利用ATmega16設計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控制實現(xiàn),全部軟件都是用C語言編寫的,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的設置、數(shù)據(jù)存儲器分配(包括A/D采樣的結果、輸入按鍵的鍵碼、程序標志等) 、定時器、A/ D的設置并開中斷;循環(huán)掃描模塊檢測是否有鍵盤輸入、A/D轉換完成否、是否定時中斷等判別任務。若有則轉跳至相應的子程序或中斷程序;中斷處理模塊依據(jù)狀態(tài)完成定時計數(shù)、A/D采樣、鍵盤掃描等任務;顯示驅動模塊依據(jù)狀態(tài)完成溫度或系數(shù)的顯示;鍵盤處理模塊檢測鍵碼并進入相應處理程序;定時中斷模塊完成定時計數(shù),定時間隔約為1s,為系數(shù)的設置提供數(shù)碼;溫度控制模塊依據(jù)測得的數(shù)據(jù)和預置數(shù)的差確定控制信號的輸出。

在實驗裝置中的應用

用ATMEGA16單片機實現(xiàn)的智能溫度控制器,主要有如下功能：

(1)能對電熱鍋爐進行升溫、恒溫的控制;

(2)系統(tǒng)能方便地設定指定溫度和恒溫時間。系統(tǒng)工作時能循環(huán)顯示工作時間、實際鍋爐溫度,給定溫度,可隨時進入或退出系統(tǒng);

(3)系統(tǒng)應具有溫度超限、防干燒報警功能,當延遲1分鐘后,則自動斷電退出工作狀態(tài);

(4)系統(tǒng)應具有二位式控制和PID控制功能,系統(tǒng)應具有與PC機的通信功能;

(5)系統(tǒng)應具有較強的抗干擾能力。

將研發(fā)的智能溫度控制器應用于浙大中控的AE2000B型過程控制實驗裝置中,具有穩(wěn)定性好、精度高、抗干擾能力強等特點,滿足實驗所需的各項指標的要求,達到了預期的效果。

結束語

通過實踐運行表明,所設計的系統(tǒng)能夠可靠、穩(wěn)定、無擾動地完成手動、自動切換的功能,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能報警并自動切斷系統(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,并且具有開發(fā)周期短、成本低、性能高、功能易擴大的優(yōu)點。