【正文】 的組合稱為熱電娟。 f)，溫度系數(shù)。然而在精度要求不高測量溫度較低的場合可 以用另一種金屬熱電阻一一銅電阻作熱傳感器。鉑電阻的溫度測量范圍在 — 200℃ 一 十850℃ 左右，在小于 ?oo℃ 時，非線性誤差小于 o．喇，它的電阻值月和溫度f 之間的關系可以近似地表示為： 只＝ A6 十 B A， B 為常數(shù)。除了一班的單向可控桂外，現(xiàn)在還有雙向可控桂 (YRIAC)，它等價于兩個單向可控桂并聯(lián)，可雙向?qū)ā? 由于難以求解高階特征方程，故在分析特征方程的根與方程中參數(shù)的關系時，采用很的軌跡的方法。只要將傳遞函數(shù)中的 ‘ 用加替代，就可得到系統(tǒng)的頻率特性。 時域法即按前面介紹的方法對系統(tǒng)進行分析，選擇適當?shù)男Ｕb2，定性、穩(wěn)態(tài)誤差、超調(diào)量、過渡時間等的要求。 自動控制系統(tǒng)的設計步驟 ① 給出系統(tǒng)所要求的特性 (期望特性 )。實現(xiàn)該環(huán)節(jié)的裝置，稱為校正裝置或調(diào)節(jié)器。三者合用，選擇適當?shù)膮?shù)，可實現(xiàn)穩(wěn)定的控制。它的缺點是抗干擾能力變差。 對于木結(jié)構(gòu)或鋼筋焊接桁架結(jié)構(gòu)溫室，必須保證每年作一次表面防腐處理。一般鋼結(jié)構(gòu)溫室使用壽命在15 年以上。保溫比越大，說明溫室的保溫性能越好。 2．溫室的保溫性能 加溫耗能是溫室冬季運行的主要障礙。透光率是指透進溫室內(nèi)的光照量與室外光照量的百分比。 該設計還具有對溫度的實時顯示功能，對棚內(nèi)環(huán)境溫度的預設功能。 本設計為一閉環(huán)控制系統(tǒng)，由 89C51 單片機， A/D 轉(zhuǎn)換電路，溫度檢測電路，濕度檢測電路、控制系統(tǒng)組成。 第 一章 概述 大棚、中棚及日光溫室為我國主要的設施結(jié)構(gòu)類型。溫室透光率受溫室透光覆蓋材料透光性能和溫室骨架陰影率的影響，而且隨著不同季節(jié)太陽輻射角度的不同，溫室的透光率也在隨時變化。提高溫室的保溫性能，降低能耗，是提高溫室生產(chǎn)效益的最直接手段。 3．溫室的耐久性 溫室建設必須要考慮其耐久性。要求設計風、雪荷載用 25 年一遇最大荷載；竹木結(jié)構(gòu)簡易溫室使用壽命 5~10 年，設計風、雪荷載用 15 年一遇最大荷載。 第二章 比例微積分控制原理 3． 1 比例積分調(diào)節(jié)器 (PD) 比例調(diào)節(jié)器具有誤差，為解決此問題，可引入積分 (Inte6raI)環(huán)節(jié)，其方塊圖見圖 4— 33l 比例微分調(diào)節(jié)器對誤差的任何變化，都產(chǎn)生一個控制作用比，阻止誤差的變化。 3． 2 PID 調(diào)節(jié)器 積分器能 消除镕差，提高精度，但使系統(tǒng)的響應速度變慢、穩(wěn)定性變環(huán)。 圖 4— 37 為 PID 調(diào)節(jié)器的方塊圖。設計自動控制系統(tǒng)主要招校正裝置的設計。 ② 由控制目的、靜態(tài)特性等要求來選擇系統(tǒng)各元件 (如電護、電動機等 )。頻率法即分析系統(tǒng)的頻率特性，選擇適當?shù)男Ｕb置以改變其對數(shù)頻率特性的形狀，以滿足對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差、相位裕量和截止頻率的要求。由于酸 (JQ)是以復致形式表示，故其幅值可表示為稱為幅位頻率特性。即按特征方程式的根 (它們?yōu)閺椭?)所必須滿足的增益條件和相位條件并列用根軌跡的特性來作出根的軌跡。 4． 2 可控硅特性 當照極電位高于陰極電乎，控制極電流 18 增大到一定值 (觸發(fā)電流 )時，可控硅由截止轉(zhuǎn)為導通，一旦導通以后， Ig 即使為 o，可控桂仍保持導通，直至陽極電位小于等于陰極電位為止，即陽極電流小于維持電流時可控桂才由導通變?yōu)榻刂埂?A 為熱敏系數(shù) (AR／ ℃) 。飼電阻可用來測量一 50 宅一十 1io℃ 的溫度，在該范圍內(nèi)銅電阻和溫度基本呈線性關系：只。 !4． 2ixlo— ” ／e”4 ． 28X10— ” ／ ℃ 。每根單 獨的導體 (或半導體 )稱為熱電權(quán)。通常定義為滿刻度電壓值與 2％之比值。如用百分數(shù)來表示，其分辨率為： 1／ 2“l(fā)oo ％＝ 1／ 2‘loo ％＝ o． 39％ 又如 5G14433 雙積分 A／ D 轉(zhuǎn)換器，輸出是為 3 位半 BCD 碼的轉(zhuǎn)換器 1999，用百分數(shù)表示其分辨率為： 1／ 1999l oo ％＝ 0． 05％ 實際上，無論是 A／ D 轉(zhuǎn)換器還是 D／ A 轉(zhuǎn)換器，當其位數(shù)確定以后，分辨率就已確定，分辨率只是一個設計參數(shù)，它不能提供有關精度和線性度的任何信息。因此，系統(tǒng)設計者必須選擇具有足夠分辨串的轉(zhuǎn)換器，才能將 這種 “ 數(shù)字化的噪聲 ” 降低到可接受的值 6． 2 梢度 A／ D 的轉(zhuǎn)換精度是反映實際 A／ D 轉(zhuǎn)換器在量化值上與一個理想 A／ D 轉(zhuǎn)換器的差值，可表示成絕對誤差和相對誤差。相對誤差是指絕對誤差與滿到度值之比，一般用百分數(shù) (％ )來表示。 A／ D 轉(zhuǎn)換器按轉(zhuǎn)換速度可分為三類。逐次逼近式 A／ D 轉(zhuǎn)換器是目前種類最多、數(shù)星最大、應用最廣的 A／ D 轉(zhuǎn)換器件。 (3)高速：轉(zhuǎn)換方式為并行或串并行。由于其組成復雜，價格昂貴，因此目前又出現(xiàn)了 ‘ 種串、并行 A／ D 轉(zhuǎn)換方案進行折衷，以簡化電路，但 速度有所下降。 (1)模擬端輸入信號的連接 A／ D 轉(zhuǎn)換器的模擬量 信號大都為標難信號 o 一 5v 或 o 一 1Dv，但有些 A／ D 轉(zhuǎn)換器的輸入極性除單極性外，也可以是雙極性，用戶可通過改變外接線路來改變量程，使用時注意查閱有關 A／ D 轉(zhuǎn)換器的使用手冊。對于那些沒有的出鎖存器的 A／ D 轉(zhuǎn)換器來說，一般要通過鎖存器或 I／ o接口與單片機相連，常用的接口及鎖存器有 815 8255b 824 74L52774LS373 等。對于 8 位的 A／ D 轉(zhuǎn)換器，其數(shù)字始出可與 8 仗單片機數(shù)據(jù)總線直接相連，或者從某個 I／ O 口 (如 PI n)輸入。芯片不同，啟動的方式也不同。在這種啟動方式下， CPU 控制必須通過寄存器保持一段時間，一般采用 D 觸發(fā)器、鎖存器或并行 I／ O 接口等來實現(xiàn)。 (4)判斷 A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束及讀取數(shù)據(jù) CPR 發(fā)出啟動信號后， A／ D 轉(zhuǎn)換器開始轉(zhuǎn)換，當轉(zhuǎn)換結(jié)束時， A／ D轉(zhuǎn)換器芯片內(nèi)含朗轉(zhuǎn)換結(jié)束觸發(fā)器置位 ，輸出一個轉(zhuǎn)換結(jié)束標志信號，通知單片機， A／ D 轉(zhuǎn)換已完成，可以進行讀數(shù)操作，單片微機判斷 A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束否通常有下列四種方法： 1．程序查詢方式 將 A／ D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換結(jié)束信號經(jīng)子龍門送到 CPU 的數(shù)據(jù)總線或 I／ O 接口的某一位上，當單片機發(fā)出啟動轉(zhuǎn)換信號后，即開始查詢 A／ D 轉(zhuǎn)換是否結(jié)束，沒有結(jié)束則繼續(xù)查詢，直到有結(jié)束信號時，方可讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。 3．軟件延時方式 單片機向 A／ D 發(fā)出啟動轉(zhuǎn)換信號后，即調(diào)用軟件延時程序，延時時間的長短取決于 A／ D 轉(zhuǎn)換器完成轉(zhuǎn)換所需要的時間，延時結(jié)束后方可讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。只有當 A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束后，才使 CPU 繼續(xù)工作，并讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。對于片內(nèi)輸出寄存器無可控的三態(tài)門或接口邏輯的 A／ D 轉(zhuǎn)換器，則必須經(jīng) I／ o 通道或輸入緩沖電路才能與單片機連接。但對于精度要求比較高的 12 位 A／ D 轉(zhuǎn)換器，如 AD574A、 ADC80 等，一般在 A／ D 芯片內(nèi)部設有精密參考電源，不必另外加電源。 A 比 D809 是 8 位 A／ D 轉(zhuǎn)換芯 片，由單一十 5V 電源供電。 由此可見 ，當這些信號有效時， P2． 7 應置為低電乎。從時序圖可以看出，在啟動 ADC0808／ 0809 后， EOC 約在 10Us 后才變?yōu)榈碗姾酰幊虝r要注意這一點。溫敏電阻時刻檢測棚內(nèi)溫度，當溫度恢復到設定溫度時， KC100 輸出低電位，VT9013 截止，通風裝置關閉。濕度控制類似。 7． 2 單元電路設計 1．單片機和 A/D 通道電路： 圖一 溫度傳感器檢測到的數(shù)據(jù)經(jīng) AD0809 的 27 腳送單片機 89C51，單片機把采 集到的數(shù)據(jù)與 ROM 中所設的數(shù)據(jù)相比較，發(fā)出控制指令。 2．溫度檢測電路： 圖二 由 PN 節(jié)構(gòu)成的溫度傳感器，隨溫度的變化阻值發(fā)生改變。 加熱裝置開始工作。將溫度計，大功率燈泡，風扇和溫度傳感器置于密閉的紙箱中，當密閉空間的溫度低于設定溫度時，電燈亮，模擬加熱，當加熱到上限溫度時，電燈滅，停止模擬加熱；當密室溫度高于設定溫度范圍，風扇開，開始降溫，直到設定溫度范圍內(nèi)。 在前期制作過程中，由于布線沒注意高頻線與數(shù)據(jù)線的隔離，造成 A/D通道采集的數(shù)據(jù)受到嚴重干擾，致使數(shù)據(jù)不能正確進入單片機 ,軟件方面 ,在寄存器的分配上存在一些混亂 .我們將在以后的電路設計中注意這些問題，提高硬件設計的效率。*。************************。addr_hi DATA 2Ah 。 nbsp。M_H DATA 6BH 。***********顯示子程序 ***************** DIS: PUSH ACC MOV DPTR,0FB00H MOV A,03H MOVX DPTR,A YLED:MOV R0,6EH MOV R3,01H MOV A,R3 YB: MOV DPTR,0FB01H MOVX DPTR,A INC DPTR MOV A,R0 ADD A,11H MOVC A,A+PC MOVX DPTR,A LCALL DELL DEC R0 MOV A,R3 JB ,EEND RL A MOV R3,A SJMP YB NOP NOP EEND:AJMP S_END BD: DB 3FH,06H,5BH,4F H,66H,6DH BD1: DB 7DH,07H,7F H,6F H,77H,7CH BD2: DB 39H,5EH,79H,71H,73H,3EH BD3: DB 31H,6EH,