【正文】 如溫度高于上限時需要降溫，低于下限時需要升溫，溫度過高時啟動報警等等。它的工作步驟是： （ 1）系統(tǒng)啟動時，液晶顯示器的時間顯示為 “ 00—00—00”，當(dāng)前溫度顯示為當(dāng)前的環(huán)境溫度值，用戶設(shè)定的上、下限溫度默認(rèn)為 30℃和 10℃。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 27 圖 310 電源系統(tǒng)電路圖 本章小結(jié) 本章分別論述介紹了單片機最小系統(tǒng)， DS18B20 溫度采集模塊，升溫控制驅(qū)動模塊，LCD1602 顯示模塊，鍵盤接口電路，聲光報警模 塊及電源系統(tǒng)硬件接口電路的設(shè)計。光報警電路圖如圖 39所示 。本次設(shè)計聲報警采用蜂鳴器報警。 系統(tǒng)啟動時，液晶顯示器的時間顯示為 “ 00—00—00”，當(dāng)前溫度顯示為當(dāng)前的環(huán)境溫度值，用戶設(shè)定的上、下限溫度默認(rèn)為 30℃ 和 10℃ 。本設(shè)計實現(xiàn)以弱電控強電。計算機通過輸入通道對參數(shù)進行巡回檢測，并根據(jù)規(guī)定的控制規(guī)律進行運算，然后發(fā)出控制信號，通過輸出通道直接控制調(diào)節(jié)閥等執(zhí)行機構(gòu)。當(dāng)單線總線上掛有多個從屬器件時，也稱之為多點總 線 [19]?；诤喕娐?，提高性價比的考慮，本設(shè)計采用集成化智能型溫度傳感器 DS18B20 完成現(xiàn)場溫度的采集。 圖 31 單片機復(fù)位與時鐘電路 時鐘電路是用來產(chǎn)生 AT89S52 單片機工作時所必須的時鐘信號， AT89S52 本身就河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 21 是一個復(fù)雜的同步時序電路，為保證工作方式的實現(xiàn)， AT89S52 在唯一的時鐘信號的控制下嚴(yán)格的按時序執(zhí)行指令進行工作，時鐘的頻率影響單片機的速度和穩(wěn)定性。介紹了系統(tǒng)組成模塊及其工作原理，還給出了所用元件的簡介，為后面的設(shè)計作準(zhǔn)備。固態(tài) 繼電器 專用的固態(tài)繼電器可以具有短路保護，過載保護和過熱保護功能，與組合邏輯固化封裝就可以實現(xiàn)用戶需要的智能模塊，直接用于控制系統(tǒng)中。 DS18B20 的寫時序： 對于 DS18B20 的寫時序仍然分為寫 0 時序和寫 1 時序兩個過程。該協(xié)議定義了幾種信號的時序：初始化時序、讀時序、寫時序。 ?READSCRATCHPAD 命令代碼 [BEH]：讀取溫度寄存器的溫度值。處理時，將 DS1820 信號線與單片機一位口線相連，單片機可掛接多片 DS1820，從而實現(xiàn)多點溫度檢測系統(tǒng)。 8bit 校驗 CRC 48bit 序列號 8bit 工廠代碼（ 10H） MSB LSB MSB LSB MSB LSB 圖 28 DS1820 內(nèi)部的 64bit 閃速 ROM 結(jié)構(gòu)圖 當(dāng)總線為高電平時， DS1820 從總線上獲得能量并儲存在內(nèi)部電容上 。 表 2— 4 DS18B20 引腳功能描述 DS1820 的工作原理： DS1820 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 27 所示。 （ 4）適配各種單片機或系統(tǒng)機。 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 數(shù)字溫度計是 DALLAS 公司生產(chǎn)的 1－ Wire，即單總線器件，具有線路簡單，體積小的特點 [14]。 指令 9：讀忙信號和光標(biāo)地址 。 指令 5：光標(biāo)或顯示移位 。 指令 3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 。 D0~D7河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 11 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線 [13]。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。這個 ALE 使能標(biāo)志位（地址為 8EH的 SFR 的第 0 位）的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。 DISRTO 默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。 作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。按鍵 P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。 P2 口： P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4個 TTL 邏輯電平。 P0 口： 本次設(shè)計中 P0 口與 P2 口共同實現(xiàn) LCD 顯示功能。片上8K 字節(jié) Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 （ 6）紅、藍(lán)色 LED，蜂鳴器：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的報警功能。其精度可精確到小數(shù)點后四位。其中數(shù)字控制器的功能由單片機實現(xiàn)。由于采用具有一總線特河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 6 點的溫度傳感器，所以電路連接簡單；而且該傳感器擁有強大的通信協(xié)議，同過幾個簡單的操作就可以實現(xiàn)傳感器與單片機的交互，包括復(fù)位傳感器、對傳感器讀寫數(shù)據(jù)、對傳感器寫 命令。 溫度傳感器的選擇 溫度傳感器可以采用極為普遍的晶體管 3DG6 作為溫度傳感器，廉價的電壓 /頻率轉(zhuǎn)換器（ V/F） LM331 與 AT89S52 單片機組成的溫度測量儀。但此方案在硬件、軟件上的成本都比較高，而且易受外部環(huán)境的影響和限制，系統(tǒng)工作相對不穩(wěn)定。聲音、警報燈的報警功能等。 所以，我們要好好學(xué)習(xí)先進控制技術(shù)，爭取早日趕超國外那些發(fā)達國家。 近 20 年來，模糊控制技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、遺傳算法等智能控制技術(shù)發(fā)展較快，并且在 爐溫控制系統(tǒng)中都有所應(yīng)用。第一階段時間為 20 世紀(jì) 40～ 60 年代，稱之為“經(jīng)典控制”時期。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了高效地進行生產(chǎn)，必須對生產(chǎn)工藝過程中的主要參數(shù)，如溫度、壓力、流量、速度等進行有效的控制，其中溫度控制在生產(chǎn)過程中占有相當(dāng)大的比例 [8]。 19 世紀(jì)末出現(xiàn)了工業(yè)規(guī)模的電爐， 20 世紀(jì)50 年代以來，由于 對高級冶金產(chǎn)品需求的增長和電費隨電力工業(yè)的發(fā)展而下降，電爐在冶金爐設(shè)備中的比額逐年上升。 隨著電視監(jiān)視器材、 計算 機 技術(shù)的日益 發(fā)展 ，圖形監(jiān)視系統(tǒng)在電視系統(tǒng)或監(jiān)控場所得到了廣泛地 應(yīng)用 。同時，我們也希望在適宜溫度范圍內(nèi)可以由檢測人員根據(jù)實際情 況加以改變。 關(guān)鍵字 ：溫度采集系統(tǒng)； 單片機； DS18B20； 溫度控制 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 II The Design of Furnace Temperature Control System Based on Single Chip Microputer Abstract In the industrial production process, often require various types of furnace, heat treatment furnace, reactor temperature detection and regulation, so it needs a proper system of precise control of its temperature. as low power consumption single chip, high performance, reliability, easytomarket modity and so on, so to control the temperature using SCM not only save on cost, control method of flexible and diverse, and can achieve higher precision, which can greatly enhance the quality of the product, so SCM is widely used in the Small control system. The automatic control technique is a temperature particularly controls technique at domestic and international get the extensive application with develop. Time postpone effect perplex always in fact on the occasion of applied, for this person invents various controls method to resolve the problem of Time postpone. This paper introduces a design of temperature data acquisition system based on singlechip AT89S52. The system collects temperature data through 1Wire Digital Thermometer DS18B20, and the control algorithm of DDC parameters is presented. This system according to mold a design for turning procedure design toughing, pleting to system software part of designs, giving each function mold piece thought with flow chart. A function temperature control system can proceed accurately the data adopts the kind converts, stabilizing the proceeding heat, the control process of the constant temperature, and can satisfy pletely to the request of the system accuracy. and can show them to the operators by the way of the Liquid Crystal Display. This system used the present the usage the LCD and actions output equipments, make data kept the view more. The results of the simulation show that the system works stably and meets the expected design requirements. The temperature data acquisition and control system adoption with 8 bit AT89S52 single a machine for system CPU. The usage electricity heating apparatus heats, matching with the keyboard importation, displays with the LCD. It has simple structure, high system reliability, and the data recorded are reliable and the operation and maintenance are convenient. Key words: temperature data acquisition system。時滯效應(yīng)始終困擾著其實際應(yīng)用，為此人們發(fā)明了多種控制方法來解決時滯問題，例如比例控制方式、DDC 控制方式。本 文將針對一種溫度控制方式進行學(xué)習(xí)，并設(shè)計一個以 AT89S52 單片機為核心、利用新型集成化智能 1Wire 總線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 實現(xiàn)的溫度采集控制系統(tǒng)，同時還闡述了直接數(shù)字控制（ DDC）控制算法。 singlechip。 單片機對溫度的控制是工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常使用的控制方法。用圖形來實時顯示被控對象（攝像機、終端設(shè)備等）在操作過程中的狀態(tài)，具有清晰明了、形象直觀且可以及時處理反饋信息。 電阻爐是熱處理生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的加熱設(shè)備，它在機械、冶金等行業(yè)的生產(chǎn)中占有十分重要的地位 [6]。準(zhǔn)確地測量和有效地控制溫度是優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗和安全生產(chǎn)的重要條件。在 60 年代以前，一些設(shè)備齊全的大型工業(yè)電阻爐除了配置一些監(jiān)測儀表外，還設(shè)置 PID 調(diào)節(jié)器，以經(jīng)典控制理論為依據(jù)，實現(xiàn)單個參量的自動調(diào)節(jié)。如日本三菱電機公司在 1998 年開發(fā)了 MACTUS 210 系列的模糊 PID 自校正調(diào)節(jié)器。要達 到控制要求，提高控制精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低廢品率，從而增加企業(yè)效益。初始的上限和下限分別是是 30℃和 10℃。 單片機種類繁多，經(jīng)過比較。但抗干擾性差， 數(shù)據(jù)處理復(fù)雜，數(shù)據(jù)存放空間大，受市場限制。軟件、硬件易于調(diào)試，制作成本較低。 ++ ⊕ _ 圖 21 溫度控制系統(tǒng) 原理 圖 本系統(tǒng)控制對象是電爐等需要保持在一定區(qū)間內(nèi)恒溫的設(shè)備，他們都需要有加溫或降溫功能，有的當(dāng)溫度超過一定上限時會報警。 （ 3）驅(qū)動模塊：采用固態(tài)繼電器控制加熱 4000W 加熱器設(shè)備的方式。當(dāng)溫度超過用戶設(shè)定的上、下限值時系統(tǒng)將報警。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 P0 口