【正文】 PCB系統(tǒng)設(shè)計PCB板分以下7個步驟：① 有關(guān)參數(shù)的設(shè)置。DesignAdd/Remove Library 瀏覽所需零件庫－AddOk從零件庫中調(diào)出元件 Placepart⑦ 對原圖元件進(jìn)行布局，布線，構(gòu)成一個完整的原理圖。③ 在Document 文件夾中新建原理圖文件和印制板文件。在實際應(yīng)用中，因具體應(yīng)用環(huán)境不同PC和PIC16F877A單片機處理信號幀的時間會有不同，所以具體速率值依具體應(yīng)用而變化。每接收一幀數(shù)據(jù)時，需要附加13 個字節(jié)其中5 個字節(jié)用于接收8 個字節(jié)用于應(yīng)答。如果將此異或校驗改為CRC校驗則出錯的可能性更是微乎其微了。 通信協(xié)議設(shè)計結(jié)論通信的可靠性主要體現(xiàn)在所使用通信協(xié)議的可靠性上，本通信協(xié)議的可靠性主要有兩點理論基礎(chǔ)：(1)通過判斷幀頭起始字符來決定一幀的開始，這樣就避免了部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)入到內(nèi)部數(shù)據(jù)處理之中。即：欲使接收的第N位為正確位時，須滿足下式成立：所允許的波特率誤差N 故當(dāng)所傳輸?shù)囊粠瑪?shù)據(jù)為10 位時，所允許的最大的波特率允許誤差為5 %對于其它常用的8位，9位，11位，一幀的串行傳輸，%，%， %。另外，晶體頻率的標(biāo)稱值與實際值也不可能完全一致。而針對近程小批量數(shù)據(jù)的通信，下位機的波特率誤差性是影響可靠通信的最主要因素。//事件已發(fā)生安排讀操作ReadFile(mHandle, //串口句柄pDataBuff, //存放數(shù)據(jù)緩種區(qū)iLen, //所讀數(shù)據(jù)的長度pdwRead, //實際所讀長度lpOverlapped) //異步方式}在上例中，我們無限等待通信事件的發(fā)生。dwEvtMask, amp。SetCommMask(m_hFile,dwMask)) //設(shè)置通信事件掩碼//等待通信事件的發(fā)生OVERLAPPED os 。其中何時讀取單片機發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息及應(yīng)答信息是重要的。 // 保存設(shè)置值生效………………………………………………………………………………………………COMMTIMEOUTS結(jié)構(gòu)的成員都以毫秒為單位。要查詢當(dāng)前的超時設(shè)置應(yīng)調(diào)用GetCommTimeouts 函數(shù)。dcb) // 保存至DCB結(jié)構(gòu)使設(shè)置值生效調(diào)用SetupComm 函數(shù)可以設(shè)置串行口的輸入和輸出緩沖區(qū)的大小。dcb) //讀取DCB結(jié)構(gòu)…………………………………………=9600 // 設(shè)置波特率為9600b/s=8。在調(diào)用API 函數(shù)進(jìn)行串口初始化時，波特率，數(shù)據(jù)位，奇偶校驗停止位的信息包含于一個DCB結(jié)構(gòu)中，而超時方面的信息則包含于COMMTIMEOUTS結(jié)構(gòu)中，一般在用CreateFile 打開串行口后，可以調(diào)用GetCommState 函數(shù)來獲取串行口的初始配置。通信會話由調(diào)用CreateFile 函數(shù)打開串口開始，CreateFile 以讀訪問權(quán)限，寫訪問權(quán)限或讀寫訪問權(quán)限“打開串口”并設(shè)定了對其是異步操作方式。③ 每次所轉(zhuǎn)輸?shù)臄?shù)據(jù)的長度是已知的，所轉(zhuǎn)輸?shù)臄?shù)據(jù)量是有限且比較小。此時確定串口讀取的時機，握手協(xié)議及軟件糾錯的實現(xiàn)是程序員應(yīng)考慮的主要問題，也是減小線程阻塞所帶來的負(fù)面影響的主要措施。異步方式的優(yōu)點也恰是同步方式的缺點。（3）兩種方式的比較異步方式利用多線程結(jié)構(gòu)來監(jiān)視通信設(shè)備，其最大優(yōu)點是程序?qū)邮諗?shù)據(jù)具有自主覺察能力?！璕eadFile (hComport,inBuffer,nWantRead,amp。 //設(shè)置總超時常數(shù) = timeMutiplier。OVERLAPPED lpOverlapped。nWantRead 為每次調(diào)用ReadFile 時,函數(shù)試圖讀出的字節(jié)數(shù)。 //超時設(shè)置……………………………………………………ReadFile (hComport,inBuffer,nWantRead,amp。 = timeConstant。在軟件設(shè)計時應(yīng)根據(jù)實際情況選擇合適的方式。而在這3種方式中Windows環(huán)境下的串口編程以其設(shè)備無關(guān)性，可移植性以及界面友好等特征而得到廣泛應(yīng)用。在接收端，分幀的數(shù)據(jù)去掉幀頭重新組合到接收緩沖區(qū)中，交給應(yīng)用程序處理。(5) 重發(fā)幀幀頭標(biāo)志幀類型空校驗字幀尾標(biāo)志其它分析同上。數(shù)據(jù)區(qū):所轉(zhuǎn)輸?shù)臄?shù)據(jù)信息。幀尾標(biāo)志(1Byte): 此幀信號的結(jié)束標(biāo)志。器件地址(1Byte): PC所要訪問的外部器件的地址即是哪一個外部器件。(5) 重發(fā)命令幀：當(dāng)PC讀/寫數(shù)據(jù)時，PIC16F877A所接收的信號幀(讀/寫命令幀)有誤時向PC發(fā)出的請求重發(fā)信號。 通信協(xié)議說明(1) 讀命令幀：當(dāng)PC讀數(shù)據(jù)時，PC向PIC16F877A發(fā)送的命令信號。此時傳輸數(shù)據(jù)即執(zhí)行命令具體如下：(1) 在PC讀數(shù)據(jù)時，遵循“讀命令等數(shù)據(jù)報告”，即PC下達(dá)一命令，等待接收數(shù)據(jù)，根據(jù)所接收數(shù)據(jù)的正誤向應(yīng)用程序報告此命令的執(zhí)行情況。采用這種通信協(xié)議較雙方互為主控者時簡單。 電平轉(zhuǎn)換電路圖注：在PC機中9針RS232接口中：2線：RXD， 3線：TXD， 5線：GND而在25針的RS232接口中：3線：RXD， 2線：TXD， 7線：GND 軟件設(shè)計在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的軟件設(shè)計時，必須解決好兩個方面的問題：一是可靠性，二是速度。由于RS232C是早期為促進(jìn)公用電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信而制定的標(biāo)準(zhǔn)，其邏輯電平與TTL， MOS 邏輯電平不同。本設(shè)計應(yīng)用條件為傳輸距離不超過15米的短距離數(shù)據(jù)傳輸，且傳輸數(shù)據(jù)量較小，所以采用在控制領(lǐng)域里應(yīng)用較廣泛RS232C串行通信方式。N0儀表下限對應(yīng)的數(shù)字量。檢測與變送A/D轉(zhuǎn)換工程量變換溫度非線性轉(zhuǎn)換發(fā)送數(shù)據(jù)到串口比較判斷算法溫度預(yù)設(shè)值溫度調(diào)節(jié) 電路執(zhí)行器從串口接受數(shù)據(jù)命令識別控制程序 單片機控制流程圖開始初始化PIC16F877A單片機端口地址讀入預(yù)設(shè)溫度值啟動A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果送入NX單元NXFF0F0NX0降溫加熱工程量變換溫度非線性溫度轉(zhuǎn)換發(fā)送數(shù)據(jù)到串口命令識別程序從串口接受數(shù)據(jù)YYYNNN 溫度變換程序模塊溫度傳感器在12℃到60℃—，溫度起點為12℃，滿量程為48℃。由Micro Chip PIC16F877A單片機構(gòu)成的數(shù)字控制器進(jìn)行比較運算，經(jīng)過比較后輸出控制量控制由加熱和降溫電路構(gòu)成的溫度調(diào)節(jié)電路對培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)液溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。 培養(yǎng)皿的傳遞函數(shù)為，其中τ1為電阻加熱的時間常數(shù)，為電阻加熱的純滯后時間，為采樣周期。：半導(dǎo)體制冷片由許多N型和P型半導(dǎo)體之顆?；ハ嗯帕卸桑鳱 P之間以一般的導(dǎo)體相連接而成一完整線路，通常是銅、鋁或其他金屬導(dǎo)體，最後由兩片陶瓷片像夾心餅乾一樣夾起來，陶瓷片必須絕緣且導(dǎo)熱良好，通上電源之後，冷端的熱量被移到熱端，導(dǎo)致冷端溫度降低，熱端溫度升高。由RS232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在碼元畸變小于4%的情況下，傳輸電纜長度應(yīng)為50英尺，其實這個4%的碼元畸變是很保守的，在實際應(yīng)用中，約有99%的用戶是按碼元畸變10~20%的范圍工作的，所以實際使用中最大距離會遠(yuǎn)超過50英尺。RS232C接口連接器一般使用型號為DB25的25芯插頭座,通常插頭在DCE端,插座在DTE端.要求接收器能識別低至+3V的信號作為邏輯“0”，高到3V的信號+5~②接口的電氣特性號的電平加以規(guī)定。準(zhǔn)。EIA在串行通訊時，要求通訊雙方都采用一個標(biāo)準(zhǔn)接口，使不同帶有降壓的復(fù)位檢測電路。10位多通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。Timer 2 ：帶有8位周期寄存器，預(yù)分頻和后分頻器的8位定時器/計數(shù)器2個捕捉器，比較器和PWM模塊。 在3v,32KHz時典型值小于20uA。全靜態(tài)設(shè)計?？删幊痰拇a保護(hù)。直接，間接和相對尋址方式。368*8個數(shù)據(jù)存儲器（RAM）字節(jié)。除程序指令為兩個周期外，其余的均為單周期指令。操作系統(tǒng)：Windows 2000。用戶內(nèi)存：256M RAM。本系統(tǒng)要求長時間監(jiān)視培養(yǎng)液的溫度，并對當(dāng)前的溫度進(jìn)行控制。 （2）微機自動調(diào)節(jié) 正常情況下，系統(tǒng)投入自動。文中對每個部分功能、實現(xiàn)過程作了詳細(xì)介紹。本設(shè)計應(yīng)用性比較強，設(shè)計系統(tǒng)可以作為生物培養(yǎng)液溫度監(jiān)控系統(tǒng)，如果稍微改裝可以做熱水器溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、實驗室溫度監(jiān)控系統(tǒng)等等。其發(fā)展速度之快，以及其應(yīng)用之廣，并且還有很大潛力。傳感器主要用于測量和控制系統(tǒng)，它的性能好壞直接影響系統(tǒng)的性能。引言隨著“信息時代”的到來，作為獲取信息的手段——傳感器技術(shù)得到了顯著的進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，對其要求越來越高，需求越來越迫切。由于傳感器能將各種物理量、化學(xué)量和生物量等信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，使得人們可以利用計算機實現(xiàn)自動測量、信息處理和自動控制，但是它們都不同程度地存在溫漂和非線性等影響因素。溫度傳感器是其中重要的一類傳感器。文中傳感器理論單片機實際應(yīng)用有機結(jié)合，詳細(xì)地講述了利用熱敏電阻作為熱敏傳感器探測環(huán)境溫度的過程，以及實現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)換的原理過程。本設(shè)計系統(tǒng)包括溫度傳感器，A/D轉(zhuǎn)換模塊，輸出控制模塊，數(shù)據(jù)傳輸模塊，溫度顯示模塊和溫度調(diào)節(jié)驅(qū)動電路六個部分。溫度控制范圍為15 ～25，升溫、保溫階段溫度控制精度為 。 受控對象的數(shù)學(xué)模型生物繁殖的培養(yǎng)液主要用于生物的繁殖研究，而溫度是影響生物繁殖的重要因素。顯示系統(tǒng)：商用計算機。RS232C）RS232 C有25條線，分為5個功能組，包括4條數(shù)據(jù)線，11條控制線，3條定時線，7條備用線和未定義線。②外型結(jié)構(gòu)和尺寸： 溫度傳感器結(jié)構(gòu)尺寸圖③主要技術(shù)參數(shù)：時間常數(shù)≤30S　　測量功率≤使用溫度范圍55～+125℃耗散系數(shù)≥6mW/℃　?、芙倒那€：（2）核心處理單元MicroChip PIC16F877A單片機MicroChip PCI16F877A單片機主要性能：具有高性能RISC CPU僅有35條單字指令。8K*14個FLASH程序存儲器。8級深度的硬件堆棧。監(jiān)視定時器（WDT），它帶有片內(nèi)可靠運行的RC振蕩器。低功耗，高速CMOS FLASH/EEPROM工藝。處理機讀/寫訪問程序存儲器。低功耗： 在5v,4MHz時典型值小于2mA。Timer 1 ：帶有預(yù)分頻的16位定時器/計數(shù)器，在使用外部晶體時鐘時在SLEEP期間仍能工作。PWM最大分辨率為是10位。帶有RD,WR和CS控制（只40/44引腳）8位字寬的并行從端口。RS232C接口（又稱調(diào)制解調(diào)器廠家及計算機終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)DB25連接器，對連接器的每個引腳的信號內(nèi)容加以規(guī)定，還對各種信RS232C最常用的9條引線的信號?！?”，5~15V；邏輯“0”即接口的物理結(jié)構(gòu)④傳輸電纜長度在本系統(tǒng)中，繼電器控制的自動溫度調(diào)節(jié)電路和PCI16F877A單片機中程序構(gòu)成溫度自動監(jiān)測電路，實現(xiàn)對生物培養(yǎng)液溫度的監(jiān)測和自動控制（5）半導(dǎo)體降溫片及電阻加熱絲①半導(dǎo)體制冷器是根據(jù)熱電效應(yīng)技術(shù)的特點，采用特殊半導(dǎo)體材料熱電堆來制冷，能夠?qū)㈦娔苤苯愚D(zhuǎn)換為熱能，效率較高。其中數(shù)字控制器的功能由單片機實現(xiàn)。培養(yǎng)皿內(nèi)的溫度設(shè)定值由Micro Chip PIC16F877A單片機中程序設(shè)定。5 溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 Microchip 。AX實際測量值。 溫度非線性轉(zhuǎn)換程序模塊采用折線擬合法進(jìn)行線性化處理，分為以下幾段：