水温控制系统

文  摘  为了实现高精度的水温控制，本文介绍了一种以SPCE061A单片机为控制核心、以PID算法控制以及PID参数整定相结合的控制方法来实现的水温控制系统。文章着重介绍核心器件的选择、控制算法的确定、各部份电路及软件的设计。SPCE061A单片机完善的内部结构、优良的性能和强大的中断处理能力，决定了该控制系统的特点：电路结构简单、程序简短、系统可靠性高等。本次设计还充分利用了SPCE061A单片机成熟的语音处理技术和PC机的图形处理功能，来实现了语音播报温度和打印温度变化曲线的要求。

关键词  SPCE061A单片机；Pt1000；PID

目录

摘要…………………………………………………………………………………………………………..1

系统方案………………………………………………………………………………………………..2

1.1 水温控制系统设计任务和要求…………………………………………………………………..2 

1.2 水温控制系统关键部分确定……………………………………………………………………..2 

1.2.1 CPU（Computer processing Unit）中央处理器 …………………………………………3

1.2.2 常用温度控制系统分析……………………………………………………………………..3 

2 系统硬件设计……………………………………………………………………………..……………5 

2.1 总体设计框图及说明………………………………………………………………………….….5 

2.2 部分外部电路设计………………………………………………………………………………..6 

2.2.1 键盘设置电路………………………………………………………………………………..7 

2.2.2 测温部分电路………………………………………………………………………………..7 

2.2.3 控制电路……………………………………………………………………………………..8 

2.2.4 音频输出电路………………………………………………………………………………..9 

2.2.5 数码显示电路………………………………………………………………………………10 

2.2.6 串行通讯部分电路…………………………………………………………………………11 

3 系统软件设计…………………………………………………………………………………………12 

3.1 程序结构说明……………………………………………………………………………………12 

3.2 程序流程图及部分程序…………………………………………………………………………13 

3.2.1 主程序………………………………………………………………………………………13 

3.2.2 系统初始化…………………………………………………………………………………15 

3.2.3 键盘程序……………………………………………………………………………………16 

3.2.4 A/D转换值处理…………………………………………………………………………….18 

3.2.5 数字PID计算………………………………………………………………………………21 

3.2.6 继电器控制…………………………………………………………………………………23 

3.2.7 语音播放……………………………………………………………………………………24 

4 SPCE061A单片机简介…………………………………………………………………………………27 

4.1 μ’nSP™的内核结构……………………………………………………..………………………28 

4.2 SPCE061A的结构图………………………………………………………………………………29 

4.3 SPCE061A单片机性能……………………………………………………………………………32 

4.4 SPCE061A最小系统………………………………………………………………………………33 

4.5 SPCE061A开发方法………………………………………………………………………………33 

5 系统调试及参数整定…………………………………………………………………………………34 

5.1 继电器测试………………………………………………………………………………………34 

5.2 PID参数整定……………...................................35 

5.3 系统测试…………………………………………………………………………………………36 

5.3.1 测试环境……………………………………………………………………………………36 

5.3.2 测试方法……………………………………………………………………………………37 

5.3.3 系统误差分析………………………………………………………………………………37 

6 结束语…………………………………………………………………………………………………37 

参考文献……………………………………………………………………………………………………38 

致谢…………………………………………………………………………………………………………39