1。2 国内外现状

1。3 论文内容与结构

本次论文研究的是PID控制器。在第一章，主要介绍了PID的研究意义及现状，知道了PID算法的作用和意义，了解PID在实际生活工作中的应用。在第二章中，介绍了单片机的分类，选定本次设计需要的单片机---8051，之后介绍了8051的组成结构和引脚的名称作用，之后主要对PID算法简单做了一个了解，知道了PID算法的含义与运算原理，在知道分类的基础上知道每种分类的实现方法和参数的整定方法。第三章主要把整个电路分块研究，分成电源、按键、显示等等模块，对各个模块进行硬件的设计，还有掉电保护数据的方法，列出常用的几种方法，画出各个模块的电路图。第四章是在第三章的基础上，对各个分模块进行软件设计和画出流程图。最后第五章就是对本次设计论文的总结。

2 系统的整体设计方案

2。1 系统设计方案 系统设计原理框图

本次PID控制器的设计思路就是基于单片机完成的，电路硬件的设计包括有电源电路，给整个电路提供电源；按键电路，包括四个按键，分别是用作控制参数、可以用作加、减功能键和用作确定按键，还有一个单独按键作复位使用；显示电路，一个用作参数显示，就是P、I、D这几个参数，还需要其他三个来显示数字值，就是参数P、I、D的设定数值，这些数值可以用按键来改变；单片机复位，就是可以使单片机的工作状态回到初始化；晶振电路；AD转换电路，就是模拟量转为数字量。还有就是设计程序，包括控制数码管显示的显示电路、控制四个按键的按键程序、控制AD转换的转换程序还有就是运用PID算法的程序了。

2。2 系统的性能要求

1、可以用按键改变PID的参数值并且可以保持数值不变，除非重新设定参数值，就是可以设定参数。

2、一个数码管显示参数（P、I、D），其他三个数码管来显示数字值。

3、可以把PID算法成功地实现。

4、系统的结构要简单、可靠。

5、制作简单，价格低廉。

2。3 主控模块

2。3。1单片机

我们平时设计PCB板所用来存储程序的大多是单片机。它的组成就是将微处理器、存储器ROM和RAM、定时器/计数器、中断系统、输入/输出接口、总线和其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型计算机。

单片机的正式出现是在1970年以后，是Intel在微处理器基础上研制出来的。随着六年后MCS-48单片机被研制出来以后，在随后不到二十年的时间里，平均每两三年便要更新一代，其集成度也增加了一倍，功能更是翻了一番。

在上个世纪八十年代一开始，研制出了一种划时代的单片机--8位的C51系列。它比之前其他种类产品好的方面在于片内存储容量和外部寻址空间都变大了，ROM和外部RAM的存储空间都达到了64KB。内部程序存储器为4KB×8ROM,里面存储的是系统、客户还有固定程序。

C51系列包括了很多种单片机，像是8031、8751、8051、89C51和89C52都属于C51。虽然它们大致相同，可是在某些部分还是有所区的。比如8031内部没有ROM，只能依靠外部来进行扩展，8751的内部ROM可以根据需求输入相应程序。

在当今，美国的科技水平处于世界尖端，单片机技术也是如此。不管是单片机本身的性能还是单片机的相关产品，美国在研制开发上都处于领先地位。而除了美国，日本在单片机方面也颇有建树，相对而言有较强竞争能力，使其在家电产品的销售中脱颖而出。而韩国和我国的台湾的很多企业，虽然本身没有研发出多么好的单片机技术，但是他们选择向美国公司买技术，以此来增加他们的竞争能力。而我国面对这些高科技产品的输入，在学习这些技术的同时，我们自己本身的技术也在不断提高，各种需求也在加大。目前我国单片机研发岗位还是相当多的，这得益于外国高科技单片机产品的输入。我国企业也因国外产品的进口，加大了对单片机的技术研究，这情况既对单片机开发工程师有力，也对消费者有益，毕竟产品质量提高了，直接得利者就是消费者。而因为单片机的产品遍布各行各行，这使得各种行业的科技都得到了或多或少的进步，也促进了人类的发展进程。论文网 51单片机通用PID控制器设计+程序(3):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_83801.html