【正文】 所謂膨脹法即是利用物質(zhì)的熱膨脹(體膨脹或線膨脹)性質(zhì)與溫度的固有關(guān)系為基礎(chǔ)實現(xiàn)的一種測溫方法。固體膨脹式溫度計，按結(jié)構(gòu)又可分為雙金屬溫度計和桿式溫度計兩種。常用的熱電阻有:銅電阻鉑熱電阻和鎳熱電阻。熱電偶測量溫度的基本原理是熱電效應(yīng)。在熱處理行業(yè)中常用來測量高溫鹽爐，油爐和煤氣爐的溫度，由于它的感溫部分不與測溫介質(zhì)直接接觸。因此，單片機廣泛用于現(xiàn)代工業(yè)控制中。因此需要對單片機進行擴展和開發(fā)，來形成整個單片機溫度控制系統(tǒng)。因此，單片機的學習、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機應(yīng)用與智能化控制的科學家、工程師[6]。經(jīng)過多年來的研究和實驗,我國的溫室大棚技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在,已經(jīng)形成了比較完整和全面的體系。而生產(chǎn)過程自動化是保持生產(chǎn)穩(wěn)定、降低消耗、改善勞動條件、保證生產(chǎn)安全和提高勞動生產(chǎn)率的重要手段。單片機可以對溫度進行實時的控制，降低溫度加熱的滯后性，以此提高加熱的精度。FPGA可以實現(xiàn)各種復雜的邏輯功能，規(guī)模大，密度高，它將所有器件集成在一塊芯片上，減小了體積，提高了穩(wěn)定性，并且可應(yīng)用EDA軟件仿真，調(diào)試，易于進行功能擴展，對FPGA的編程在編譯后是轉(zhuǎn)化為FPGA內(nèi)的連線表，相當于FPGA內(nèi)提供了大量的與非門、或非門、觸發(fā)器（可以用與非門形成吧）等基本數(shù)字器件。FPGA采用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)模實時系統(tǒng)的控制核心。單片機計算速度和性能有限，但在一些基本控制上搓綽綽有余?！?。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小, 適用電壓更寬、更經(jīng)濟。分辨率設(shè)定，及用戶設(shè)定的報警溫度存儲在EEPROM中，掉電后依然保存。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器1。圖中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計數(shù)器1的預置值。DS18B20的外形及管腳排列如下圖: 圖23DS18B20外形 圖24 DS18B20外形及仿真結(jié)構(gòu)圖DS18B20使用注意事項:主機控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換時，在每一次讀寫之前，都要對DS18B20進行復位，而且該復位要求主CPU要將數(shù)據(jù)線下拉500μs，然后釋放。由于DS18B20與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送方式，因此，在對DS18B20進行讀寫編程時，必須嚴格地保證讀寫時序，否則，將無法正確讀取測溫結(jié)果。試驗中，當采用普通信號電纜且其傳輸長度超過50 m時，讀取的測溫數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。這樣，一旦某個DS18B20接觸不好或斷線，在程序讀該DS18B20時就沒有返回信號，從而使程序進入死循環(huán)。學習并使用ADC0832 可是使我們了解A/D轉(zhuǎn)換器的原理，有助于我們單片機技術(shù)水平的提高[8][9]。常用的LED顯示器有7段和“米”字管之分，有共陰極和共陽極兩種。圖26 LED顯示結(jié)構(gòu)圖 鍵盤接口原理鍵盤是由若干個按鍵組成的開關(guān)矩陣，它具有最簡單的單片機輸入設(shè)備，通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)或命令，實現(xiàn)簡單的人機對話。具體接線如下： 圖28 溫度采集接線圖 顯示模塊：用來顯示所側(cè)得的溫度，由單片機輸入。在使用時，不能有靜電干擾，否則易燒壞液晶的顯示芯片，不易維護。數(shù)碼管具有：低能耗、低損耗、低壓、壽命長、耐老化、防曬、防潮、防火、防高（低）溫，對外界環(huán)境要求低，易于維護，同時其精度比較高，稱量快，精確可靠，操作簡單。插座的輸入端與單片機的I/O相接。圖給出了單片機系統(tǒng)中幾個重要芯片的連接原理圖，其他部分電路如單片機最小系統(tǒng),溫度測量電路,鍵盤電路,數(shù)碼顯示電路,外部加熱爐電路。由于選用專用的開發(fā)軟件，必須具有一定的單片機以及數(shù)據(jù)采集設(shè)備配合使用[11][12]。模塊是定義了輸入和輸出，具有一定特性的程序?qū)嶓w。模塊化設(shè)計要盡量使模塊的劃分合理。各模塊內(nèi)聚性高說明該模塊有一個專一的任務(wù)，劃分合理，能提高開發(fā)效率[14][15]?？刂扑惴ㄖ校斣O(shè)定值與實際水溫值相差大于10℃時，控制電爐的輸出功率為全功率，當兩者相差小于10℃時采用比例控制，并在相差10~5℃時采用不同參數(shù)的比例控制，小于5℃時采用比例積分控制,直至實際水溫與設(shè)定水溫相同時停止控制，程序進入等待控制狀態(tài)，如果水溫降到設(shè)定值以下則又開始控制。 溫度傳感器實時數(shù)據(jù)采集設(shè)計中選用數(shù)字傳感器DS18B20，其內(nèi)部可自動完成對溫度模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換和放大，通過一根信號即可將實時溫度參數(shù)讀入主控單片機進行控制處理[16]。 程序運行結(jié)果系統(tǒng)開始工作后，有鍵盤來設(shè)定蔬菜大棚所要達到的設(shè)定值，溫度傳感器DS18B20時事測定當前溫度，若當前溫度小于設(shè)定值，則加熱爐開始工作，直到當前溫度達到設(shè)定值；若當前溫度大于設(shè)定值，則加熱爐停止工作，溫度開始下降，直到當前溫度等于設(shè)定值；若設(shè)定值等于當前溫度，則不采取任何措施。采用單片機對溫度進行控制不僅具有控制方便、簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標，從而能夠大大的提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。本文是結(jié)合農(nóng)業(yè)中如何實現(xiàn)恒溫控制，來討論大多數(shù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況下有效的對溫度控制的一種方法。本文所討論的方法是一種利用DS18B20傳感器的數(shù)據(jù)采集，經(jīng)過信號處理電路，來確定溫度的具體值，控制方法上采用PID算法控制，以達到更精確的控制。軟件設(shè)計包括用單片機設(shè)計語言設(shè)計控制系統(tǒng)并仿真,實現(xiàn)。當然,這與老師和同學的熱心幫助也是分不開的。[1] [M].北京:清華大學出版社,2004.[2] 張娟, 陳杰, 蔡振江. 基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的溫室溫度采集[J].微計算機信息,2007,27:153154.[3] 張建波，[J].計測技術(shù)，2001(2):1415.[4] [J].機械與電子，2005(l):3637.[5] 姚發(fā)閃, 陳志軍. 基于AT89C52單片機的RS485CAN智能轉(zhuǎn)換器設(shè)計[J]. 微型機與應(yīng)用 , 2012,(03).[6] [M].重慶:重慶大學出版社,2003.[7] [M].北京:電子工業(yè)出版社,2003.[8] 金婷婷. 夜間成像紅外LED的驅(qū)動電路設(shè)計[J]. 電腦知識與技術(shù) , 2012,(07).[9] [M].北京:北京航空航天大學出版社,2005.[10] 姚發(fā)閃, 陳志軍. 基于AT89C52單片機的RS485CAN智能轉(zhuǎn)換器設(shè)計[J].微型機與應(yīng)用 , 2012, (03).[11] 吳為民，[J].大連理工大學學報，2002.[12] 張建波，[J].計測技術(shù)，2001.[13] [M].國際工業(yè)出版社，1999.[14] [M].成都:電子科技大學出版社，1997.[15] [M].北京航空航天大學出版社，1995.[16] . Linear system with eommensurate time delay:stability and stabilization indePendent of ， ，27(2):367375.[17] [M].北京航空航天出版社，1997.[18] [M].機械工業(yè)出版社，2001.[19] ]HalmeA，Ahava Tuning of PID and Other Simple Regulators in a Didital ，1984，IE31，4(11):7478.[20 ][M].機械工業(yè)出版社，1999.6. 致 謝首先要感謝老師的悉心指導，老師對我的設(shè)計給予了關(guān)心和指導，對于論文的選題到完成都予以了關(guān)注和督促，沒有老師的指導，是不可能完成論文的。也特別要感謝父母對于我在物質(zhì)和精神上的支持。Hinclude reg52。bit numce=0。sbit LED_0=P1^0。sbit lightr=P1^4。uchar setnum=23。sfr LedPort=0x80。sbit Led3 = P1^3。 //數(shù)據(jù)合并成一個雙字節(jié)數(shù) TempH=Temp4。 Led0=0。 Led1=0。 Led2=0。 Led3=0。 //拉低 uDelay(180)。//狀態(tài)存入，用于后面顯示判斷 uDelay(230)。 i) { DataPort = 0。 uDelay(20)。}uchar ReadByte() //字節(jié)讀取{uchar i。i++)//讀入8字節(jié) { DataPort=0。 uDelay(20)。25度，5F0。 WriteByte(0x4e)。 //地址4,保留區(qū)，用于小數(shù)后分辨率，1F，3F，5F，7F取值，值越大分辨率越高 Inti()。 Inti()。 uDelay(100)。 // Display(8)。// Display(8)。// Display(8)。// Display(8)。 for(i=0。 LED_0=0。 LED_1=0。 LED_2=0。 LED_3=0。 one=l/1000。}void Keys_Scan(){ uchar Tmp。0xf0)!=0xf0)amp。 //計時復位 } P2=0x0f。break。break。 //無鍵按下 } P2=0x30。break。 if(setnum100){ setnum=99。 } break。 case 3:if(setnum5){ setnum=5。 if(setnum99){ setnum=99。 } }void main(void){ float Temp。 Presence=1。 //掃描鍵盤值 if(delaycount26){ //按鍵改值延時 delaycount++。 //獲得當前溫度值 Hex2Bcd()。 light