【正文】 [M](第三版).北京：高等教育出版社，2022[2] PID 參數(shù)模糊自整定控制器的設(shè)計與仿真[J].自動化與儀表，2022,16(3):3638[3] AT89系列單片機技術(shù)手冊[S].北京:[4] 樓然苗,[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2022[5] 金偉正．單線數(shù)字溫度傳感器的原理及應(yīng)用[J]．電子技術(shù)應(yīng)用，2022(6)：6668[6] [M].北京:機械工業(yè)出版社，2022[7] [J]. 煤炭技術(shù),2022，26（1）：3334[8] 范逸之， Basic 與RS232串行通信控制[M].北京：中國青年出版社，2022[9] 譚浩強,袁玫, Basic 程序設(shè)計(第二版)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2022[10] 李東生，張勇，[M]. 北京:電子工業(yè)出[11] 楊 寧，黃元峰，[J]. 武漢化工學(xué)院學(xué)報,2022,27(5)基于單片機與 PC 機的溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計30附 錄附錄一、單片機程序/*********************************************************************/// 溫度控制下位機 C 程序/*********************************************************************///使用 AT89C2051 單片機， 晶振include include //_nop_()。 // 設(shè)定目標 Desired Value unsigned int Proportion。 // Error[1] unsigned int PrevError。uint h。uint open=1。uchar m=0。uchar code dis_9[10]={0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39}。/***********11 微秒延時函數(shù)**********/void delay(uint t){for(。 // 定時器 1 工作于 8 位自動重。t)。 // 讀出溫度暫放uchar data display[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}。uchar up=0。uint temper。uint y=0。 // Sums of Errors }。 // 積分常數(shù) Integral Const unsigned int Derivative。 //繼電器控制口sbit DQ=P2^7。最后由于時間緊迫，本設(shè)計還有諸多地方需要改進，比如改用RS485串行接口或是網(wǎng)線，實現(xiàn)遠距離操作。3)系統(tǒng)成本低廉，操作非常簡單，可擴展性強，只要稍加改變，即可增加其他使用功能。用Protel軟件繪制電路原理圖和PCB電路印刷板圖，并在電路板廠制作控制主板。在有溫度改變時（例如用手去接觸） ，顯示溫度能改變就基本完成本設(shè)計。本程序采用單片機 C 語言編寫，用 Keil C51 編譯器編程調(diào)試。（2）上電后的調(diào)試在確保硬件電路正常，無異常情況(斷路或短路)方可上電調(diào)試，上電調(diào)試的目的是檢驗電路是否接錯，同時還要檢驗原理是否正確。（1）上電前的調(diào)試在上電前，必須確保電路中不存在斷路或短路情況，這一工作是整個調(diào)試工作的第一步，也是非常重要的一個步驟。二極管、三極管也是根據(jù)其特性用萬用表的歐姆檔測量即可。在電路安裝焊接前，首先是對元器件的檢測。利用這些向?qū)?，你可以快速地完成一般性的任?wù)，例如生成其控件不綁定到數(shù)據(jù)控件上的純代碼窗體，建立查詢，添加工具，制作圖表，以及發(fā)布創(chuàng)建的應(yīng)用程序等。除了簡單易學(xué)的特點以外，Visual Basic 還是一種易于擴充功能基于單片機與 PC 機的溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計26的開發(fā)系統(tǒng)。它既適用于沒有任何編程經(jīng)驗的開發(fā)者學(xué)習(xí)，也適合于開發(fā)各種復(fù)雜的底層應(yīng)用程序。美國微軟公司在 1991 年推出 至今已經(jīng)經(jīng)歷了 6 個版本， 運行在 win9x或 winme，win2022，winxp，windowsNT 等操作系統(tǒng)下，是一個 32 位的應(yīng)用程序開發(fā)工具。C51 集成到uVision2 開發(fā)環(huán)境，這個環(huán)境包括：編譯器，匯編器，實時操作系統(tǒng)，調(diào)試器。整個系統(tǒng)遵循了冗余原則及以軟代硬的原則，并盡可能選用典型、常用、易于替換的芯片和電路，為系統(tǒng)的開放性、標準化和模塊化打下良好基礎(chǔ)。C 。176。根據(jù)電阻爐測溫范圍的要求，該系統(tǒng)適合采用 DS18B20 作為溫度傳感器，DS18B20 支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為55176。這是最簡單的連接方法，但是對我們來說已經(jīng)足夠使用了，電路如下圖所示，MAX232 的第 10 腳和單片機的 11 腳連接，第 9 腳和單片機的 10 腳連接，第 15 腳和單片機的 20 腳連接。波特率可變，根據(jù)定時器 1 的溢出率計算。方式 1：基于單片機與 PC 機的溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計228 位 UART，1 幀信息為 10 位，其中一位起始位“0”、八位數(shù)據(jù)位（先低位后高位）和一個停止位“1”，波特率可變，根據(jù)定時器 1 的溢出率計算。 PCON 中的 SMOD 用來控制波特率加倍。二、相關(guān)的寄存器SBUF 是兩個在物理上獨立的接收、發(fā)送緩沖器，可同時發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。串行口的接收與否受制于允許接收位 REN 的狀態(tài)，當(dāng) REN 被軟件置“1”后，允許接收器接收。該接口電路不僅能同時進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，也可作為一個同步移位寄存器使用。由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離最大為約15米，最高速率為20kb/s。圖29 RS232引腳圖收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號是相對于信號地，如從DTE設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)在使用DB25連接器時是2腳相對7腳（信號地）的電平，DB25各引腳定義參見圖29。這樣使得接收設(shè)備能夠知道一個位的狀態(tài)，有機會判斷是否有噪聲干擾了通信或者是否傳輸和接收數(shù)據(jù)是否不同步。對于偶和奇校驗的情況，串口會設(shè)置校驗位（數(shù)據(jù)位后面的一位） ，用一個值確保傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有偶個或者奇?zhèn)€邏輯高位。適用于停止位的位數(shù)越多，不同時鐘同步的容忍程度越大，但是數(shù)據(jù)傳輸率同時也越慢。 基于單片機與 PC 機的溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計20c，停止位：用于表示單個包的最后一位。擴展的 ASCII 碼是 0～255（8 位） 。 b，數(shù)據(jù)位：這是衡量通信中實際數(shù)據(jù)位的參數(shù)。這意味著串口通信在數(shù)據(jù)線上的采樣率為4800Hz。對于兩個進行通行的端口，這些參數(shù)必須匹配： a，波特率：這是一個衡量通信速度的參數(shù)。通信使用 3 根線完成：（1）地線， （2）發(fā)送，（3）接收。盡管比按字節(jié)（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時用另一根線接收數(shù)據(jù)。所謂“過零”是指，當(dāng)加入控制信號，交流電壓過零時，SSR 即為通態(tài)；而當(dāng)斷開控制信號后，SSR 要等待交流電的正半周與負半周的交界點(零電位)時，SSR 才為斷態(tài)。圖 28 交流 SSR 工作原理框圖交流型 SSR 的工作原理框圖如圖 28 所示，圖中的部件①~④構(gòu)成交流 SSR 的主體。它在通、斷時沒有火花和電弧，有利于防爆，干擾?。ㄌ貏e對微弱信號回路） 。因此，在本系統(tǒng)中采用通斷控制的方式來進行功率調(diào)節(jié)。輸出的線性范圍窄而線性度又不好，只能靠反饋來改善。就觸發(fā)方式而言，前者為移相觸發(fā)，后者為過零觸發(fā)。 輸出通道設(shè)計（1）電阻爐的功率調(diào)節(jié)方式電阻爐的溫度控制是通過調(diào)節(jié)電阻爐的輸入電功率來實現(xiàn)的。因此，在用 DS18B20 進行長距離測溫系統(tǒng)設(shè)計時要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。3) 連接 DS18B20 的總線電纜是有長度限制的。表 28：ROM 指令表表 29：RAM 指令表六、DS18B20 使用中注意事項DS18B20 雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點，但在實際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問題：1) 較小的硬件開銷需要相對復(fù)雜的軟件進行補償，由于 DS18B20 與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對 DS18B20 進行讀寫編程時，必須嚴格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。表 27 是對應(yīng)的一部分溫度值。R1 和 R0 用來設(shè)置分辨率，如下表所示：（DS18B20 出廠時被設(shè)置為 12 位）表 26：溫度分辨率設(shè)置表四、高速暫存存儲器高速暫存存儲器由 9 個字節(jié)組成，其分配如表 5 所示。例如+125℃的數(shù)字輸出為 07D0H，+℃的數(shù)字輸出為 0191H，℃的數(shù)字輸出為 FF6FH，55℃的數(shù)字輸出為 FC90H。64 位光刻 ROM 的排列是：開始 8 位（28H）是產(chǎn)品類型標號，接著的 48 位是該 DS18B20 自身的序列號，最后 8 位是前面 56 位的循環(huán)冗余校驗碼（CRC=X8+X5+X4+1）。計數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在－55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)值。引腳含義如下：基于單片機與 PC 機的溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計13(1)DQ：數(shù)字信號輸入/輸出端；(2)GND：電源地；(3)VDD：外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。（8）測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以一線總線串行傳送給 CPU，同時可傳送CRC 校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力。（3）DS18B20 支持多點組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫。DS18B20 可用傳統(tǒng)方式供電 [6]，將外部電源連在 VDD 腳上，其工作電壓范圍為～， 也可以用數(shù)據(jù)線供電，稱為寄生供電模式，電源由總線為高電平時 DQ 腳上的上拉電阻提供，此時 VDD 腳必須接地。DS18B20 的性能是新一代產(chǎn)品中最好的！性能價格比也非常出色！DS1822 與DS18B20 軟件兼容，是 DS18B20 的簡化版本。176。C。176。此外，一線總線獨特而且經(jīng)濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念基于單片機與 PC 機的溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計12DS18B20 測量溫度范圍為55176。 方案三：DS18B20 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有 3 引腳 TO－92小體積封裝形式；溫度測量范圍為－55℃～＋125℃,可編程為 9 位～12 位 A/D 轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達 ℃。在本硬件系統(tǒng)設(shè)計中，為保證串行通行波特率的誤差，選擇了 的標準石英晶振，電容 CC2 為 47uF。10uF。在本系統(tǒng)設(shè)計中，C 取 22uf,R 取 ，充電時間常數(shù)為 22*106 **103=104ms。外部復(fù)位電路是為內(nèi)部復(fù)位電路提供兩個機器周期以上的電平而設(shè)計的。 振蕩器的反相放大器輸入，內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。為了確保單片機從地址為 0000H～FFFFH 的外部程序存儲器中讀取代碼，故要把 EA 接到 GND 端，即地端。它用于讀外部程序存儲器。但是，在對外部數(shù)據(jù)存儲器每次存取中，會跳過一個 ALE 脈沖。在振蕩器運行時，在此腳上出現(xiàn)兩個機器周期的高電平將使其單片機復(fù)位。P3 口作輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。在訪問外部程序存儲器或 16 位的外部數(shù)據(jù)存儲器（ 如執(zhí)行 MOVX DPTR 指令）時，P2 口送出高 8 位地址，在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（ 如執(zhí)行 MOVX RI 指令）時，P2 口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（SFR）區(qū)中 P2 寄存器的內(nèi)容） ，在整個訪問期間不會改變。另外， 與 可以配置成定時/計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入端（）與定時/計數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入端（） ，如表 21 所示。②P1 端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口，P1 口的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式）4 個 TTL 輸入。在作為輸出口時，每根引腳可以帶動 8 個 TTL 輸入負載。圖 22 AT89S52 封裝引腳圖按照功能，AT89S52 的引腳可分為主電源、外接晶體振蕩或振蕩器、多功能 I/O 口、控制和復(fù)位等。8 位微控制器 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash AT89S52。AT89S52 具有以下標準功能：8k 字節(jié) Flash，256 字節(jié) RAM，32 位 I/O 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器/計數(shù)器，一個基于單片機與 PC 機的溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計86 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。基于單片機與 PC 機的溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計7第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 硬件系統(tǒng)框圖系統(tǒng)總體方案框圖如圖21所示PC機鍵盤顯示器RS232單片機驅(qū)動 SSR電阻爐DS18B20圖21 系統(tǒng)總體方案框圖 硬件電路 最小單片機系統(tǒng)（1）單片機概述AT89S52[3]是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。 功能要求基于單片機與 PC 機的溫度控制設(shè)計系統(tǒng)應(yīng)能達到以下功能要求：(一) 可以人為方便地設(shè)定所需控制的溫度值，溫控儀器能自動將電爐加熱至此設(shè)定值并能