本文档介绍了一种测量和控制系统，它使用微控制器C8051F040（SOC）作为智能节点来调节受控对象的温度。主要由三部分组成：数据采集，控制决策和控制输出。论了该温度控制器的工作过程和设计方法。个系统结构简单，可靠性高，操作维护方便，检测和温度控制调谐精度高，增强了CAN总线通讯功能，并向用户传输数据。他从站通过CAN总线上的智能触点。数据交换。可以很容易地应用于需要温度控制的任何场合。度控制; SOC;数字PID控制本文提出的基于SOC微控制器的温度控制系统可应用于需要温度控制的所有情况。
SOC MCU用作主控制器。一般的51系列MCU相比，它具有操作灵活，功能强大，集成度高的优点。设计时添加了通信功能。此，该温度控制器具有比传统温度控制器更强大的功能。度控制器不仅可用于工业领域的温度控制，恒温阀芯还可用于多个站之间的数据传输和数据交换，这要归功于CAN总线的传输容量。制器能够实时检测温度及其变化。
还具有温度补偿功能，以确保控制温度的准确性。制算法简单有效，温度控制精度高。制功能非常完美。于SOC微控制器温度控制系统的系统结构和组成如图1所示。个系统由三部分组成：模拟输入通道（数据采集部分），微控制器C8051F040（控制决定部分），模拟量或数字输出通道（控制输出部分）。统可以通过键盘输入温度的参考值，恒定的比例值P，积分时间常数I的值，微分时间常数D的值，并且还具有用于通过CAN总线进行数据交换的数据缓冲区。1抗干扰设计软件和软件控制算法图。
制算法PID控制是自动化领域中常用的控制算法，其可用于线性和非线性修改的系统中。具有提高系统响应速度，减少系统稳态误差，克服振荡，提高系统稳定性的优点。统使用软件实现PID功能，增量数字PID控制算法可以轻松控制整个系统。温度控制器是闭环控制系统。
统首先将给定参数与检测值进行比较，找出偏差值，然后将偏差值和给定PID参数值替换为计算公式。制值用于确定输出服务周期的值。
异越大，服务周期和加热时间越长。下一次测量之后，重新调节工作循环直到达到恒温阶段，此时系统的加热/冷却达到平衡。果在该过程中在恒定温度下发生干扰，例如在环境的突然变化期间，则恒温阶段的平衡被破坏。时，系统自动调整占空比并再次达到平衡。
B.抗干扰软件设计由于热电偶的温度系统较小，信号较弱，容易受到各种干扰的影响。间和算术平均滤波方法用于过滤收集的温度信号。集的20个值从最大到最小排序，然后删除前5个和后5个，并对剩余的10个值进行平均。该系统中，采用对应表和折线法的组合。系统设计用于线性化软件时，热电阻的相应温度电阻值存储在微控制器的程序存储器中。于表中的对应值在10度的范围内，因此每10度通过线法执行线性化，并且两种线性化方法都可以实现更好的效果。CAN总线通信用户界面简单易用。络拓扑结构采用总线式结构，结构简单，成本低，无源分接连接，系统可靠性高。个网络节点通过CAN总线连接，形成多主控制器的本地网络。CAN总线可以通过智能节点在智能节点和温度控制器的远程控制之间传输和交换数据。用CAN通信协议传输信息，并且CAN控制器完成系统通信。统如图2所示。2 CAN系统的总体拓扑在通过CAN总线进行通信时，系统可以传输数据，包括：仪表参数的对应值，给定的温度值，PID参数的值，测量精度的值等。送和接收在总线通信协议中指定的数据帧结构。能节点电路板上有三个按键：按键7是发送控制温度按键，按此键时，实时温度值（任意设定）可以是在线和第二排LED发送到控制主机。示。8键用于传输PID参数，并且可以将PID参数的设定值发送到控制主机并将其显示在第二排LED上。9是传输热阻索引参数的阵列，其允许发送来自索引参数表的所有数据并在线升级热阻索引参数表的版本。制主机。P82C250是微处理器和物理总线之间的接口，为微处理器提供差分总线传输能力和差分接收能力。外，由于CAN总线使用双绞线数据进行数据传输，因此会受到外部干扰。此，可以充分利用接收器的共模接收器的高抑制性能，并且可以提高通信的抗干扰能力。是，必须在双绞线上连接相应的电阻，以消除长线反射引起的干扰。应电阻的电阻为124.如果电阻不匹配，则系统总线上的数据通信正常。统软件设计为了使软件结构的整体概念清晰，灵活，易于调试，系统软件采用模块化设计，包括主程序和多个子程序。程序通过调用每个子程序来完成所有控制器的功能。统软件设计主要包括SOC微控制器初始化，采样程序，线性化程序，显示程序，键盘控制程序，子程序。PID算法和CAN总线发送和接收程序。始化程序主要完成每个程序使用的指示器的初始化，温度检测由温度采样，A / D转换程序和数字滤波补充。的数字显示程序通过搜索相应的代码在管的数字显示器上显示缓冲器的值。字滤波使用中值滤波。度值存储在相应的存储单元中。文档中介绍的智能温度控制器的最大特点是它可以是远程实时控制，可以在CAN总线的多主模式下运行，并将多个智能节点配置为平台控制。度控制器可用作控制器LAN产品。度控制器参数也可以通过CAN总线实时定义，从而提高其适应复杂工作现场的能力。控制器局域网作为平台的温度控制器概率较低干扰和使用过程中的安全系数。该产品是有利可图的，因此提供广阔的市场前景。
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