基于MCS-51單片機(jī)的空調(diào)機(jī)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　空調(diào)機(jī)的溫度控制對(duì)于工業(yè)和日常生活等工程都具有廣闊的應(yīng)用前景。本文將傳統(tǒng)控制理論與智能控制理論相結(jié)合應(yīng)用于溫度控制的實(shí)際工程中。首先，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的硬件構(gòu)成，然后，從熱力學(xué)的角度對(duì)溫度對(duì)象的特性做了較深入的分析，從理論上推導(dǎo)出溫度對(duì)象的常用的一階帶純滯后的近似數(shù)學(xué)模型，并給出了數(shù)學(xué)模型中各參數(shù)的含義。在此基拙上，本文分析了現(xiàn)有空調(diào)機(jī)控制方法的利弊，并針對(duì)它們各自的優(yōu)、缺點(diǎn)，對(duì)具有純滯后特性的溫度對(duì)象提出一種改進(jìn)的模糊控制方法。該方法將模糊控制、PID控制結(jié)合起來(lái)。通過(guò)數(shù)字仿真表明該方法對(duì)空調(diào)機(jī)溫度的控制具有超調(diào)小（可達(dá)到無(wú)超調(diào)）、調(diào)節(jié)時(shí)間短、魯棒性好等優(yōu)點(diǎn)。在此基拙上，用階躍信號(hào)做激勵(lì)，辨識(shí)出系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。本文的最后，通過(guò)對(duì)實(shí)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，本文所提出的改進(jìn)的模糊控制算法對(duì)非線性、具純滯后環(huán)節(jié)對(duì)象的控制是很有效的。溫度控制系統(tǒng)的軟件采用匯編語(yǔ)言編制，控制算法部分采用C與匯編混合編程。該軟件基于Windows20000/xp平臺(tái)，人機(jī)界面友好，易于用戶操作。具有在線修改采樣時(shí)間、控制算法、控制參數(shù)、圖形顯示及數(shù)據(jù)保存和打印功能。設(shè)計(jì)的空調(diào)機(jī)溫度控制的精確性，使用方便，功能齊全。

　　芯片的引腳描述

　　HMOS制造工藝的MCS-51單片機(jī)都采用40引腳的直插封裝（DIP方式），制造工藝為CHMOS的80C51/80C31芯片除采用DIP封裝方式外，還采用方型封裝工藝，引腳排列如圖。其中方型封裝的CHMOS芯片有44只引腳，但其中4只引腳（標(biāo)有NC的引腳1、12、23、34）是不使用的。在以后的討論中，除有特殊說(shuō)明以外，所述內(nèi)容皆適用于CHMOS芯片。

　　圖1.1 MCS-51的邏輯符號(hào)圖

　　如圖，是。在單片機(jī)的40條引腳中有2條專(zhuān)用于主電源的引腳，2條外接晶體的引腳，4條控制或與其它電源復(fù)用的引腳，32條輸入/輸出（I/O）引腳。