【正文】 移指令類似，不同之處在于，原來最左邊一位(第 8 位）的顯示內(nèi)容，在移動后，變換到了最右邊一位(第 1 位）的位置上。移動后最右邊一位為空(無顯示)?！∑涑Ｓ弥噶罘謩e介紹如下：a)復(fù)位指令(A4H）格式： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 1 0 0 1 0 0 功能：當(dāng) HD7279 收到該指令后，將所有的顯示消除，所有設(shè)置的字符消隱、閃爍等屬性也一起全部消除。else ch=ch|0x80。_nop_()。DQ=1。i8。 }}c)讀數(shù)據(jù)首先將 DQ 拉低，并延時 1us 左右（不能太長） ；然后延時幾個 us，并讀取 DQ 的值；DQ 拉低至總線的時間必須限定在 15us 以內(nèi)；讀完一位以后，需要延時 45us 以上，并將 DQ 置。 Delay15(3)。i++) { DQ=0。 //延時 270us}b)寫數(shù)據(jù)(18B20 讀寫數(shù)據(jù)都是從低位開始，而 7279 讀寫數(shù)據(jù)都是從高位開始)首先將 DQ 拉低，并延時 10—15us；向總線上寫數(shù)據(jù)，并延時 45us 以上，并將DQ 置高。Delay15(6)。編程實現(xiàn)如下：a)總線初始化首先將 DQ（數(shù)據(jù)線）拉低 480us 以上；將 DQ 拉高，并延時 1560us；在 60—240us 內(nèi)讀取 DQ 的值，如果 DQ 為低，則初始化成功；如果 DQ 為高，則初始化失敗，可再次初始化；拉高 DQ 并延時 240us 以上。h)復(fù)制存儲器(48H)功能：復(fù)制 、 和配位寄存器內(nèi)容到 EPROM。d)搜索 ROM 指令(F0H）功能：口線上有多個器件時，找出每個器件的 ROM 碼。(1) 溫度傳感器 DS18B20 的編程實現(xiàn)在硬件設(shè)計中已經(jīng)介紹了溫度傳感器的原理以及它的工作的時序，在本章就重點介紹它的常用指令和編程實現(xiàn)。四 微機恒溫控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計1 微機恒溫控制系統(tǒng)軟件流程圖開始系統(tǒng)初始化PID 參數(shù)運算讀 18B20溫度送顯示及串口偏差 Bi10℃?PID 運算讀 AD0809 前饋數(shù)據(jù)加入前饋運算輸出調(diào)功輸出全功率輸出按鍵處理PID 控制算法核心調(diào)功輸出核心分程控制具體操作零功率輸出有鍵按下?Bi≤10℃?按鍵處理采樣時間到?采樣時間到?有鍵按下?YNYYYNNYYNN按鍵處理采樣時間到?有鍵按下?YNNNY圖 41 系統(tǒng)軟件流程圖2 系統(tǒng)各個功能模塊的編程實現(xiàn)89C51 有 256 個字節(jié)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器，對于本系統(tǒng)已經(jīng)足夠了，在確定全局變量時，要看哪些變量有必要作為全局變量，盡量節(jié)省內(nèi)存空間。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(fù)半周的交界點(零電位)時，SSR 才為斷態(tài)。輸入AB耦合電路觸發(fā)電路開關(guān)電路 吸收電路過零控制電路負(fù)載輸出 AC 交流CD① ②③④⑤圖 314 交流固態(tài)繼電器工作原理框圖固態(tài)繼電器(SOLIDSTATE RELAYS)，簡寫成“SSR” ，是一種全部由固態(tài)電子元件組成的新型無觸點開關(guān)器件，它利用電子元件(如開關(guān)三極管、雙向可控硅等半導(dǎo)體器件)的開關(guān)特性，可達(dá)到無觸點無火花地接通和斷開電路的目的，因此又被稱為“無觸點開關(guān)” ，它問世于 70 年代，由于它的無觸點工作特性，使其在許多領(lǐng)域的電控及計算機控制方面得到日益廣泛地應(yīng)用。由于為產(chǎn)生復(fù)位脈沖，MR 端要求保持低電平至少 140ms 以上，故可以有效地消除開關(guān)抖動。本電路巧妙地利用了 MAX813L 的手動復(fù)位輸入端。否則，在哪里有死循環(huán)，看門狗就不產(chǎn)生計滿輸出信號，不能重新啟動 CPU；4060 的計滿輸出信號不但要接到 CPU 的 RST 腳，而且還應(yīng)接到其他芯片的 RST 腳，因為程序彈飛后，其他具有 RST 腳的芯片狀態(tài)也混亂了，必須全部復(fù)位。 用于改善振蕩器的穩(wěn)定性， 要大于 。4060 計數(shù)頻率由 和 決定。其硬件實現(xiàn)圖見附錄 1。HD7279A內(nèi)部含有譯碼器可直接接受BCD碼或16進(jìn)制碼，并同時具有2種譯碼方式，此外還具有多種控制指令如消隱、閃爍、左移、右移、段尋址等。8279 是通用的可編程鍵盤/顯示接口芯片?？臻e模式下，CPU 暫停工作，而 RAM定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。在整個系統(tǒng)中，這 8 個引腳還具有專門的第二功能?！?1～28 腳）：P2 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。在訪問片外存儲器時，它分時提供低 8 位地址和 8 位雙向數(shù)據(jù)，故這些 I/O 線有地址/數(shù)據(jù)線之稱，簡寫作 AD0～AD7。④輸入/輸出引腳（P0、PP2 和 P3 端口引腳）P0～P3 是 4 個寄存器，也稱為 4 個端口，是 AT89C52 單片機與外界聯(lián)系的 4 個8 位雙向并行 I/O 口。當(dāng)EA 端輸入低電平時，CPU 僅訪問片外程序存儲器。PSEN 端同樣可驅(qū)動8 個 LSTTL 負(fù)載。另外，在對片內(nèi)存儲器編程（固化）時，此引腳用于輸入編程脈沖。③控制信號引腳 RST、ALE/PROG、PSEN、EA/VPPRST（9 腳）：為復(fù)位輸出端，單片機剛接上電源時，其內(nèi)部各寄存器處于隨機狀態(tài)，在該引腳輸入 24 個時鐘周期寬度以上的高電平將使單片機復(fù)位(RESET)。在采用外時鐘時，外部時鐘振蕩信號直接送入此引腳作為驅(qū)動端。下面以 40 腳雙列直插的封裝形式為例介紹芯片的引腳名稱和功能。本系統(tǒng)狀態(tài)較多，難度較大。它的硬件連線圖如下圖 310 所示。通過讀/寫時序，控制器可以發(fā)出控制命令，對 DS18B20 進(jìn)行讀/寫操作?？刂破鲉幼x時序后，DS18B20 開始在總線上傳送“1”或“0” 。DS18B20 在控制器發(fā)出寫時序后的 15～60 微秒的時間窗口內(nèi)采樣總線。兩種類型的寫時序都從控制器把總線拉低開始。1L1t2t主機復(fù)位脈沖最小 480 s?60～240 s?等待 15～60 s最小 480圖 36 初始化時序DS18B20 采樣 DS18B20 采樣1L15～45 s?15～45 s?15 s?15 s?＞1 ＞1s?主機寫“0”時序 主機寫“1”時序圖 37 寫時序1L45 s?45 s?15 s15 s＞1 ＞1s?主機讀“0”時序 主機讀“1”時序主機采樣 主機采樣圖 38 讀時序①寫流程時序有兩種類型的寫時序：寫 1 時序和寫 0 時序。單線總線經(jīng)過 5K 的上拉電阻被拉至高電平狀態(tài)，在檢測到 I/O 引腳上的上升沿之后，DS18B20 等待 15～60 微秒并且接著發(fā)送存在脈沖。協(xié)議由幾種單線上的信號類型組成：復(fù)位脈沖，存在脈沖，寫 0、寫 讀 0、讀 1，所有的這些信號除了存在脈沖之外，均由總線主機產(chǎn)生。DS18B20 的測溫原理如圖 35 所示。uP+3～+5VGND?I/ODV321?DS18B20DS18B20 圖 33 寄生電源方式圖 34 外部電源供電的方式對于上述兩種供電方式，從系統(tǒng)的可靠性考慮，系統(tǒng)采用的是外部電源供電方式。如圖33 圖所示，通過使用一 MOSFET 把 I/O 線直接拉到電源可達(dá)到這一點。 DS18B20 利用 Dallas 的單總線控制協(xié)議，實現(xiàn)了利用單線控制信號在總線上進(jìn)行通信。下圖 32 是 DS18B20 的幾種封裝形式圖，具體的引腳說明可查看相關(guān)資料。他體積小，功耗低，抗干擾能力強，易于微機處理連接，無需任何外圍硬件即可方便的進(jìn)行溫度測量。溫度傳感器 DS18B20 測得的溫度送到控制器（單片機小系統(tǒng)） ，控制器經(jīng)過運算就可以得到輸出控制量。三 微機恒溫控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計過程電熱水暖微機自動控制系統(tǒng)的硬件原理圖如下圖 31 所示。具體地說，在計算 P（k）值時，首先判斷一下上一采樣時刻控制量 P（k1）是否已超過限制范圍，如果已超出，將根據(jù)偏差的符號，判斷系統(tǒng)的輸出是否已進(jìn)入超調(diào)區(qū)域，由此決定是否將相當(dāng)偏差計入積分項。(3) 積分飽和方法的確定在模擬系統(tǒng)中，由于積分作用，將使調(diào)節(jié)器的輸出達(dá)到飽和。一種方法是通過改變偏差E（k）來完成。按邏輯推理法來定，如下流程：首先可確定所用的閥門（固態(tài)繼電器）為氣開型，則有下列推理：1 假設(shè)溫度升高→2 要求閥關(guān)小→3 要求閥上信號減小→4 要求控制器比例作用輸出信號減小。因此，采樣周期 T必須綜合考慮。//關(guān)斷繼電器delay10ms(1)。PWM 在程序上的實現(xiàn)也很簡單，用一個循環(huán)來輸出周期脈沖，如下程序：for(j=0。其控制實現(xiàn)原理如圖 23 所示。我國電力供電是 50Hz ，固態(tài)繼電器多為過零型，則最小可準(zhǔn)確到一個波頭，1秒鐘有一百個波頭，我們?nèi)?5 秒鐘為一個功率輸出周期，我們控制的功率誤差就是177。(2) 電壓前饋的實現(xiàn)實際上，調(diào)功過程就是在脈沖周期內(nèi)控制熱功輸出的時間，設(shè)額定電壓為 ，0U實際電壓為 ，額定輸出功率為 ，實際功率為 ，理想時要輸出的功為 ，有下tU0PtPW列關(guān)系式： RU/20? (213) Ptt (214)W0 (215) (216))39。Ek_2=Ek_1。根據(jù)遞推原理，可寫出(k1)次的 PID 輸出表達(dá)式： (27) ???????? ??????? )2()1()()1()1( 0 kETjEkEKkPrjDIP用式(26)減去式(27)，可得 (28)????)()())()())() ?? kkKkk DIP式中 積分系數(shù)IPITK?微分系數(shù)DP還有一種為增量型 PID 算法，其表達(dá)式也很簡單，如下： (29) ??????)2()1(2))()1() ??????? kEkEKkEKDIP本系統(tǒng)實際上是一個位置型 PID 控制器，而不是增量型 PID 控制器所以選用(28)式作為系統(tǒng)的控制算法。由式(26)的輸出值與閥門開度的位置一一對應(yīng)，因此,通常把式(26)稱為位置型 PID 的位置控制算式。在單片機恒溫控制系統(tǒng)中，采用 PID調(diào)節(jié)，實現(xiàn)溫度的恒值控制，能夠滿足系統(tǒng)的控制要求。所以把三種作用組合起來，形成 PID 調(diào)節(jié)器，可實現(xiàn)穩(wěn)定的控制。積分器能消除余差提高精度，但使系統(tǒng)的響應(yīng)速度變慢，穩(wěn)定性變壞。在系統(tǒng)偏差剛剛出現(xiàn)，偏差值不大時，根據(jù)偏差變化的趨勢(即變化速度)，提前給出較大的調(diào)節(jié)作用，使偏差盡快消除。但 PI 調(diào)節(jié)器有滯后現(xiàn)象，使系統(tǒng)的響應(yīng)速度變慢，超調(diào)量變大，并可能產(chǎn)生振蕩。積分作用的階躍響應(yīng)曲線如圖 21(b)所示。比例調(diào)節(jié)器對階躍輸入的響應(yīng)見圖 21(a)所示。于是加入電壓前饋，系統(tǒng)原理如圖 13所示。所謂 PID 調(diào)節(jié)是根據(jù)實際測量值與設(shè)定值的偏差，按比例—積分—微分的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行運算，將運算結(jié)果輸出來控制被控對象。通過查閱各種相關(guān)資料，反復(fù)思考，初步確定系統(tǒng)總體方案框圖如下圖 11 所示。5)裝置通用性強，可用于多種對水的電熱恒溫控制。2)用 PID 算法來實現(xiàn)恒溫控制，控制精度可達(dá)到177。本課題設(shè)計主要實現(xiàn)的功能就是：要將系統(tǒng)原來簡單開關(guān)控制的方法做改進(jìn)，并且做到恒溫控制，消除交流接觸器所帶來的噪聲污染。一 微機恒溫控制系統(tǒng)的控制方案擬訂本次設(shè)計主要是為解決好家庭電熱水暖車自動控制系統(tǒng)中使用交流接觸器帶來的噪聲污染問題和恒溫控制問題。所以近些年來，這種小型的家庭用的電熱水暖系統(tǒng)是越來越受人們的青睞。我們就說冬季，一到冬天，全國各地都要碰到取暖這個問題，并且取暖的方式基本是集中供熱的方式。 voltage feedforward。關(guān)鍵詞：PID 調(diào)功控制 單片機 電壓前饋 A/D 轉(zhuǎn)換 單回路Electric heating hotwater heat microputer constant temperature control systemAbstract: This text discusses the design of singlephase electrothermic waterwarm homothermal control system. In consideration of the inconvenience that brings by the present household heating equipment on the market exists low control accuracy and too loud noise when the actuator is in action。同時簡單介紹了鍵盤顯示專用芯片 HD7279，最新單總線形式數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 的硬件連接方法和軟件的 C51 編程實現(xiàn)方法。本系統(tǒng)采用單片機 AT89C5串行 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0832 和高精度數(shù)字溫度傳感器 18B20 構(gòu)成具有電壓前饋的單回路閉環(huán)控制系統(tǒng)，用固態(tài)繼電器作為控制開關(guān)、用 PID 控制器實現(xiàn)開關(guān)控制結(jié)合 P