shù),定時(shí)間隔約為1s,為系數(shù)的設(shè)置提供數(shù)碼;溫度控制模塊依據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)和預(yù)置數(shù)的差確定控制信號(hào)的輸出。

在實(shí)驗(yàn)裝置中的應(yīng)用

用ATMEGA16單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的智能溫度控制器,主要有如下功能：

(1)能對(duì)電熱鍋爐進(jìn)行升溫、恒溫的控制;

(2)系統(tǒng)能方便地設(shè)定指定溫度和恒溫時(shí)間。系統(tǒng)工作時(shí)能循環(huán)顯示工作時(shí)間、實(shí)際鍋爐溫度,給定溫度,可隨時(shí)進(jìn)入或退出系統(tǒng);

(3)系統(tǒng)應(yīng)具有溫度超限、防干燒報(bào)警功能,當(dāng)延遲1分鐘后,則自動(dòng)斷電退出工作狀態(tài);

(4)系統(tǒng)應(yīng)具有二位式控制和PID控制功能,系統(tǒng)應(yīng)具有與PC機(jī)的通信功能;

(5)系統(tǒng)應(yīng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力。

將研發(fā)的智能溫度控制器應(yīng)用于浙大中控的AE2000B型過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置中,具有穩(wěn)定性好、精度高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn),滿足實(shí)驗(yàn)所需的各項(xiàng)指標(biāo)的要求,達(dá)到了預(yù)期的效果。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)實(shí)踐運(yùn)行表明,所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠可靠、穩(wěn)定、無(wú)擾動(dòng)地完成手動(dòng)、自動(dòng)切換的功能,并且在系統(tǒng)出現(xiàn)超溫、超壓、缺水以及漏電等緊急情況時(shí)能報(bào)警并自動(dòng)切斷系統(tǒng)。以PID算法為核心的控制器能很好地滿足系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度要求,并且具有開(kāi)發(fā)周期短、成本低、性能高、功能易擴(kuò)大的優(yōu)點(diǎn)。