摘   要
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)已在工業(yè)、國(guó)防、農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)生活等各方面都發(fā)揮著重要的作用。論文論述了一個(gè)單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程，該系統(tǒng)以MC9S12XS128單片機(jī)為控制器，配有鍵盤、顯示電路，通過溫度檢測(cè)裝置進(jìn)行采樣，經(jīng)控制算法得到控制量，再通過PWM通道輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制。該系統(tǒng)是一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。論文的工作主要有以下幾個(gè)方面：
1、 設(shè)計(jì)了以MC9S12XS128單片機(jī)為控制器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，確定了系統(tǒng)方案。該方案具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能優(yōu)良，成本低廉的特點(diǎn)。
2、 對(duì)溫度控制系統(tǒng)的硬件主體部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)和制作。主要包括鍵盤電路、顯示電路、PWM輸出電路以及與單片機(jī)接口。單片機(jī)使用了MC9S12XS128最小系統(tǒng)板。
3、 編制了控制系統(tǒng)的全部軟件。包括AD采樣模塊、LED顯示模塊、鍵盤掃描及處理模塊、溫度標(biāo)度轉(zhuǎn)換模塊、PWM輸出模塊，PID控制模塊以及積分分離的PID控制模塊。
所有程序在自制的系統(tǒng)板上調(diào)試成功。
關(guān)鍵詞: 單片機(jī)  溫度控制系統(tǒng)  MC9S12XS128  PID控制
Abstract
  With the development of computer technology, computer control system has been in the industrial, defense, agriculture, economy and other aspects of life play an important role. This paper discusses a single chip temperature control system design and implementation process, the SCM system MC9S12XS128 controller, with a keyboard, display circuit, through the temperature detector is sampled is controlled by the amount of control algorithms, and through the PWM channel output to achieve temperature control. The system is a complete computer control system. Thesis work mainly in the following areas:
1、Designed to MC9S12XS128 microcontroller system structure for the controller to determine the system plan. The program has a simple structure, excellent performance, low cost features.
2、The temperature control system for the main part of the hardware design and production.   Including keyboard circuit, display circuit, PWM output circuit and the microcontroller    interface. SCM uses the MC9S12XS128 minimum system board.
4、 The preparation of all of the control system software. Including the AD sampling module, LED display module, keyboard scanning and processing module, the temperature scale  
conversion module,PWM output module, PID control module and the integral PID control
module separation.
  All program debugging system board in the self-made success. To achieve the intended function.
 
Key words: microcontroller   Temperature Control System   MC9S12XS128
           PID control microcontroller
 
目   錄

第一章 緒論 1
1.1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展 1
1.2 課題研究的目的及意義 2
1.3 論文的主要結(jié)構(gòu) 2
第二章 方案論證及選擇 3
2.1 單片機(jī)的選擇 3
2.2 LED顯示電路模塊選擇 3
2.3 按鍵控制模塊選擇 3
2.3.1 獨(dú)立式按鍵 4
2.3.2 矩陣式按鍵 4
2.4 AD的選擇 6
2.5 DA的選擇 6
2.6 控制算法選擇 6
第三章 硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 7
3.1 硬件系統(tǒng)框圖 7
3.2 單片機(jī)控制電路模塊 7
3.2.1 S12控制器的特點(diǎn) 7
3.2.2 S12控制器的組成 7
3.2.3 MC9S12XS128單片機(jī)原理圖 8
3.2.4 MC9S12XS128系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 9
3.2.5 MC9S12XS128引腳分布圖 10
3.2.6 MC9S12XS128最小系統(tǒng)板 10
3.3 LED顯示電路模塊 11
3.3.1 LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu) 12
3.3.2 LED數(shù)碼管字形編碼 13
3.3.3 LED數(shù)碼管掃描方式 14
3.4 按鍵控制電路模塊 15
3.4.1 獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu) 15
3.4.2 按鍵開關(guān)去抖動(dòng) 16
3.5 A/D電路模塊 16
3.6 PWM電路模塊 17
3.6.1 PWM脈寬調(diào)制 17
3.6.2 S12產(chǎn)生PWM方法 17
3.6.3 PWM工作方式 18
3.6.4 PWM用作D/A轉(zhuǎn)換 18
3.7 硬件系統(tǒng)制作 19
第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20
4.1 程序整體設(shè)計(jì)概述 20
4.2 軟件程序流程圖 20
4.3 LED顯示模塊 21
4.3.1 LED顯示程序流程圖 21
4.3.2 LED源程序 21
4.4 按鍵識(shí)別與處理模塊 24
4.4.1 按鍵的程序設(shè)計(jì)流程圖 24
4.4.2 按鍵識(shí)別與處理源程序 25
4.5 A/D模塊 26
4.5.1 AD轉(zhuǎn)化初始化 26
4.5.2 定標(biāo) 27
4.6 PWM模塊 27
4.6.1 周期 27
4.6.2 占空比 27
4.7 控制算法 28
4.7.1 PID原理 28
4.7.2 數(shù)字PID算法 29
4.7.3 積分分離的PID算法 29
4.7.4 PID程序流程圖 30
第五章 硬件與軟件的調(diào)試 31
5.1 硬件調(diào)試 31
5.2 軟件調(diào)試 31
5.2.1 CODEWARRIOR IDE集成開發(fā)環(huán)境 31
5.2.2 BDM調(diào)試介紹 33
5.2.3 軟件的調(diào)試 34
5.3 成果 34
5.4 改進(jìn)與展望 35
結(jié)束語 36
參考文獻(xiàn) 37