基于瑞萨微控制器的温度控制系统设计
2．2 温度恒定自动控制模式
该模式利用数字PID控制算法，通过调整比例、积分和微分的3个参数，使系统获得良好的闭环控制性能，从而使反应槽中温度趋于恒定。
模拟PID控制算法为：
式中，m(t)是PID控制器的输出信号；e(t)为偏差信号；KP为比例增益；KI为积分增益；KD为微分增益。
用一系列采样时刻kT代替连续时间t，以增量代替微分，并以后向差分的形式表示；对积分项也以增量代替，为了简便，可省去T，将式(1)转变为离散形式的差分方程：
系统的采样周期T选定后，利用Z-N整定公式确定了KP、KI、KD，只要使用前后3次测量的温度偏差值即可由式(3)式(4)得到控制量，再计算得出实际对应的马达转速。
控制原理如图6所示。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/162118.htm
3 实验设计
选择直径10 mm，容积10 mL的注射器，在注射器中吸入浓度为38％的浓盐酸，在5 cmX5 cmx10 cm反应槽中倒入浓度为35％的氢氧化钠水溶液，系统通过步进马达控制注射器将盐酸注入反应槽中，从而发生放热反应。通过实验证明，如表1所示，系统控制精度能达到0．1℃，选择温度恒定自动控制模式时，温度稳定时间小于120 s。
该系统可应用于化工领域，作为反应温度自动控制系统，能取得良好的控制效果。
4 结束语
本文设计了一种实时温度控制系统，它采用了瑞萨电子公司的H8S／2166微控制器作为核心处理器，并采用增量PID控制算法，它比传统的51单片机有更快的运行速度，更好的可扩展性，能实现更为复杂的、高性能、运行稳定、抗干扰能力强、智能化的实时嵌入式温控系统。
当然，该系统还存在一些不足之处，今后将在以下几方面加以研究和改善：1)设计多种操作模式，以满足各种实用环境；2)设计实现多个微控制器与一台主机的通信，用一台主机即可控制多个工作现场，进一步提高工作效率。
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