3HAB72291介紹基于ATmega8型單片機(jī)的溫度測量度加熱控制系統(tǒng)。分析系統(tǒng)的工作原理，詳盡討論系統(tǒng)的硬件電路和軟件流程。實(shí)驗(yàn)證明，該系統(tǒng)工作可靠，穩(wěn)定性高。 

1 引言 溫度是工業(yè)生產(chǎn)中主要的被控參數(shù)之一，與之相關(guān)的各種溫度控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于冶金、化工、機(jī)械、食品等領(lǐng)域。文中介紹的溫度測量及加熱控制系統(tǒng)以ATmega8型AVR系列單片機(jī)為核心部件，通過對(duì)系統(tǒng)軟件和硬件設(shè)計(jì)的合理規(guī)劃，發(fā)揮單片機(jī)自身集成眾多系統(tǒng)級(jí)功能單元的優(yōu)勢，在不減少功能的前提下有效降低了硬件成本，系統(tǒng)操控簡便。實(shí)驗(yàn)證明該溫控系統(tǒng)具有很高的可靠性和穩(wěn)定性。 

3HAB72291系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制算法 

2.1 3HAB72291系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 溫度測量及加熱控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)主要包括現(xiàn)場溫度采集、實(shí)時(shí)溫度顯示、加熱控制參數(shù)設(shè)置、加熱電路控制輸出、與上位機(jī)串行通信和系統(tǒng)核心ATmega8型單片機(jī)等。

3HAB72291溫度采集電路以模擬電壓形式將現(xiàn)場溫度傳至單片機(jī)。單片機(jī)通過自身集成的A/D轉(zhuǎn)換器將模擬電壓轉(zhuǎn)化為控制系統(tǒng)可用的數(shù)字量。單片機(jī)結(jié)合現(xiàn)場溫度與用戶設(shè)定的目標(biāo)溫度，按照已經(jīng)編程固化的增量式PID控制算法計(jì)算出實(shí)時(shí)控制量。以此控制量使能光電隔離驅(qū)動(dòng)電路，決定加熱電路的工作狀態(tài)，使?fàn)t溫逐步穩(wěn)定于用戶設(shè)定的目標(biāo)值。

3HAB72291系統(tǒng)運(yùn)行過程中的各種狀態(tài)參量均由數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示，并通過RS232串口與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行全雙工通信。用戶直接在上位機(jī)完成溫度測量和加熱控制的全部操作。 2.2 系統(tǒng)控制算法 系統(tǒng)采用基于增量式PID算法的脈寬調(diào)制（PWM）控制方法，即PWM方波的占空比由增量式PID算法求得。增量式PID算法的輸出量為

式中，en、en-1、en-2分別為第n次、n-1次和n-2次的偏差值，Kp、Ti、Td分別為比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)，T為采樣周期。 3HAB72291單片機(jī)每隔固定時(shí)間T將現(xiàn)場溫度與用戶設(shè)定目標(biāo)溫度的差值帶入增量式PID算法公式，由公式輸出量決定PWM方波的占空比，后續(xù)加熱電路根據(jù)此PWM方波的占空比決定加熱功率?，F(xiàn)場溫度與目標(biāo)溫度的偏差大則占空比大，加熱電路的加熱功率大，使溫度的實(shí)測值與設(shè)定值的偏差迅速減??；反之，二者的偏差小則占空比減小，加熱電路加熱功率減小，直至目標(biāo)值與實(shí)測值相等，達(dá)到自動(dòng)控制的目的

ORIENTAL MOTOR VEXTA AC SERVO DRIVER B2032-0775AIP

MYCOM UPS52-130E SERVO DRIVE

OREGON MICRO PCX-4 BOARD

SMC VQ1A01N-5 LOT OF TWO

YASKAWA SGM-02A312 SERVO MOTOR 200W 3000RPM/MIN

COOL MUSCLE MOTOR CM1-P-11L30-M0013

SONY CCD CAMERA XC-ES30 WITH 35MM LENS F1.6

PULNIX CCD CAMERA TM-200 WIHT CABLES AND AN ILLUMINATOR

VEXTA 5-PHASE DRIVER DFU1514

#0121 LOGOSOL AC DC SERVO DRIVER LS-173P-1210

#0153 SHIMPO ABLE REDUCER GEARHEAD VRSF-LB-5C-400 RATIO 5:1

DAIFUKU CLW-3790A CONTROLLER PCB BOARD

JEOL BOARD PENNING-PB ASSY SP000817-01

NATIONAL PCI-6023E BOARD

FASTECH FAS-HSSI-M128 BOARD

PANASONIC B_W CCD CAMERA GP-MF552

PANASONIC AC SERVO MOTOR AMKB100B10LAK

VEXTA,ORIENTAL,HARMONIC GEARED STEPPING MOTOR,DRIVER,CSD5814N-P PH533HG1-NA

PANASONIC AC SERVO MOTOR AMKB200B10LAK

FUJI ELECTRIC FVR.E7S INVERTER FVR004E7S-2