【正文】 CBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 3 J u n 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : C : \ U s e r s \ a s us \ D e s k t o p\ 優(yōu)。 現(xiàn)場總線 CAN 總線特點(diǎn) 報(bào)文 Message)總線上的數(shù)據(jù)以不同報(bào)文格式發(fā)送，但長度受到限制。單片機(jī)通過檢查端口的 電平的變化來識(shí)別按鍵是否按下。 ,選用 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換器能夠滿足測量要求。J 1 5T L V 2 5 4 8C 4 61 0 u F+ 5 VR 7 11 0 KP 3 .2P 1 .0P 3 .1P 3 .0P 1 .1P 1 .2A0A1A2A3A41 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 4 J u n 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : C : \ U s e r s \ a s us \ D e s k t o p\ 優(yōu)盤資料 \ 完成初步 \ M y D e s i g n 4 .d dbD r a w n B y :321J 1 2M P X 2 0 5 0+ 1 0 VR 4 72kR 4 8 5 0 KR 5 02KR 5 1 1 0 kA4+ 5 V+ 5 V+ 5 V1874326A?O P 0 71874326A?O P 0 71874326A?O P 0 7R 4 6 2 0 KR 4 9 2 0 KR 5 2 2 0 K+ + + 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 準(zhǔn)電壓引腳，參考電壓為 VREFPVREFM,同時(shí)也可以通過編程選擇內(nèi)置參考電壓4V/2V， FS 是串行輸入、輸出同步信號(hào)引腳； PWDN’是省電觸發(fā)引腳，當(dāng) PWDN’為低電平時(shí)， A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)入省電狀態(tài)，當(dāng) PWDN 變?yōu)楦唠娖胶螅?CS’或 CSTART’引腳有效時(shí)， A/D 轉(zhuǎn)換器又進(jìn)入工作狀態(tài)。 A/D 轉(zhuǎn)換電路 圖 A/D轉(zhuǎn)換電路 如圖 所示， A/D 轉(zhuǎn)化采用 TLV2050 逐次逼近 12 位 8 通道串行 A/D 轉(zhuǎn)換器， SDO 引腳是串行數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出端， SDI 是串行命 令輸入端， SCLK 是串行工作時(shí)鐘輸入端，可由 DSP 芯片或其他主芯片提供，同時(shí)它可做 A/D 轉(zhuǎn)換采樣的時(shí)鐘源； EOC 為中段觸發(fā)引腳， REFP 是高級(jí)準(zhǔn)電壓引腳， REFM 是低基1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 0 J u n 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : C : \ U s e r s \ a s us \ D e s k t o p\ 優(yōu)盤資料 \ 完成初步 \ M y D e s i g n 4 .d dbD r a w n B y :S D OS D IS C L KE O C / I N T 39。 如圖 所示。 溫 度信息采集電路設(shè)計(jì) 如圖 為溫度信息采集電路， AD590 的輸出電流是以絕對(duì)溫度零度為基準(zhǔn)，每增加 1℃ ，它的輸出電流會(huì)增加 1uA，見式 （ 311），因此在 25℃ 時(shí)，其輸出電流 Iout=(273+25)=298uA。 帶入數(shù)據(jù)得V1=Vout1。 )0 0 2 1 5 4 ( TRHRH ?? （ 35） 在軟件設(shè)計(jì)計(jì)算真實(shí)的相對(duì)濕度時(shí)方面需要考慮（ 35） 式進(jìn)行 補(bǔ)償。 電容與濕度變化 為 ，典型值 為 180pf 在相對(duì)濕度 55%RH 情況下 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 4 J u n 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : C : \ U s e r s \ a s us \ D e s k t o p\ 優(yōu)盤資料 \ 完成初步 \ M y D e s i g n 4 .d dbD r a w n B y :V C CC 5 70 . 1 u FR 3 03 6 0 kR 3 73 6 0 kC 4 30 . 1 u F123J 1 0H I H 3 6 1 0 1R 3 51KR 3 11 0 0 kR 3 61 . 6 1 K+ 5 vA0+ 5 v1874326A?O P 0 71874326A?O P 0 7R 3 2 2 0 KR 3 4 2 0 K++C 4 20 . 1 u FR 3 31 0 0 K 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 HIH36101 的供電電源電壓為 Vin， HIH36101 的輸出電壓為 Vout，在 25℃時(shí)，其輸出電壓與輸入電壓及相對(duì)濕度存在關(guān)系（ 32）。 驅(qū)動(dòng)電流為 200uA，是一種熱固性電容濕度傳感器，具有較寬的工作量程和工作溫度范圍， 其 高 精度 177。 CAN 總線采用多主機(jī)方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任意節(jié)點(diǎn)均可以在任意時(shí)刻主動(dòng)地向其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從；網(wǎng)絡(luò)上的不同節(jié)點(diǎn)可分成不同的優(yōu)先級(jí)；總線 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 上采用非破壞性位仲裁結(jié)構(gòu)機(jī)制，當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上傳送信息時(shí)，優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)停止數(shù)據(jù)的發(fā)送，而優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳送數(shù)據(jù)；CAN 總線可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播幾種傳送方式接收數(shù)據(jù)；直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá) 6Km；通信速率最高可達(dá) 1MB/S； CAN 總線上的節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá) 110個(gè)；采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀有效字 節(jié)數(shù)位 8 個(gè)；每幀信息都有 CRC 校驗(yàn)以及其他檢錯(cuò)措施，數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低；通信介質(zhì)可采用雙絞線，同軸電纜和光纖，一般對(duì)傳輸介質(zhì)無特殊要求；節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下，具有自動(dòng)關(guān)閉總線的功能，切斷它與總線的聯(lián)系，以使總線上其他的操作不受影響。而且能夠檢測出產(chǎn)生的任何錯(cuò)誤。 圖 百力拓強(qiáng) 的加濕量在 1Kg/h,額定供電電壓為 220V 交流電，功率為 ，尺寸為 330mm 230mm 190mm。 泰康壓縮機(jī)在中國不同地區(qū)不同氣候條件下長期適用，久 經(jīng) 考驗(yàn)，性能穩(wěn)定可靠。如圖 所示為 LCD1602 加熱器件的選擇 試驗(yàn)箱所選用的加 熱器要求能過全面加熱，所以選用 鎳鉻合金電加熱式加熱器 ，安裝時(shí)要求均勻分布在試驗(yàn)箱的內(nèi)部 以保證試驗(yàn)箱內(nèi)部均勻受熱 。 177。 %FS 壓力滯后 + %FS 溫度滯后 177。其主要工作參數(shù)見表 . 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 表 MPX2050 主要參數(shù) 名稱 MPX2050 單位 測壓范圍 050 kPa 工作電壓 10（ Max） V 輸出滿量程電壓 40177。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 圖 AD590溫度傳感器 濕度傳感器的選擇 濕度傳感器采用霍尼韋爾的相對(duì)濕度傳感器 HIH3601， 如圖 所示。其主要特性如下： 流過器件的電流 (μA) 等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度 (開爾文 ) 度數(shù) ； 1?IrT (31) (31)式中， Ir—流過器件 (AD590) 的電流，單位為 μA； T—熱力學(xué)溫度，單位為 K； (2) AD590 的測溫范圍 為 55℃ ~+150℃ ； AD590 的電源電壓范圍為 4～ 30 V，可以承受 44 V 正向電壓和 20 V 反向電壓，因而器件即使反接也不會(huì)被損壞； 輸出電阻為 710 mΩ； 精度高， AD590 在 55℃ ~+150℃ 范圍內(nèi)，非線性誤差僅為 177。 溫度傳感器的選擇 溫度傳感器采用 AD590， 如圖 ， AD590 是美國 ANALOG DECICES 公司的單片集成兩端感溫電流源，其輸出電流與絕對(duì)溫度成比例。 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器， 有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。 16 位主流單片機(jī)有MB90F387， MB90F462， MB90F548 等，這些單片機(jī)采用 64 腳或 100 腳 QFP 封 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 裝 ， 1 路或多路 CAN 總線，并可向外擴(kuò)展總線； 32 位單片機(jī)采用 RISC 結(jié)構(gòu)，主要有 MB91101 等 。 CPU 內(nèi)部多組寄存器的使用，使得中斷響應(yīng)與處理更加快捷。 16位以上單片機(jī)采用內(nèi)部倍頻技術(shù)，以降低外時(shí)鐘頻率 ，有的單片機(jī)采用內(nèi)置操作系統(tǒng)。MOTOTOLA 單片機(jī) 特點(diǎn)之一是在同樣的速度下所用的時(shí)鐘頻率較 intel 類單片機(jī)低得多，因而使得高頻噪聲低、抗干擾能力強(qiáng)； Microchip 單片機(jī)是市場上份額增長最快的單片機(jī)它的主要產(chǎn)品是 16C 系列的 8 位單片機(jī)， CPU 采用 RISC 結(jié)構(gòu)，僅 33 條指令，功耗低、高速度、 低電壓是此類單片機(jī)的顯著特點(diǎn)，但 Microchip 單片機(jī)沒有掩膜產(chǎn)品，全都是 OTP 器件（近年已推出 FLASH 型單片機(jī)）。微小信號(hào)經(jīng)放大后變?yōu)?15V 的連讀模擬信號(hào)，經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)化后變?yōu)閿?shù)字信號(hào)被送入主機(jī)內(nèi)，經(jīng)主機(jī)的運(yùn)算產(chǎn)生相應(yīng)輸出信號(hào)，分別控制系統(tǒng)的加熱、降溫、加濕、除濕、水箱補(bǔ)水等功能，同時(shí)將試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度、濕度等情況送入顯示電路進(jìn)行顯示，顯示的同時(shí)還要將試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度、濕度情況進(jìn)行遠(yuǎn)傳送給 PC 機(jī)進(jìn)行顯示并控制，因此本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)了通信接口電路，鍵盤接口電路主完成對(duì)溫度 和濕度的現(xiàn)場設(shè)置。 試驗(yàn)箱的系統(tǒng)組成如圖 所示。但該項(xiàng)缺點(diǎn)可通過智能集線器的使用、主動(dòng)功能的實(shí)現(xiàn)、優(yōu)先權(quán)的引入以及雙工的布線來 解決。 系統(tǒng)的方案 論證 遠(yuǎn)傳方式的選擇 采用 CAN 總線作為數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳方式： CAN 總線對(duì)于傳輸介質(zhì)要求不高，能夠適應(yīng)多種傳輸介質(zhì)，常見的有雙絞線、光纖等，傳送信號(hào)使用差分電壓，通常被稱為 CAN_H 和 CAN_L，靜態(tài)時(shí)電壓CAN_H 和 CAN_L 均為 左右，此時(shí)表示邏輯狀態(tài)“ 1”；用 CAN_H 比 CAN_L電壓高表示邏輯“ 0”，此時(shí) CAN_H 電壓通常為 ,CAN_L 電壓通常為 。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 第 2章 系統(tǒng)的方案論證 概述 本 論文 設(shè)計(jì)了一個(gè)溫度濕度可調(diào)的試驗(yàn)箱，實(shí)現(xiàn) 50 組、 20 段可編程調(diào)節(jié)，由 恒速升溫段、保溫段和恒速降溫段三種控溫線段。監(jiān)控室采用 PC 機(jī)進(jìn)行顯示并控制，在軟件部分設(shè)計(jì)了下位機(jī)主程序、下位機(jī)信息采集子程序、下位機(jī) A/D 轉(zhuǎn)化子程序、 CAN 總線通信子程序等程序，對(duì)被控對(duì)象的控制設(shè)計(jì)了PID 算法子程序進(jìn)行控制，通過軟件和硬件的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)實(shí)驗(yàn)箱對(duì)溫度的調(diào)控功能并實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳和遠(yuǎn)程控制，使得監(jiān)控室內(nèi)的一臺(tái)PC 機(jī)能同時(shí)監(jiān)控 15 臺(tái)現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀況。 聚酰胺樹脂濕度傳感器，國外的優(yōu)秀廠家一般都采用聚酰胺樹脂這種材料制作感濕材料，在硼硅玻璃或藍(lán)寶石襯 底上真空蒸發(fā)制作電極，再將前述感濕材料噴涂在電極上形成感濕膜，最后將感濕膜上采用蒸發(fā)方式涂上金電極，采用這種方式制成的傳感器性能優(yōu)良，但其抗腐蝕等性能卻遠(yuǎn)不如傳統(tǒng)元件。 隨著環(huán)境試驗(yàn)要求的不斷深入，用戶對(duì)試驗(yàn)箱的性能、交貨期要求越來越嚴(yán)格。這種不足的原因是多方面造成的，如針對(duì)不同的溫控對(duì)象，由于控制算法的不足而導(dǎo)致控制精度不穩(wěn)定等。它吸收了智能控 制與常規(guī) PID 控制兩者的優(yōu)點(diǎn)。而且隨著生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)控制的實(shí)時(shí)性與精度要求越來越高，被控對(duì)象也越來越復(fù)雜，單純采用常規(guī) PID 控制器己不能滿足系統(tǒng)的要求，因此出現(xiàn)了許多新的控制方法。其中數(shù)字 PID 節(jié)器的參數(shù)可以在現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)在線整定，因此具有較大的靈活性，可以得到較好的控制效果。 由于 PID 控制算法簡單、可靠性高等特點(diǎn)，在控制技術(shù)高速發(fā)展的今天，它在工業(yè)過程控制中仍然占有主導(dǎo)地位。較為重要的是Nyquist 和 Bode 在穩(wěn)定