【正文】 CPU對(duì)DS18B20的訪(fǎng)問(wèn)流程是：先對(duì)DS18B20初始化,再進(jìn)行ROM操作命令,最后才能對(duì)存儲(chǔ)器操作和對(duì)數(shù)據(jù)操作。圖3—6中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過(guò)程中的非線(xiàn)性，其輸出用于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)門(mén)仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過(guò)程，直至溫度寄存器值達(dá)到被測(cè)溫度值，這就是DS18B20的測(cè)溫原理。4)低電壓，低功耗。由于此時(shí)的電量(電壓)還是單片機(jī)所不能識(shí)別的模擬量，所以還需要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，即將模擬的電量轉(zhuǎn)化成與之對(duì)應(yīng)的數(shù)字量，提供給單片機(jī)判斷和控制。鉑電阻溫度傳感器主要有兩種類(lèi)型：標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度傳感器和工業(yè)鉑電阻溫度傳感器。該電路將溫控箱的溫度轉(zhuǎn)化為電壓輸出。但是大多數(shù)單片機(jī)本身只能識(shí)別和處理數(shù)字量，因此必須經(jīng)過(guò)模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換(A/D轉(zhuǎn)換)，才能夠?qū)崿F(xiàn)單片機(jī)對(duì)被控對(duì)象的識(shí)別和處理。綜合考慮，本系統(tǒng)選用AD(ANALOG DEVICES)公司生產(chǎn)的16位AD轉(zhuǎn)換芯片AD7705作為本溫控系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換器。該串行時(shí)鐘可以是連續(xù)時(shí)鐘以連續(xù)的脈沖串傳送所有數(shù)據(jù)，反之，它也可以是非連續(xù)時(shí)鐘，將信息發(fā)送給AD7705；(2)MCLKIN為轉(zhuǎn)換器提供主時(shí)鐘信號(hào)，能以晶體/諧振器或外部時(shí)鐘的形式提供。(l)相位控制：作用于每一個(gè)交流正弦波，改變正弦波每個(gè)正半波和負(fù)半波的導(dǎo)通角來(lái)控制電壓的大小，進(jìn)而可以調(diào)節(jié)輸出電壓和功率的大小?？煽毓杈哂锌刂乒β市?、無(wú)觸點(diǎn)、長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)，在交流電機(jī)調(diào)速、調(diào)功、隨動(dòng)等系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的仿真包括軟件仿真和硬件仿真。TKS系列仿真器是廣州致遠(yuǎn)電子有限公司推出的高性能實(shí)時(shí)在線(xiàn)仿真器。KEIL IDE Vision2集成開(kāi)發(fā)環(huán)境主要由以下部分組成：(l) u Vision2 IDEVision2 IDE包括：一個(gè)工程管理器，一個(gè)功能豐富并有交互式錯(cuò)誤提示的編輯器選項(xiàng)設(shè)置生成工具，以及在線(xiàn)幫助。安裝MON51目標(biāo)監(jiān)控器到目標(biāo)系統(tǒng)并通過(guò)Monitor—51接口下載程序，使用高級(jí)GDI接口將Vision2調(diào)試器同TKS系列仿真器的硬件系統(tǒng)相連接，通過(guò)Vision2的人機(jī)交互環(huán)境指揮連接的硬件完成仿真操作。接著分別測(cè)試各個(gè)硬件模塊的性能。 系統(tǒng)軟件調(diào)試系統(tǒng)的軟件調(diào)試借助于TKS仿真器，在進(jìn)行系統(tǒng)軟件的連續(xù)調(diào)試之前要先進(jìn)行軟件的初調(diào)，就是要使各個(gè)子程序模塊運(yùn)行正確，程序的運(yùn)行流程正確。在調(diào)試過(guò)程中，先將PID算法子程序屏蔽，輸出可控硅導(dǎo)通時(shí)間用一個(gè)固定的常數(shù)代替，在各個(gè)中斷服務(wù)子程序設(shè)置斷點(diǎn)，然后運(yùn)行程序，查看程序是否能運(yùn)行到所有的斷點(diǎn)，若所有斷點(diǎn)都能運(yùn)行到，則程序流程基本正確。通過(guò)對(duì)占空比的調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)溫控箱溫度的自動(dòng)控制。梅老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、很深的專(zhuān)業(yè)造詣和頑強(qiáng)的敬業(yè)精神都使我收益非淺，終身難忘。[25]Trulove， wiring. NEW YORK: McGraw—Hill，1997.[26]XIAO，X.，and Ni，L.“Internet QoS: A Big PICTURE ” IEEE Network，March/April 1999.致 謝本論文是在梅菲導(dǎo)師精心指導(dǎo)下完成的。包括系統(tǒng)的硬件開(kāi)發(fā)、軟件編程與仿真調(diào)試等。當(dāng)運(yùn)算結(jié)果與手工計(jì)算的結(jié)果相同時(shí)，該算法子程序則調(diào)試完成，反之，就要進(jìn)行相應(yīng)的修改。測(cè)試結(jié)果與預(yù)期結(jié)果基本一致，保證了系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)的思路正常運(yùn)行。調(diào)試的過(guò)程是按照系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能來(lái)劃分的。(5) Vision2 軟件調(diào)試器Vision2 軟件調(diào)試器能十分理想地進(jìn)行快速可靠的程序調(diào)試。它內(nèi)嵌多種符合當(dāng)前工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)工具，可以完成從工程建立和管理、編譯連接目標(biāo)代碼的生成、軟件仿真、硬件仿真等完整的開(kāi)發(fā)流程。此時(shí)就需要用到仿真器?？煽毓栎敵鲭娐啡鐖D3—12所示?？煽毓枋且环N功率半導(dǎo)體器件，簡(jiǎn)稱(chēng)SCR，也稱(chēng)晶閘管?？煽毓璧目刂颇Ｊ接袃煞N：相位控制和零位控制(分配式零位控制、時(shí)間比例零位控制)。AD7705引腳如圖3—10所示。溫度控制中A/D轉(zhuǎn)換是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。本系統(tǒng)中基準(zhǔn)電壓源產(chǎn)生的電壓不僅提供給鉑電阻采樣電路而且還提供給A/D轉(zhuǎn)換電路使用。本系統(tǒng)采用的是恒流四線(xiàn)制接法對(duì)Pt100鉑電阻進(jìn)行采樣。這些特點(diǎn)使得鉑電阻溫度傳感器具有信號(hào)強(qiáng)、精度高、穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性好的特點(diǎn)。圖3—7為AT89C2051的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。2)集成度高、體積小、可靠性高。計(jì)數(shù)門(mén)的開(kāi)啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來(lái)決定，每次測(cè)量前，首先將55℃所對(duì)應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。一種是將DS18B20的UDD接外部電源，GND接地，其I/0與單片機(jī)的I/0線(xiàn)相連；另一種是用寄生電源供電，此時(shí) DSI8B20的UDD、GND接地，其I/0接單片機(jī)I/0。當(dāng)電源電壓的極性反接時(shí)，能保護(hù)DS18B20不會(huì)因發(fā)熱而燒毀。(3)可用數(shù)據(jù)線(xiàn)供電，供電電壓范圍：+—+。同時(shí)其“一線(xiàn)總線(xiàn)”獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶(hù)可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入了全新的概念。智能溫度傳感器的特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器(MCU)；并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開(kāi)發(fā)水平。模擬集成溫度控制器主要包括溫控開(kāi)關(guān)和可編程溫度控制器，典型產(chǎn)品有LM5AD22105和MAX6509。單總線(xiàn)芯片入口示意圖如圖3—4所示。控制信號(hào)輸出端PIO引腳吸收能力大于4mA/。溫室控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用開(kāi)關(guān)量控制，本系統(tǒng)選用了可尋址的單總線(xiàn)控制開(kāi)關(guān)DS2405，由它送出1位。PC機(jī)作上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理，控制器選用Max705組成上電復(fù)位和看門(mén)狗電路。因此，RS232方式的通訊，一般應(yīng)用于速度低于20kb/s，距離20m以?xún)?nèi)的條件下，不適合于高速、遠(yuǎn)距離通訊。傳感器和數(shù)字轉(zhuǎn)換電路都被集成在一起，每個(gè)DS18B20都具有唯一的64位序列號(hào)。為防止模擬傳感器數(shù)據(jù)采集的失真，采用了線(xiàn)形插值算法。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，除了保持高性能外，盡可能降低成本，如簡(jiǎn)化外圍硬件電路，在系統(tǒng)性能和速度允許的情況下盡可能用軟件功能取代硬件功能等。要求達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)：測(cè)溫范圍：20℃—100℃測(cè)溫精度：℃測(cè)溫范圍：0—100%RH測(cè)溫精度：%RH 單片機(jī)溫度測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的原則要求單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)具有可靠性高、操作維護(hù)方便、性?xún)r(jià)比高等特點(diǎn)?！衾谜Z(yǔ)音芯片，超限報(bào)警，實(shí)現(xiàn)了人性化管理。同時(shí)，將更多的農(nóng)業(yè)知識(shí)用于溫室生產(chǎn)的實(shí)時(shí)控制中，不僅僅局限于對(duì)環(huán)境因子的專(zhuān)家指導(dǎo)。智能化控制。生產(chǎn)一線(xiàn)的種植者既是溫室環(huán)境的傳感器，又是對(duì)溫室作物進(jìn)行管理的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，他們是溫室環(huán)境控制的核心。英國(guó)倫敦大學(xué)農(nóng)學(xué)院研制的溫室計(jì)算機(jī)遙控技術(shù)，可以觀測(cè)50km以外溫室內(nèi)的光、溫、濕、氣和水等環(huán)境狀況，并進(jìn)行遙控。該系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，具有較高的測(cè)量精度，不需要任何固定網(wǎng)絡(luò)的支持，安裝簡(jiǎn)單方便，性?xún)r(jià)比高，可維護(hù)性好。它將系統(tǒng)的地址線(xiàn)、數(shù)據(jù)線(xiàn)、控制線(xiàn)合為一根導(dǎo)線(xiàn)，允許在這根導(dǎo)線(xiàn)上掛接數(shù)百個(gè)控制對(duì)象，形成多點(diǎn)單總線(xiàn)測(cè)控系統(tǒng)。因此，單片機(jī)對(duì)溫度的控制問(wèn)題是一個(gè)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到的問(wèn)題。這些操作都是在人工情況下進(jìn)行的，耗費(fèi)了大量的人力物力。因此，要改變這種局面，只靠增加耕地面積是不可能實(shí)現(xiàn)的，因此我們要另辟蹊徑，想辦法來(lái)提高單位畝產(chǎn)量。無(wú)論你生活在哪里，從事什么工作，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在與溫度打著交道。而且，溫室大棚能克服環(huán)境對(duì)生物生長(zhǎng)的限制，能使不同的農(nóng)作物在不適合生長(zhǎng)的季節(jié)產(chǎn)出，使季節(jié)對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)影響不大，部分或完全擺脫了農(nóng)作物對(duì)自然條件的依賴(lài)。今天，我們的生活環(huán)境和工作環(huán)境有越來(lái)越多稱(chēng)之為單片機(jī)的小電腦在為我們服務(wù)。但是，目前應(yīng)用于溫室大棚的溫度檢測(cè)系統(tǒng)大多采用模擬溫度傳感器、多路模擬開(kāi)關(guān)、A心轉(zhuǎn)換器及單片機(jī)等組成的傳輸系統(tǒng)[2]。這樣，在單總線(xiàn)上傳輸?shù)谋闶菙?shù)字信號(hào)。先是采用模擬式的組合儀表，采集現(xiàn)場(chǎng)信息并進(jìn)行指示、記錄和控制。我國(guó)溫室設(shè)施計(jì)算機(jī)應(yīng)用，在總體上正從消化吸收、簡(jiǎn)單應(yīng)用階段向?qū)嵱没⒕C合性應(yīng)用階段過(guò)渡和發(fā)展。自動(dòng)控制。 溫室控制存在的問(wèn)題首先是農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)自身的問(wèn)題，農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)的技術(shù)還不十分成熟。本文將信息采集技術(shù)、信息傳輸技術(shù)、信息存儲(chǔ)技術(shù)及信息處理技術(shù)等相互融合，將溫室環(huán)境多種參數(shù)監(jiān)測(cè)和單片機(jī)控制理論相結(jié)合，提出一種切實(shí)可行的溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以全面、實(shí)時(shí)、自動(dòng)地對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)記錄、存儲(chǔ)和處理，并將有關(guān)信息根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用最有效方式送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，并可對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。◆現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)具有較高的靈敏度、可靠性、抗干擾能力并具有存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程通信功能。操作維護(hù)方便在系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從操作者的角度考慮操作和維護(hù)方便，盡量減少對(duì)操作人員專(zhuān)用知識(shí)的要求，以利于系統(tǒng)的推廣。選用的主要器件有：溫度傳感器DS1820，濕度傳感器HSll01，At89S51，A/D轉(zhuǎn)換器TLCO834，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器AT24C04，MMC存儲(chǔ)卡，4數(shù)碼管顯示模塊，語(yǔ)音報(bào)警芯片ISD2560，MAX232，集成定時(shí)器555芯片等。 系統(tǒng)硬件電路構(gòu)成本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，組成一個(gè)集溫度的采集、處理、顯示、自動(dòng)控制為一身的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其原理框圖如圖3—1所示。由于該溫度計(jì)采用數(shù)字輸出形式，故不需要A/D轉(zhuǎn)換器。由于從大棚到計(jì)算機(jī)的距離較長(zhǎng)，因此，在本課題設(shè)計(jì)中，需要在PC機(jī)側(cè)配置RS485轉(zhuǎn)換器，以達(dá)到數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康?。圖3—2中只畫(huà)出了一個(gè)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的配置，其布線(xiàn)接頭與通常電話(huà)線(xiàn)路使用的一樣，插入和拔出都很方便。DS2405是DALLAS公司提供了一種可尋址的開(kāi)關(guān)器件，其主要特性為： 溫度傳感器的選擇測(cè)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(guò)了三個(gè)階段：(含敏感元件)：；。智能溫度傳感器(亦稱(chēng)數(shù)字溫度傳感器)是在20世紀(jì)90年代中期問(wèn)世的。因此，智能溫度傳感器DS18B20作為溫度測(cè)量裝置己廣泛應(yīng)用于人民的日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。因此，數(shù)字化單總線(xiàn)器件