【正文】 ............................................................... 5 PID 技術(shù)原理 ..................................................................................................... 5 PWM 控制原理 ................................................................................................... 6 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) ........................................................................................................ 8 系統(tǒng)供電電源設(shè)計(jì) .............................................................................................. 8 處理器 STC89C52............................................................................................... 9 液晶顯示電路 ....................................................................................................10 USBTTL 通信模塊 ...........................................................................................12 溫度參數(shù)傳感器 DS18B20 .................................................................................13 掉電存儲(chǔ)電路 AT24C02 .....................................................................................16 看門狗電路 ........................................................................................................17 溫濕度控制電路 ................................................................................................18 溫度調(diào)節(jié)電路 .......................................................................................18 濕度調(diào)節(jié)電路 .......................................................................................18 聲光報(bào)警電路 ...................................................................................................19 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ..............................................................................................................21 編譯環(huán)境介紹 .................................................................................................21 PID 控制溫濕度 ..............................................................................................22 溫濕度傳感器軟件驅(qū)動(dòng) ....................................................................................25 串口通信 ..........................................................................................................27 PWM 調(diào)制 .........................................................................................................29 軟件流程圖 .......................................................................................................29 4 系統(tǒng)調(diào)試與檢測(cè)控制效果 ............................................................................................31 5 結(jié) 論 .............................................................................................................................33 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................34 致 謝 ................................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。其觸角伸向各行各業(yè)，從一盞臺(tái)燈的設(shè)計(jì)到空間實(shí)驗(yàn)站的制造，皆有它的身影。其它如伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)，能根據(jù)處理器對(duì)外界環(huán)境的變化得到的反饋改變輸出量，達(dá)到穩(wěn)定設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的目的。嵌入式系統(tǒng)通常是一個(gè)控制程序存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器中的 嵌入式處理器 控制板。 二十世紀(jì)后期發(fā)展起來(lái)的微型計(jì)算機(jī)擁有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、功耗低、可靠性好、性價(jià)比高等一系列優(yōu)點(diǎn)，得到人們廣泛應(yīng)用而迅速普及。由此可見(jiàn)嵌入式的本質(zhì)是將一臺(tái)計(jì)算機(jī)嵌入到一個(gè)對(duì)象體系中去。計(jì)算機(jī)進(jìn)入了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并行發(fā)展 的新時(shí)代。 3）嵌入式 DSP 處理器 (EDSP) DSP 處理器適用于執(zhí)行 DSP 算法 ,效率高 ,執(zhí)行速度高。 戶外電子設(shè)備溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 電子設(shè)備溫度控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)與意義 二十一世紀(jì)電子技術(shù)飛速發(fā)展，人口勞動(dòng)力成本不斷上升，由此帶來(lái)現(xiàn)代裝備 的普及 與發(fā)展 ， 戶外電子設(shè)備 的數(shù)量 急劇 增多 。 所以我們 對(duì)傳統(tǒng)的溫度控制 系統(tǒng) 改造， 使用微型計(jì)算機(jī)代替 常規(guī) 儀表 控制 使人們能 實(shí)時(shí)查閱被測(cè)物 溫度變化的第一手資料， 還可以 提示溫度變化情況，協(xié)助人們及時(shí)調(diào)整，并 具備 溫度報(bào)警 功能，這已經(jīng)成為溫度控制系統(tǒng)發(fā)展新趨勢(shì)。通過(guò) DS18B20 檢測(cè) 環(huán)境 實(shí)時(shí) 溫度，STC89C52 進(jìn)行信號(hào)處理 配合液晶 LCD1286蜂鳴器輸出信號(hào)。同時(shí) 在對(duì)本溫度控制系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)中，考慮到電源的 節(jié)能環(huán)保 問(wèn)題 以及 各個(gè)模塊的 成本 問(wèn)題，在 足以 滿足 系統(tǒng) 要求的 大 前提下，減少 系統(tǒng)成本，有利于本 溫度控制 系統(tǒng)的大范圍推廣。 （ 4）設(shè)計(jì) 系統(tǒng) 電路 （ 5）在 KEIL 中編譯、調(diào)試程序，并 使用 protuse 進(jìn)行 仿真。系統(tǒng)軟件 的編寫可分為： 系統(tǒng)主程序、 單片機(jī)外設(shè)的控制 程序 、定時(shí)器的控制、串口發(fā)送與接收數(shù)據(jù) 、 讀取傳感器數(shù)據(jù) 以及 編寫時(shí)鐘芯片 DS12C88掉電存儲(chǔ) 模塊 、液晶顯示 LCD12864 模塊的驅(qū)動(dòng)程序。自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由控制器、被控對(duì)象、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和變送器等四個(gè)環(huán)節(jié)組成。 給定環(huán)節(jié) 串聯(lián)校正 放大變換 控制器 被控對(duì)象并聯(lián)校正參考輸入干擾輸出反饋環(huán)節(jié)反饋信號(hào)比較環(huán)節(jié) PID 技術(shù)原理 在實(shí)際工程控制中，應(yīng)用最廣泛的調(diào)節(jié)控制規(guī)律就是比例（ P）、積分 (I)、微分 (D)控制，簡(jiǎn)稱為 PID 控制。 PID 控制的原理是根據(jù)系統(tǒng)的誤差（ e），利用比例、 積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)而進(jìn)行控制。對(duì)于一個(gè)自動(dòng)戶外電子設(shè)備溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 控制系統(tǒng)，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后依然存在穩(wěn)態(tài)誤差，那么稱這個(gè)控制系統(tǒng)有穩(wěn)態(tài)誤差。因此，比例加積分（ PI）控制器，可以使控制系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后幾乎沒(méi)有穩(wěn)態(tài)誤差。所以對(duì)有較大慣性或滯后的被控對(duì)象，比例加微分控制器能夠改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)特性。其控制原理是根據(jù)相應(yīng)載荷的變化進(jìn)而調(diào)制晶體管基極（或 MOS 管柵極）偏置，以實(shí)現(xiàn)晶體管（或 MOS 管）導(dǎo)通時(shí)間的變化，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)穩(wěn)壓電源輸出的改變。 PWM 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是從處理器到被控系統(tǒng)信號(hào)都是以數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)模苊饬藬?shù) 模信號(hào)轉(zhuǎn)換，將噪聲影響降到最低。 綜上所述， PWM 技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)、節(jié)約空間、抗噪性能強(qiáng)等眾多優(yōu)點(diǎn)，是一種值得廣泛推廣的有效技術(shù)。 然后再將 12V 通過(guò) 開關(guān)穩(wěn)壓 模塊 （ LM7805)轉(zhuǎn)換為 5V。 按照總線的位數(shù)分，有 8 位 、 16 位 、 32 位 乃至64 位 的。 目前單片機(jī)正 朝著高精度 、 精簡(jiǎn)指令 、 高速高效率 、 低功耗的方向 飛速 發(fā)展， 其 廣泛 地 應(yīng)用 于工業(yè) 過(guò)程控制，智能儀表等技術(shù)領(lǐng)域。 在 空閑模式 情景 下， CPU 將 停止工作， 卻 允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 在 本 戶外電子設(shè)備溫度控制 系統(tǒng)中采用 LCD12864 作為顯示 模塊 ，在上面可以直接讀取采集到的 實(shí)時(shí) 溫度 、時(shí)間和歷史數(shù)據(jù) 。 USBTTL 通信模塊 單片機(jī) 與 PC 間 需要相互 通信， 體現(xiàn)在數(shù)據(jù)下載，調(diào)試，傳送等方面 。 紅： VCC 。 TTL 一種 常用的邏輯門電路 ， 正 5V 等同于 邏輯“ 1”， 0V 等 同于 邏輯“ 0”， 所以 這 就 被稱做晶體管 晶體管邏輯 信號(hào)系統(tǒng) 。 如今我們更常采用數(shù)字式溫度傳感器，它能把溫度物理量通過(guò)對(duì)溫度敏感的元器件以及相對(duì)應(yīng)的電路轉(zhuǎn)換為能 夠方便微型計(jì)算機(jī)、智能儀表等可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的裝置直接讀取的數(shù)字式傳感器。所以采用它來(lái)組建一個(gè)溫度采集系統(tǒng)可在一條通信線路上面掛上多路 DS18B20 溫度傳感器，十分靈活方便。 戶外電子設(shè)備溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 四：在 12 位分辨率時(shí)，最多可在 750ms 時(shí)間內(nèi)將溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，顯然速度較快。 其二， 溫度靈敏元件即溫度傳感器。 TM：測(cè)試標(biāo)志位 ,出廠即被寫入 0,不可更改 。如果計(jì)數(shù)器在門周期結(jié)束前到達(dá) 0,則溫度寄存器（同樣初始化到 55 攝氏度）的值增加，表明所測(cè)溫度大于55 攝氏度。 ：它的振蕩頻率受溫度的影響很大，溫度稍有變化，頻率就會(huì)變化很多，即對(duì)溫度敏感，多用于溫度傳感器。 AT24C02 是具有 IIC 接口的 EEPROM 產(chǎn)品。 4 腳是電源地，7 腳是 WP，寫保護(hù)輸入端，用于硬件數(shù)據(jù)的保護(hù)。 5 腳 SDA，是 IIC 總線的數(shù)據(jù)輸入輸戶外電子設(shè)備溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 出端。相反的，如果在某一段時(shí)間內(nèi)，程序因?yàn)槟撤N干擾而 跑飛 ,單片機(jī)不能刷新定時(shí)器，就會(huì)產(chǎn)生復(fù)位或者中斷信號(hào)，使得程序從初始位置開始運(yùn)行，恢復(fù)到正常狀態(tài)。將 WDI 與單片機(jī)一個(gè) IO 輸出端相連，程序只要在小于 內(nèi)將該 IO 端取反一次，使定時(shí)器清零而重新計(jì)數(shù)，不產(chǎn)生超時(shí)溢出，程序正常運(yùn)行。有雙向可控硅和光電耦合器構(gòu)成加熱管的驅(qū)動(dòng)電路，是一種理想的交流開關(guān)原件。在溫或者濕度度超過(guò)上限值或者低于下限值的時(shí)候，會(huì)發(fā)出報(bào)警，報(bào)警信號(hào)為 1s 頻率的閃爍。按鍵引腳使用上拉電阻，在沒(méi)有按鍵按下的時(shí)候，管腳一直處于高電平狀態(tài)，戶外電子設(shè)備溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 當(dāng)有按鍵按下的時(shí)候，根據(jù)線與的邏輯原則，檢測(cè)到低電平。 所有 LED 的正極接在電源上，經(jīng)過(guò) LED，然后串聯(lián)一個(gè)電阻到單片機(jī)的管腳。 圖 213 蜂鳴器報(bào)警電路 戶外電子設(shè)備溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng) 中軟件主要包括單片機(jī)外設(shè)的控制，如單片機(jī)控制管腳輸出高低電平。包括驅(qū)動(dòng)溫濕度創(chuàng)拿起 SHT15 的 IIC 總線。編寫串口程序，將這些采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到單片機(jī)串口上。 Keil uVision4 集成了業(yè)內(nèi)最先進(jìn)的技術(shù)，支持 ARM7， ARM9 和最新的CM3 內(nèi)核處理器，自動(dòng)配置