本文通过分析智能控制器硬件结构和软件实现的可行性、性能、成本等，确定了最优的设计方案。设计中首先完成系统硬件的设计，硬件设计以Mega16芯片为核心。根据课题要求实现的功能，将系统分成几个部分，再按照模块化的方法进行设计。完成硬件设计即进入软件设计阶段，这是实现系统自动控制的灵魂。软件设计采用的编程语言为C语言，在ICC AVR Studio平台上完成。调试将硬件和软件融合，通过软硬件的共同作用，使智能控制器不但能够实现对系统的数据采集、人机对话、实时控制，还具有通信功能，促进了控制系统的网络化，使系统之间的互操作性增强。智能控制器适用于多种控制系统，通过性能扩展之后，还将得到更广泛的应用。

设计思路

本课题主要针对过程控制实验室的控制装置而设计的。过程控制实验设备的基本组成部分包括水箱、锅炉、传感器、调节阀、丹麦泵及电力调节器等执行机构。在以上各部分基础上，通过智能控制器实现对系统的单回路或串级调节控制。因此，智能控制器的设计目的就是实现对水箱液位、锅炉温度等系统的自动控制。系统要求能够方便输入和修改P、I、D参数，显示测量值和给定值以及故障报警功能，智能控制器的硬件设计主要包括主机电路、过程输入输出通道、人机交互接口和通信接口。程序设计涉及到监控程序，显示及键盘处理，液位、温度的标度变换，故障报警及控制算法等。整个设计以单片机为核心，构成一个完整的控制系统。智能控制器的模型为：采样被控对象的模拟量，接收人为控制信号，通过控制算法对数据进行处理，实时显示系统状态，输出控制信号，完成对系统的调节。

实现智能控制器的硬件设计和软件设计是整个毕业设计的重要部分。硬件系统以Mega16芯片为核心，再根据要实现的功能展开外围电路的设计。硬件设计不是简单的功能模块的拼接，而是要综合考虑各部分间的协调，整个系统在功能实现和成本方面如何取得最高的性价比。在基本硬件电路框架设计出来后，需要计算选定的元件型号能否满足要求，各模块间是否协调，经过反复修改，才能达到最佳的设计效果。

完成硬件设计之后，进行软件部分设计。软件设计是根据Mega16的32个I/O的设计情况，通过软件来实现相应的控制。软件设计首先完成监控主程序的设计。监控程序是对系统的总体控制，它调用各个功能子程序。子程序实现部分控制功能，代码段不会很长，在设计中不容易出现逻辑上的错误。采用监控主程序调用子程序的方法利于程序的调试，容易发现问题的所在，便于修改。