常用应用程序设计

1、三、常用应用程序设计1、 数字滤波器 算术平均值滤波算术平均值滤波程序流程图 中值滤波中值滤波程序流程图 一阶滞后滤波一阶滞后滤波程序流程图 程序判断滤波 限幅滤波限幅滤波程序流程图 限速滤波限速滤波程序流程图2、 线性化处理 分段线性插值3、数码显示两位十进制数显示程序流程图4、越限报警处理程序5、PID控制算法程序 6.3 微型计算机温度控制系统设计 网带式多温区电阻炉微型计算机温度控制系统的设计。一、系统总体设计1、确定系统的控制任务控制对象：六温区网带式连续烧结电阻炉。设计要求：每个温区的温度在6001000范围内连续可控； 各温区的温度以及网带的运行速度可自行设定； 要求系统能够对六

2、个温区的温度及网带运行速度巡回检测、显示和定时打印。计算机控制系统应完成的主要任务有：六个温区温度的闭环直接数字控制。网带拖动直流调速系统的速度给定和速度检测。六个温区温度及网带运动速度的巡回检测、显示和定时打印。系统组成： 微型计算机 输入通道 输出通道 2、输入输出通道及其接口设计 1）温度检测模拟输入通道设计 特点：采用了由VF变换器和定时计数器组成的AD转换器。 VF转换输入通道的结构通常为： 传感器信 号放大器V/F光 电耦合器CPU小信号VI010Vf设VF变换器的额定输出频率为F，计数器对输出脉冲的计数时间为Ts，AD转换结果的分辨率为i，则有： 取Ts1s，则在VF的输出频率范

3、围010kHz内，可以得到13位的AD转换结果。2) 晶闸管数字触发输出通道设计 晶闸管简介晶闸管(可控硅整流器) 功率放大器件。 IG iA + VAK -R+ US_晶闸管的工作方式有： 调压方式 调功方式调压方式：是通过利用移相触发脉冲调节晶闸管的导通角，使输入到电加热元件的电压改变，达到调节用电器的输入功率，来实现控制目的 。导通角调功方式：触发电路采用的是过零触发方式，外加正弦电压过零时控制信号才使晶闸管的触发导通，则负载上得到的电压是一个正弦波。调功方式输入电炉的平均功率为： P输入电炉的功率；R负载有效电阻；U电网电压 ；n允许导通的波头数；N设定的波头数。 当 n0时，电炉的输

4、入功率为零； nN，电炉的输入功率为满功率。 晶闸管数字触发输出通道设计过零检测同步脉冲电路 ：电网电压同步脉冲3) 拨码盘给定输入通道拨码盘作为数字量的输入设备，设定和修改码盘值可作为控制系统的给定值。输入非数字信息时，需要事先将非数字信息转换为数字代码，再由拨码盘输入。 4) 数码显示输出通道包括： 数字量输出接口电路 锁存译码驱动电路 七段数码管显示器炉温显示：一位显示温区代号，四位显示4位温度值； 网带速度显示：一位显示网带速度代号，四位显示网带速度。 5) 打印机输出通道 系统配置了通用打印机接口电路。 打印内容包括表头、制表、采样数据和采样时间。 二、微型计算机选择 控制系统选取采

5、用STD总线标准的模块式工业控制计算机。本系统： 主机板采用8098单片机多功能CPU模板，主频6MHz。 配置了显示及操作面板接口模板， 打印机接口模板。 非通用数字触发控制模板 反馈通道的VF变换及AD转换模板， 三、控制算法设计 整个系统属于多变量系统，其数学描述传递矩阵为： 其中：离散后可近似为： 式中：y(k) 66矩阵；U（k） 61矩阵； A 66矩阵； B 66矩阵。 对于系统的每一个温区，其简化动态结构： 广义传递函数为： 广义脉冲传递函数为： 系统的闭环脉冲传递函数为：数字控制器的脉冲传递函数为： 进一步简化为： 式中： 差分化后得到控制器差分方程： 四、硬件设计硬件电路设

6、计有： 前级放大器及多路模拟转换开关。 AD转换模板。 数字触发控制模板。五、软件设计 系统控制程序的任务 系统初始化。 多路模拟转换开关的切换控制。 温度反馈信号采样和数字滤波、线性化处理。 读给定输入值，且将BCD码转换为二进制码。 完成系统的控制算法和控制输出。 定点或巡回显示温度值和网带速度值。 定时打印时间、温度和网带运行速度。 系统控制程序的模块化按控制功能将程序分成三个程序模块： 系统初始化程序模块系统初始化包括： 设置堆栈 清除动态数据缓冲区 初始化打印缓冲区 设置8253计数器的控制字和计数初始值 设置时钟系统的初始值 设置控制算法程序的初始值系统中断控制初始化等 外部中断服务程序模块中断服务程序的任务： 读取AD转换结果，以BCD码的形式送到数码管中显示