【正文】 break。 //掃描第 1 列鍵 switch(KEY) { case 0xee:temp=1。 ChannelSelC=1。 ChannelSelC=0。 ChannelSelC=0。 _nop_()。 SavedDat[Channel]=P1。 TR0=1。 ChannelSelC=0。 ucharcodedis_7[17]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x00,0x40,0xED,0xF9,0xE7,0x39,0x63}。自始至終關(guān)心督促畢業(yè)設(shè)計進程和進度。 ⑥ 放棄幀 幀頭 標 志 幀 類 型 錯誤碼 校驗字 幀尾 標 志 錯誤碼 : 00H 執(zhí) 行 PC命令 發(fā) 放棄幀回 應(yīng) 被動退 出通 訊。 ② 寫 命令幀 幀頭 標 志 幀 類 型 器件地 址 起 始 地 址 長度 數(shù)據(jù) 區(qū) 校驗 和 幀尾 標 志 數(shù)據(jù) 區(qū) :所 要 寫的數(shù)據(jù)信 息。 ⑥ 放棄命令幀：當 PC讀 /寫數(shù)據(jù)時出現(xiàn)了 使 程 序無法 正 常執(zhí) 行時 PC或 AT89C51向 對方發(fā)出的 退 出通信的通 知 信號。 ② 在 PC寫數(shù)據(jù)時， 遵循“ 寫 命令 等回 應(yīng) 報告”， 即 PC下達一寫 命令（ 此時所 要 寫的數(shù)據(jù) 含 于此 命令 中）， 等待 單片機發(fā)來的“ 已 正 確 接收”的 回 應(yīng)信號， 并向 應(yīng)用程 序報告此 命令執(zhí) 行完 畢。而這兩方面的問題， 可 靠性 是 第 一位的 ,速度只 能是在可 靠 的 基礎(chǔ) 上的 速度 。 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。讀入結(jié)果 RET 溫度控制模塊 將當前溫度與預置溫度比較，當前溫度小于預置溫度時，繼電器閉合，接通電阻絲加熱：當前溫度大于預置溫度時，繼電器斷開，停止加熱：接通半導體制冷片，進行降溫。 CLK BIT 0B1H 。增溫 DOWN EQU 2 。當預置溫度或當前檢測的 溫度 越限時，輸出報警信號。實現(xiàn)鍵盤掃描與處理功能，接收溫度預置，啟動系統(tǒng)工作。因此，為克服這種不良的影響，采用積分分離法對增量 PID算法進行改進。 ④傳輸電纜長度 由 RS232C 標準規(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超過 50 英尺。 RS232C最常用的 9條引線的信號。即可顯示。這樣將四位 8 段 LED 輪流去點亮，使得每位分時顯示該位應(yīng)顯示的字符。 鍵盤模塊是本 控制系統(tǒng)的人機交流模塊部分，主要 為用戶提供進行溫度的設(shè)置功能。鍵掃描：先通過輸出口使所有列線輸出為低電平，然后從輸入口讀入所有行線的狀態(tài)。將行、列線信號配合起來并作適當?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置。按鍵的穩(wěn)定閉合期長短則是由操作人員的按鍵動作決定的，一般為十分之幾秒到幾秒的時間。電路圖如圖 10 第 21 頁 共 52 頁 圖 10 降溫電路 報警電路 如果培養(yǎng)液里的溫度過高或者是過低了，超出 了其允許的某個溫度范圍，則系統(tǒng)會自動報警，提醒用戶，可以讓用戶采取更為快速和有效地措施來避免或是減少損失。 半導體制冷器是根據(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。從而根據(jù)檢測到的 溫度而自動調(diào)節(jié) 繼電器導通時間。 （ 2） 電流繼電器 電流繼電器反映的是電流信號，使用時，應(yīng)將其勵磁線圈和負載串連，其線圈匝數(shù)少而粗，不致影響負載電路。它的分類方法很多，如果按動作原理分類有；電磁式、感應(yīng)式、電動式、電子式繼電器及熱繼電器。 溫度控制電路 溫度控制分為兩部分：①加熱控制電路 ②降溫控制電路 控制電路可以采用繼電器來實現(xiàn)， 控制繼電器根據(jù)某種信號的變化接通或斷開控制電路，實現(xiàn)控制目的。系統(tǒng)采取同相輸入，電壓放大倍數(shù)為 5倍，電路 圖如圖 7所示 . 第 17 頁 共 52 頁 圖 7 放大電路 變送器 傳感器是能夠受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置的總稱 ,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。 Vcc：電源，單一＋ 5V。 ADDA、 ADDB、 ADDC： 3 位地址輸入線，用于選通 8 路模擬輸入中的一路 . ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存 A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù) 字量，當 OE 端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。因此，從某種意義上說，沒有 ADC 的廣泛應(yīng)用，就沒有計算機應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展。 177。 177。 177。 177。 177。其電源供應(yīng)模式有單電源 與正負雙電源兩種，其引腳如圖 4 所示，正負雙電源的供電模式可提供負溫度的量測；兩種接法的靜止電流 溫度關(guān)系，在靜止溫度中自熱效應(yīng)低 (℃ )，單電源模式在 25℃ 下靜止電流約 50μA，工作電壓較寬，可在 4— 20V的供電電壓范圍內(nèi)正常工作非常省電。由于它采用內(nèi)部補償，所以輸出可以從 0℃ 開始。在實際工 第 9 頁 共 52 頁 作中，傳感器的動態(tài)特性常用它對某些標準輸入信號的響應(yīng)來表示。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。但 RAM， 定時器 ，計數(shù)器， 串口 和 中斷 第 7 頁 共 52 頁 系統(tǒng) 仍在工作。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN 有效。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 P3 口 ： P3口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個 TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。低功耗的閑置和掉電模式 數(shù)據(jù)保留時間： 10 年 AT89C2051是一種帶 2K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。 A/D 轉(zhuǎn)換器是用來把采集到的模擬電壓信號量轉(zhuǎn)換成單片機機可以識別的數(shù)字信號。 基于單片機生物培養(yǎng)液溫度控制系統(tǒng)設(shè)計 第 2 頁 共 52 頁 方案二： FPGA/CPLD 或采用帶有 IP內(nèi)核的 FPGA/CPLD 方式。 其發(fā) 展 速度之快，以及其應(yīng)用之廣，并且還有很大潛力。 作為獲取信息的手段 —— 傳感器技術(shù)得到了 顯著 的進步，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。 因此，不僅必須掌握各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標，還必須懂得傳感器經(jīng)過適當?shù)慕涌陔娐氛{(diào)整才能滿足信號的處理、顯示和控制的要求，而且只有通過對傳感器應(yīng)用實例的原理和智能傳感器實例的分析了解，才能將傳感器和信息通信和信息處理結(jié)合起來，適應(yīng)傳感器的生產(chǎn)、研制、開發(fā)和應(yīng)用。 方案論證 方案一：采用純硬件的閉環(huán)控制系統(tǒng)。這種方案克服了方案一 、二的缺點，所以本課題任務(wù)是基于單片機和溫度傳感器實現(xiàn)對溫度的控制。通過以上的幾個部分的組合，則組成 了一個生物培養(yǎng)液微型計算機溫 度控制系統(tǒng)。與 MCS51 兼容 兩個 16位定時器 /計數(shù)器 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位 。 P2 口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。另外，該引腳被略微拉高。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復 編程 以前，該操作必須被執(zhí)行。本設(shè)計中復位電路采用按鍵復位方式。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關(guān)，所以它們之間的關(guān)系，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個不含時間變量的代數(shù)方程，或以輸入量作橫坐標，把與其對應(yīng)的輸出量作縱坐標而畫出的特性曲線來描述。擬合直線的選取有多種方法。C （ 1） LM35 有多種不同封裝型式 ，外觀如圖 3 所示 。 封裝形式與型號關(guān)系 ： TO46 金屬罐形封裝 LM35H,LM35AH,LM35CH,LM35CAH,LM35DH TO220 塑料封裝 LM35DT TO92 封裝 LM35CZ,LM35CAZ LM35DZ SO8 IC 式封裝 LM35DM 規(guī)格參數(shù) ： 工作電壓：直流 4～ 30V； 工作電流：小于 133μA 輸出電壓： +6V～ 輸出阻抗 ： 1mA 負載時 ； 第 11 頁 共 52 頁 精度： ℃ 精度（在 +25℃ 時）； 漏泄電流：小于 60μA； 比例因數(shù)：線性 +℃ ； 非線性值： 177。 177。 177。 177。 177。因此，只需要單電源模式即可滿足要求。它是逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，可以和單片機直接接口。 地址鎖存與譯碼電路完成對 A、 B、 C 3個地址位進行鎖存和譯碼，其譯碼輸出用于通道選擇，其轉(zhuǎn)換結(jié)果通過三態(tài)輸出鎖存器存放、輸出，因此可以直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連，表 1為通道選擇表 。 CLK：時鐘脈沖輸入端。本系統(tǒng)中 ADC0809 的轉(zhuǎn)化電路如下圖 6所示。根據(jù)需要還可將模擬量變換為數(shù)字量?？刂评^電器按結(jié)構(gòu)分為電磁式和電子式兩大類，其中電磁式繼電器結(jié)構(gòu)簡單、動作可靠，在機床電路中被廣泛應(yīng)用。電路正常工作時，欠電壓繼電器吸合，當電路電壓減小到某一整定值時，欠電壓繼電器釋放，對電路實現(xiàn)欠電壓保護。本系統(tǒng)利用高阻抗的電阻絲來對培養(yǎng)液加熱。從而達到根據(jù)檢測到的溫度而自動調(diào)節(jié) 繼電器導通時間 當然，實際使用時也可以采用電風扇，即再在滿足制冷條件下繼電器接通，電風扇的電機接通電源而轉(zhuǎn)動制冷。其優(yōu)點是 無運動部件，可靠性也比較高，且無污染。 鍵盤實質(zhì)上是一組按鍵開關(guān)的集合。任何一個按鍵按下時，通過門電 路都會向 CPU申請中斷，在中斷服務(wù)程序中，讀入 P1 口的值，從而判斷是哪一個按鍵被按下。其原則是既要保證能及時響應(yīng)按鍵操作，又不要過多占用單片微機的工作時間。程控掃描方式： CPU 的控制一旦進入監(jiān)控程序，將反復不斷地掃描鍵盤，等待輸入命令或數(shù)據(jù)。由于所有的段選線并聯(lián)到同一個 I/O，由這個 I/O 口來控制，因此，若是所 有的 4 位 8 段 LED 都選 通的話， 4 位 8 段 LED 將會顯示相同的字符。 從左到右，Ａ G依次接 , DP 接 管腳。它是在 1970 年由美國電子工業(yè)協(xié)會（ EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、 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 準。即 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 作為邏輯“ 1” 。 A/D 轉(zhuǎn)換器可劃歸為零階保持器內(nèi)，所以廣義對象的傳遞函數(shù)為 ]/)1[()1/([)( 11 e seKsG Tsss ?? ???? ?? （ 41） 廣義對象的 Z傳遞函數(shù)為 )/1/)11(]}/)1[()]11/{[)( 1111 ?????? ??????? zeTeKzsesKZzG TLTsse ?? ??（ 42） 所以系統(tǒng)的閉環(huán) Z傳遞函數(shù)為： )1/()1()1/(/)1[()( //1 ??? ? TTLsTs eezseseZz ?????? ???????? (43) 系統(tǒng)的數(shù)字控制器為： )(G/)()(D)(E/)(U 1 zzzzz ??? = LTTeTTT zezeeKeze ????????? ?????? 1/1/1//11/ )1(]1)[1(/)1)(1( ???? （ 44） 寫成差分方程即為 ： )1()1()1()( // Lkuekueku TT ?????? ?? ??)1(/)1()1()1(/)()1( 1/1//1// ????? TTTTT eKkeeeeKkee ????? ??????? （ 45） 令 )1(/)1( 1//0 ?? TT eKea ?? ??? 第 33 頁 共 52 頁 )1(/)1( 1/1//1 ??? TTT eKeea ??? ??? ?/1