【正文】 ANL A,0FH MOV B， 10 MOV B,2 DIV AB MUL AB MOV 43H， A INC A MOV 42H， B MOVC A,A+DPTR MOV DPTR， TABB MOV 40H ,A MOV A， 30H RET TABB:DB 0， 0， 0， 6， l， 2， 1， 8， 2， 5， 3， 1， 3， 7， 4， 3， 5， O DB 5， 6， 6， 2， 6， 8， 7， 5， 8， l， 8， 7， 9， 3 END 4. 溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計總結(jié) 隨著社會的進步和科學技術(shù)的發(fā)展，人們越來越重視溫度因素，許多產(chǎn)品存儲對溫度范圍要求嚴格，而目前市場上普遍存在的溫度檢測儀器大都是單點測量，同時還有溫度信息傳遞不及時、精度不夠的缺點，不利于控制者根據(jù)溫度變化及時做出決定。 二、論述了基于單片機的溫度測控系統(tǒng)的硬件電路組成及其工作原理。各檢測單元 (從機 )能獨立完成各自功能，同時能夠根據(jù)主控。 本課題以 AT89S51 單片機系統(tǒng)為核心，由單片機、溫度傳感器、 RS485 串 31 口通信和計算機組成。本課題就是在這樣的形式下，提出一種基于單片機的溫度測控系統(tǒng)用于糧庫內(nèi)溫度的控制，以提高農(nóng)作物存儲的質(zhì)量，增加其經(jīng)濟效益。主機啟動溫度變換并讀取溫度值的詳細流程圖如圖 32所示。為了更有效的體現(xiàn)溫度檢測系統(tǒng)的特點，將現(xiàn)實中的筒式糧庫細分為很多的筒式形狀，在每個筒式形狀內(nèi)分布 7 個溫度傳感器，該分布點可以有效的檢測出該空間區(qū)域內(nèi)大體的溫度變化情況，并將其溫度值傳送到 PC 機中，進行分析。房式倉：包括平房倉、樓房倉、拱形倉、折板倉、高大平房倉等多種類型；筒式倉：分為土圓倉、磚圓倉、鋼板圓倉、鋼筋混凝土立筒倉以及淺圓倉等數(shù)種。糧庫是我國糧食企業(yè)重要組成部分，擔負著國家儲備、集體儲存以及商品糧油流轉(zhuǎn)的接收、保管和發(fā)運等重要任務(wù)。當糧庫內(nèi)有更多的檢測點需要測溫時，可利用 AT89S51 的其它口進行擴展。所以，采用了 4個 LED連體的、內(nèi)部已將其相應(yīng)段接好的共陽極 LED，它具有 12 個引腳，含 7 個段和 4 個公共端，提高數(shù)碼管的亮度，可在位選線上加入一個三極管驅(qū)動電路。有 10個引腳，對應(yīng)于 7個段、一個小數(shù)點和兩個公共端。必須先啟動DS18B20 開始轉(zhuǎn)換，再讀出溫度轉(zhuǎn)換值。 單片機 AT89S51 的 與溫度傳感器 DS18B20 相連， P1 口輸出七段碼 , 通過驅(qū)動三極管接到共陽數(shù)碼管的 COM 端。在應(yīng)用系統(tǒng)工程的現(xiàn)場施工中，由于通信載體是雙絞線，它的特性阻抗為 1200 左右，所以線路設(shè)計時，在 RS485 網(wǎng)絡(luò)傳輸線的始端和末端應(yīng)各接 1 個 120 歐的匹配電阻 (圖中的 R3)，以減少線路上傳輸信號的反射。當單片機 司時，光電禍合器的發(fā)光二極管不發(fā)光，光敏三極管不導(dǎo)通，輸出低電壓 (0V)，選中 RS485 接口芯片的 RE 端，允許接收。芯片內(nèi)部設(shè)計了限斜率驅(qū)動，使輸出信號邊沿不會過陡，使傳輸線上不會產(chǎn)生過多的 高頻分量，從而有效扼制電磁干擾。因此，它能顯著提高防止雷電損壞器件的可靠性。 采用單片機和 RS485接口的原理圖如圖所示。因 RS485 總線為并接式二線制接口，一旦有一只芯片故障就可能將總線“拉死”，因此對其二線口 A、 B 與總線之間應(yīng)加以隔離。 (4)另外， RS232 接口在總線上只允許連接一個收發(fā)器，即單站能力。 RS485 的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為 10MbPs。接口信號電平比 RS一 232 降低了，就不易損壞接口電路的芯片，且該電平與 TTL 電平兼容，可方便與 TTL 電路連接。目前的異步串行通信標準有 RS23 RS42 RS485 標準。在實際應(yīng)用中，盡管多數(shù)串行通信接口電路具有全雙工功能，但一般情況下，只工作于半雙工制式下，這種用法簡單、實用。 A、 B 均可以既是發(fā)送器，又是接收器，兩者之間有兩根傳輸線。數(shù)據(jù)可以從設(shè)備 A 傳送到設(shè)備 B，反之亦然。即 A只能作為發(fā)送器， B只能作為接收器。在數(shù)據(jù)傳送之前加入某些表示傳送開始的控制信號 (一些二進制位 )，當接收一方收到這些表示傳送開始的控制信息后，即把控制信息后面的內(nèi)容作為數(shù)據(jù)接收下來。前面的起始位，表示字符開始，在字符結(jié)束時有停止位， 表示字符結(jié)束。 串行通信的分類 按照串行數(shù)據(jù)的時鐘控制方式，串行通信可分為同步通信和異步通信兩種方式，其具體論述如下 : 在異步通信中，數(shù)據(jù)通常是以字符為單位組成字符幀傳送的，字符幀由發(fā)送端一幀一幀地發(fā)送，每一幀數(shù)據(jù)均是低位在前，高位在后，通過傳輸線被接收端一幀一幀地接收。并行通信是數(shù)據(jù)的各位在多條并行 l位寬 的傳輸線上同時傳送，通信速度快，實時性好，但由于占用單片機的口線多 (即使地址和數(shù)據(jù)線可部分復(fù)用 )，不適合作為小型化產(chǎn)品和分布式、遠程測控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信方式。 (4)在 DS18B2O 測溫程序設(shè)計中，向 DS18B2O 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待 DS18B20 的返回信號，一旦某個 DS18B20 接觸不好或斷線，當程序讀該DS18B20 時，將沒有返回信號，程序進入死循環(huán)。當單總線上所掛 DS18B20 超過 8 個時，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設(shè)計時要加以注意。圖 2一 7中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正第 2章系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計減 法計數(shù)器的預(yù)置值，只要計數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直至溫度寄存器值達到被測溫度值，這就是 DS18B2O 的測溫原理。 DS18B20 的測溫原理 DS18B20 的測溫原理如下圖所示： 17 圖 212 DS18B20的內(nèi)部測溫電路原理圖 圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器 1，高溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率隨溫度變化而明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器 2 的脈沖輸入 [18]。無論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電， DS18B20 的 I/O 口線要接 5K 左右的上拉電阻。而配置寄存器為高速暫存器中的第 5 個字節(jié)，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率， DS18B20 工作時按此寄存器中的分辨率將溫度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的數(shù)值。非易失性溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL，可通過軟件寫入用戶報警上下限。高速暫存器，即便筏式 RAM，用于存放中間數(shù)據(jù) : TH觸發(fā)寄存器和 TL 觸發(fā)寄存器，分別用來存儲用戶設(shè)定的溫度上下限值 。 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B2O 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 [17]如下圖所示。在構(gòu) 15 成大型溫控系統(tǒng)時，允許在單線總線上掛接多 片 DS18B20。 (9)DS18B2O 的轉(zhuǎn)換速率比較高，進行 9位的溫度轉(zhuǎn)換僅需 。 (7)支持多點 組網(wǎng)功能，多個 DSI8B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)多 點測溫 [12]。固有測溫分辨率為 度。 DS18B20 的性能特點 (1)采用 DALLAS 公司獨特的單線接口方式 :DS18B20 與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與 DSI8B20 的雙向通訊?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，用符號擴展的 16 位數(shù)字量方式串行輸出，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性?？梢苑謩e在 和 750ms 內(nèi)完成 9位和 12 位的數(shù)字量，并且從 DSl8B20 讀出的信息或?qū)懭?DSl8B20 的信息僅需要一根口線 (單線接口 )讀寫，溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的 DS18B2O 供電，而無需額外電源。智能溫度傳感器 DS18B2O 正是朝著高精度、多功能、總線標準化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器 (CPU)、隨機存取存儲器 (RAM)和只讀存儲器 (ROM)。 智能溫度傳感器 (亦稱數(shù)字溫度傳感器 )[14]是在 20世紀 90 年代中期問世的。它是目前在國內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的一種集成傳感器，典型產(chǎn)品有 AD59O、 AD59 TMP1 LM135 等。 溫度傳感器的選擇 測量溫度的關(guān)鍵是溫度傳感器，溫度傳感器的發(fā)展主要大體經(jīng)過了三個階段 : (含敏感元件 ) /控制器 3.智能溫度傳感器 [13]。晶體的振蕩頻率為 12MHz。時鐘電路用于產(chǎn)生 MCS51 單片機工作所必須的時鐘控制信號，內(nèi)部 電路在時鐘信號的控制下，嚴格地按時序指令工作。 XTAL2：振蕩器反相放大器 的輸出端。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。 PSEN：程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89S51 12 由外部程序存儲器取指令（ 或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。即使不訪問外部存儲器， ALE仍以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目地，要注意的是：第當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。當振蕩工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期上高電平將使單片機復(fù)位。對 P3 口寫入“ 1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。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 口線上的內(nèi)（也即特殊功能寄存器，在整個訪問期間不改變。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號校驗期間， P1 接收低 8位地址。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。同時 , AT89S51 可降至 0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。同時該芯片還具有 PDIP、 TQFP 和 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 AT89S51 芯片的主要性能 AT89S51 是一個低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 8k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元，功能強大的微型計算機的 AT89S51 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。單片機的典型代表是 Intel公司在 20世紀 80年代初研制出來的 MCS51系列單片機。 單片機的主要應(yīng)用領(lǐng)域 : 由于單片機具有上述顯著的特點，因此，其應(yīng)用領(lǐng)域無所不至，在自動化裝置、智能化儀器儀表和家用電器等領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。 單片機的主要特點有 : 1)具有優(yōu)異的性能價格比。由圖可見，芯片內(nèi)還含有收、發(fā)控制和電源電路，其耗電量都很小，從總線上獲得一點電量存儲在大電容中就 可以正常工作了，故一般不需要另附電源。 DS9502 為防靜電保護二極管 [7]。不用外接電源。適用于單總線協(xié)議。 7 圖 24 溫度超限自動控制示意圖 溫度控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)采用開關(guān)量控制，本系統(tǒng)選用了可尋址的單總線控制開關(guān) DS2405，由它送出 1 位。 圖 23 單總線器件組建溫度測控系統(tǒng)示意圖 該溫度測控系統(tǒng)的工作原理就是進行計算機編程和單片機編程，使智能溫度傳感器 DS18B20 正常工作，去檢測糧庫內(nèi)實際的溫度，并由數(shù)字顯示電路顯示出當時的溫度值 [6]。 PC機作上位機進行實時監(jiān)控管理，控制器選用 Max705 組成上電復(fù)位和看門狗電路。 計算機主要是進行編程，對溫度進行顯示、報警和控制等。因此， RS232 方式的通訊，一般應(yīng)用于速度低于 2Okb/s，距離 20m 以內(nèi)的條件下，不適合于高速、遠距離通訊。 單片機主要是對溫度傳感器 DS18B20 進行編程，讀取溫度傳感器的溫度值，并把溫度值通過串口通信送入計算機 [4]。傳感器和數(shù)字轉(zhuǎn)換電基于單片機的溫度測控系統(tǒng)在糧庫中的設(shè)計與實現(xiàn)路都被集成在一起，每個 DS18B20 都具有唯一的 64位序列號。 系統(tǒng)硬件電路構(gòu)成 本系統(tǒng)以單片機為核心，組成一個集溫度的采集、處理、顯示、自動控制為一身的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其原理框圖如圖所示。這種設(shè)計方案實現(xiàn)了溫度實時測量、顯示和控制。這樣，在單總線上傳輸?shù)谋闶菙?shù)字信號。 數(shù)字化單總線技術(shù)是利用 DALLAS 公司生產(chǎn)的新型器件實現(xiàn)的。 因 此，本課題圍繞應(yīng)用于 糧食 （也包括糧食種子） 存儲的 溫度測控系統(tǒng) ， 展開應(yīng)用研究。時下，家用電器和辦公設(shè)備的智能化、遙控化、模糊控制化己成為世 界潮流，而這些高性能無一不是靠單片機來實現(xiàn)的。這些操作都是在人工情況下進行的，耗費了大量的人力物力。 隨著 糧庫溫度檢測技術(shù) 的普及， 糧庫 數(shù)量 的 不斷增多， 其 溫度