【正文】 為 接 收 狀 態(tài)繼 續(xù) 傳 數(shù) 嗎 ？發(fā) 出 停 止 傳 數(shù) 命令N o。然后，將測(cè)得的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)，復(fù)位返回，準(zhǔn)備進(jìn)行新的測(cè)試。初始化的內(nèi)容包括給相應(yīng)的字符名稱(chēng)賦值，設(shè)置串口通信參數(shù)。初始化的內(nèi)容包括給相應(yīng)的字符名稱(chēng)賦值， 80C52 單片機(jī)的初始化，設(shè)置串口通信參數(shù)，打開(kāi) CPU 中斷，打開(kāi)串口中斷，設(shè)置定時(shí)器 T0 中斷。 由于 MCS51 指令系統(tǒng)的指令周期和高級(jí)語(yǔ)言相比長(zhǎng)度短 ， 這樣使其指令在空間存儲(chǔ)方面占用的空間小 ， 同時(shí)在程序 執(zhí)行時(shí)時(shí)間短效率高 ， 十分適合本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。由于一句高級(jí)語(yǔ)言可以頂多條計(jì)算機(jī)指令使用 ， 所以他的使用功能十分強(qiáng)大 ， 不過(guò)高級(jí)語(yǔ)言的編程也由此變得更加復(fù)雜了。其中 ， 機(jī)器語(yǔ)言是機(jī)器（微控制器）唯一識(shí)別的一種語(yǔ)言 ， 其他語(yǔ)言它不識(shí)別。隨著微控制器的功能越來(lái)越完善 ， 有許多在以前只能通過(guò)設(shè)計(jì)復(fù)雜電路來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的工作都可以通過(guò)對(duì)微控制器的軟件編程 來(lái)實(shí)現(xiàn)。才得以在計(jì)劃的時(shí)間內(nèi)完成硬件電路圖。 pKRRsGp ???? 12)(INOUT URRU 12????? dtUCRU O U T 1131sTsCRsG 1131 11)( ???????????? ????? sTKsGsGsG ppp 111 1)()()(沈 陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)論文 21 報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)溫度報(bào)警裝置時(shí) ， 由于報(bào)警裝置只是起到警示作用 ， 所以在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí) ， 報(bào)警系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單 ， 如圖 ， 由揚(yáng)聲器與三級(jí)管串聯(lián)接到 5 伏電壓源上 ，由單片機(jī)控制三極管導(dǎo)通 ， 當(dāng)單片機(jī)給低電平時(shí) ， 三極管導(dǎo)通 ， 揚(yáng)聲器報(bào)警。 積分運(yùn)算電路由電阻 R R4， 電容 C1 和運(yùn)算放大器組成 ， 在理想情況下 ， 輸入輸出關(guān)系可由下式表示 （ 36） 其傳遞函數(shù)關(guān)系為 （ 37） 其中 TI = R3C1， 實(shí)際電路中 R3 由一個(gè)固定電阻和可調(diào)電阻組成 ， 可以實(shí)現(xiàn)積分時(shí)間的任意調(diào)節(jié)。我們采用了并聯(lián)反饋的方法 ， 反饋信號(hào)為電流量。 對(duì)于本系統(tǒng) ， 用戶(hù)設(shè)置的溫度作為 給定值 r（ t）用來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn) ， 實(shí)際溫度作為輸出值 c（ t） ， 控制對(duì)象為半導(dǎo)體制冷器作為電壓控制變量 u（ t） ， 而由DS18B20 檢測(cè)的溫度作為反饋值返回給系統(tǒng)。 微分環(huán)節(jié)能夠根據(jù)系統(tǒng)輸入量的變化趨勢(shì) ， 做出相應(yīng)判斷。有嚴(yán)重的滯后效應(yīng) ， 如果積分環(huán)節(jié)作用太強(qiáng) ， 會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)在控制時(shí) ， 動(dòng)態(tài)性能不好 （ 3）微分作用的特點(diǎn) 根據(jù)微分的特性我們能夠推斷出微分環(huán)節(jié)能夠針對(duì)系統(tǒng)輸入量的變化快慢、反應(yīng)速度進(jìn)行相應(yīng) 的判斷 ， 減少系統(tǒng)的超調(diào)量。當(dāng)使比例放大系數(shù) Kp 增大時(shí) 可減小靜差 ， 但 Kp 過(guò)大會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能 由于超調(diào)量的增大而 變壞。 DzzmtwT E Cm UUURgURRRgI ???? ?? 2 2β ）（沈 陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)論文 18 圖 36 D/A 轉(zhuǎn)換電路圖 PID 控制器是一種線(xiàn)性控制器 ， 它根據(jù)給定值 r(t)與實(shí)際輸出值 c(t)構(gòu)成控制偏差 e(t) = r(t) c(t) (31) 將偏差的比例、積分、微分通過(guò)線(xiàn)性組合構(gòu)成控制量 ， 對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制 ， 故稱(chēng)為 PID 控制。 通過(guò)計(jì)算能夠到處半導(dǎo)體制冷器中的電流 I 與電壓 U 之間的關(guān)系式為 （ 31） 其中 ， RTEC 為 TEC 的電阻。 其控制溫度的方式就是調(diào)節(jié)其倆端的電流大小和方向 ， 從而達(dá)到控制溫度加熱還是制冷的目的。相對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō) ， 不僅僅要求能夠達(dá)到要求還有要能夠省電。這就需要功率放大電路 ： 橋式推挽電路 （ BTL） ， 其工作特點(diǎn)是在理想條件下其電流波形為正弦波。雖然對(duì)電容要求不大 ， 但是電容的大小影響單片機(jī)工作的穩(wěn)定性 ，在選擇電容式由于晶振選用的是陶瓷晶振 ， 所以在用電容時(shí)使用 2 個(gè) 47uf 的電容與 其并聯(lián)構(gòu)成單片機(jī)最小電路。而且其內(nèi)存單元可以擴(kuò)展。 圖 32 最小系統(tǒng)圖 單 片機(jī)最小系統(tǒng)如圖 32 所示 ， 本系統(tǒng)采用的是 AT80C52 單片機(jī)。精度特變高的系統(tǒng)。 適合做無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置 ， 用于對(duì)溫度的遠(yuǎn) 程控制。該芯片沈 陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)論文 14 采用 FSK 調(diào)制解調(diào)技術(shù) ， 其工作速率最高為 20K， 它的天線(xiàn)設(shè)計(jì)為差分天線(xiàn) 。 珀?duì)柼?yīng) 使其控制溫度的方式就是調(diào)節(jié)其倆端的電流大小和方向 ， 從而達(dá)到控制溫度加熱還是制冷的目的。 沈 陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)論文 13 第 3章 硬件電路設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原則 DS18B20 采用單總線(xiàn)接口模式 ， 可以只用一條線(xiàn)就可以與單片機(jī)相連實(shí)現(xiàn)雙向通訊。 目前 制 熱技術(shù)主要有太陽(yáng)能吸收熱量 、 煤炭燃燒制造熱量 、 熱泵和近幾年發(fā)展起來(lái)的半導(dǎo)體制熱系統(tǒng)。 在本系統(tǒng)中 ， 鍵盤(pán)由 四個(gè)鍵組成 ， 即溫度增加鍵、溫度減小鍵、確認(rèn)鍵和取消鍵。 可見(jiàn)液晶顯示器在使用中有眾多的限制條件 ， 但它同時(shí)也有一定的優(yōu)勢(shì) ，其中最明顯的就是低功耗 ， 消耗電流一般是 pA 級(jí)的。只包括一個(gè) 4MHz 基準(zhǔn)晶振 (可與 MCU 共享 )、一個(gè) PLL環(huán)路濾波器和一個(gè) VCO 電感 ， 收發(fā)天線(xiàn)合一 ， 沒(méi) 有調(diào)試部件 ， 這給研制及生產(chǎn)帶來(lái)了極大的方便。可嵌 入各種測(cè)量和控制系統(tǒng)中進(jìn)沈 陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)論文 11 行無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸 ， 在保安系統(tǒng)、微功耗遙測(cè)遙控系統(tǒng)等中應(yīng)用。 (3) 功耗 大多數(shù)無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片是應(yīng)用在便攜式產(chǎn)品上的 ， 因此功耗也非常重要 ， 應(yīng)該根據(jù)需要選擇綜合功耗較小的產(chǎn)品． (4) 發(fā)射功率 在同等條件下 ， 為了保證有效和可靠的通 信 ， 應(yīng)該選用發(fā)射功率較高的產(chǎn)品。 由于 DS18B20 獨(dú)特的單總線(xiàn)接口方式在多點(diǎn)測(cè)溫時(shí)有明顯的優(yōu)勢(shì) ， 占用 MCU 的 I/O 引腳資源少 ， 和 MCU 的通信協(xié)議比較簡(jiǎn)單 ， 成本較低 ， 傳輸距離遠(yuǎn) ， 所以 ， 選用 DS18B20 做為溫度測(cè)量的傳感器。但是 ， MAX6575L 的遠(yuǎn)距離傳輸特性并不理想 ， 傳輸范圍只能在 5m 以?xún)?nèi) ， 超過(guò)此范圍將采集不到被測(cè)溫度數(shù)據(jù) ， 這也是這種器件的一個(gè)弊端。 5℃。 （ 3） MAX6575L/H 是美國(guó) MAXIM 公司的一種單總線(xiàn)式數(shù)字溫度傳感器 ， 具有較好的線(xiàn)性、較低的功耗 ， 而且編程簡(jiǎn)單 ， 調(diào)試容易 ， 使用方便。具有抗干擾能力強(qiáng)、分辨力高、線(xiàn)性度好、成本低等優(yōu)點(diǎn)。 2℃ ，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 15~30ms。目前在數(shù)字溫度傳感器中采用的串行總線(xiàn)主要有 Philips 公司的 I2C 總線(xiàn) ，Motorola 公司的 SPI 總線(xiàn) ， National Semiconductor 公司的 Microwireplus 總線(xiàn) ， Dallas Semiconductor 公司的 1Wire 總線(xiàn)和 Siemens 公司的 Profibus 總線(xiàn)等。在單片機(jī)能夠滿(mǎn) 足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)處理速度要求的情況下 ， 單片機(jī)無(wú)異是首選的信息處理單元。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)正在被各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用 [23,24]。由于它的 結(jié)構(gòu) 與指 令都按 照工 業(yè)控 制要求 設(shè)計(jì) 的 ， 故又 稱(chēng)微控 制器（ Microcontroller Unit） ， 也可稱(chēng)微型計(jì)算機(jī)（ Single Chip Microputer）。根據(jù)微處理器的不同 ， 專(zhuān)用計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可分為 DSP 應(yīng)用系統(tǒng)和單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) [21,22]。 系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)處理模塊方案 溫度數(shù)據(jù)在采集后通常要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 ， 以實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的記錄、顯示和對(duì)測(cè)控系統(tǒng)的控制。新一代短距離無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)具有體積小、功耗低、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn) ， 而且開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單快速 ， 可以方便地嵌入到各種設(shè)備中 ， 實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的無(wú)線(xiàn)連接 ， 因此 ， 較適合搭建小型網(wǎng)絡(luò) ， 在工業(yè)、民用領(lǐng)域得到較為廣泛的應(yīng)用 [20]。 隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展 ， 世界上主要的芯片廠(chǎng)商都推出了無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片。但是藍(lán)牙設(shè)備價(jià)格昂貴 ， 通訊距離近 ， 藍(lán)牙 RF 定義了三種功率等級(jí)（ 100mw、 25mw 和 1 mw） ，當(dāng)藍(lán)牙設(shè)備功率為 1 mw 時(shí) ， 其發(fā)射范圍一般為 10m[19]。雖然存在反應(yīng)速度較慢 ， 溫度測(cè)量的范圍不寬的缺點(diǎn) ， 數(shù)字式傳感器技術(shù)的發(fā) 展仍受到人們?cè)絹?lái)越多的重視。 采用具有直接數(shù)字量輸出的傳感器能夠避免上述問(wèn)題。被測(cè)信號(hào)從敏感元件接收的非電物理量開(kāi)始 ， 到轉(zhuǎn)換為微處理器可處理的數(shù)字信號(hào)之間 ， 設(shè)計(jì)者須考慮的線(xiàn)路環(huán)節(jié)較多 ， 相應(yīng)測(cè)試裝置中元器件數(shù)量難以下降 ， 隨之影響產(chǎn)品的可靠性及小型化。同時(shí)單片機(jī)發(fā)出指令給半導(dǎo)體制冷加熱器件調(diào)整溫度。 方案的 系統(tǒng)構(gòu)想 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的在于控制花房溫度。 本章小結(jié) 本系統(tǒng)介紹的設(shè)計(jì)是用于日常生活較常用的系統(tǒng)來(lái) 實(shí)現(xiàn)溫度的無(wú)線(xiàn)控制 ，沈 陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)論文 4 可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)前溫度的測(cè)量并顯示當(dāng)前的溫度值 ， 同時(shí)可實(shí)現(xiàn)對(duì)需求溫度的調(diào)節(jié)。 DS1624還增加了存儲(chǔ)功能 ， 利用芯片內(nèi)部 256 字節(jié)的 E2PROM 存儲(chǔ)器 ， 可存儲(chǔ)用戶(hù)的短信息。C。 進(jìn)入 21 世紀(jì)后 ， 智能溫度控制器正朝著高精度、多功能、總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性、開(kāi)發(fā)虛擬溫度控制器和網(wǎng)絡(luò)溫度控制器、研制單片測(cè)溫控溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。接收時(shí) ， 工作電流只有 ， 多種低功率工作模式 (掉電模式和空閑模式 )使節(jié)能設(shè)計(jì)更方便。同時(shí)許多公司也相繼推出基于 nRF401 的無(wú)線(xiàn)傳輸模塊。與目前已經(jīng)具備相當(dāng)規(guī)模的無(wú)線(xiàn)長(zhǎng)距離通信網(wǎng)絡(luò) (如蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng) )相比 ， 短距離無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)在基本結(jié)構(gòu)、服務(wù)范圍、應(yīng)用層次及通信業(yè)務(wù) (數(shù)據(jù)、話(huà)音 )上 ， 均有很大的不同。與上述技術(shù)一樣 ， 數(shù)字通信技術(shù)和數(shù)字調(diào)制技術(shù)的發(fā)展也發(fā)揮了很大的作用 ， 他們使無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)向更加經(jīng)濟(jì)、更加容易操作的方向發(fā)展。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步 ， 人們?yōu)榱藢⑷祟?lèi)從繁重、危險(xiǎn)的 工作環(huán)境中解脫出來(lái) ， 對(duì)已經(jīng)有的技術(shù)運(yùn)用到人們生活的各個(gè)領(lǐng)域。 沈 陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)論文 2 溫度控制系統(tǒng)完成的功能 本 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 目的 是對(duì)溫度進(jìn)行 高精度控制與 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) ， 設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了 對(duì)溫度準(zhǔn)確控制 ：當(dāng)溫度低于 給定最低 溫度時(shí) ， 控制 系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng) 半導(dǎo)體制冷器 器 用來(lái)給環(huán)境 加溫 ， 當(dāng)溫度 逐漸 上升到 給定 下限溫度以上時(shí) ， 停止加溫； 當(dāng)溫度高于設(shè)定上限溫度時(shí) ， 報(bào)警器報(bào)警 ， 同時(shí) 系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng) 半導(dǎo)體制冷器 給系統(tǒng) 降溫 ， 使溫度 降落到上限溫度以下 。 溫度控制系統(tǒng)的目的 設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)具體的內(nèi)容有：當(dāng)給定的溫度處于最低狀態(tài)時(shí) ， 控制系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)半導(dǎo)體制冷器器用來(lái)給環(huán)境加溫 ， 當(dāng)溫度緩慢上升并超過(guò)設(shè)定的下 限值時(shí) ， 溫控系統(tǒng)停止加溫；當(dāng)實(shí)際溫度高于設(shè)定的溫度上限值時(shí) ， 報(bào)警器報(bào)警 ， 同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)半導(dǎo)體制冷器給系統(tǒng)降溫 ， 使溫度降落到上限溫度以下。如果沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的溫度狀態(tài) ， 很多的電子設(shè)備很難正常運(yùn)行 ， 如果沒(méi)有合適的溫度 ， 那些農(nóng)民種出來(lái)的糧食就很容易變質(zhì) ， 靠其生產(chǎn)的酒類(lèi)的品質(zhì)也就沒(méi)有了保障。尤其近年來(lái) ， 在我們生活得各個(gè)領(lǐng)域溫度控制系統(tǒng)都取得了廣泛的應(yīng)用 ， 可是溫度控制領(lǐng)域卻一 直沒(méi)有得到很好的開(kāi)發(fā) ， 針對(duì)這種情況 ， 設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單適用的溫度控制系統(tǒng) ， 具備普遍的使用前景與實(shí)際意義。 本智能化溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用資料較多的 80C52 微型控制器 ， 配以DS18B20 數(shù)字溫度傳感器及 nRF401 芯片利用微功率短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程溫度控制 ， 該系統(tǒng)能夠在 25 米以?xún)?nèi)遠(yuǎn)程控制 溫度 。 基于 80C52單片機(jī)的電加熱數(shù)字 恒溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) Design of Digital Constant Temperature Control System for Electric Heating based on 80C52 MCU 學(xué) 院：電氣工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí)：自動(dòng)化 1104 班 學(xué) 號(hào)： 110302415 學(xué) 生 姓 名： 指 導(dǎo) 教 師： 2021 年 6 月 密級(jí)：公開(kāi) I 摘 要 溫度對(duì)日常的生活影響極大且無(wú)時(shí)不在 ， 實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制對(duì)生活乃至生產(chǎn)發(fā)展都具有重要的意義。因此 ， 智能化溫度控制技術(shù)的研究有較大的研究意義。 關(guān)鍵詞 ：溫度箱； 80C52； 單片機(jī) ； 控制 ； 模擬 II Abstract The temperature has great influence on daily life and has no time, and it has important significance for the control of the temperature to control the life and the development of production.. In