【正文】 性拷貝，這三個(gè)字節(jié)的內(nèi)容在每一次上電復(fù)位時(shí)被刷新。 因此，在對(duì)DS1820進(jìn)行讀寫編程時(shí)，必須嚴(yán)格的保證讀寫時(shí)序，否則將無法讀取測(cè)溫結(jié)果。因此，在用DS1820進(jìn)行長(zhǎng)距離測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。由于生產(chǎn)過程自動(dòng)化程度的不斷提高，測(cè)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，設(shè)計(jì)人員很難在短時(shí)間內(nèi)就對(duì)整個(gè)系統(tǒng)理解無誤，軟件的設(shè)計(jì)與調(diào)試不可能一次完成，有些問題是在運(yùn)行中逐步暴露出來，這就要求編制的軟件容易理解和修改。實(shí)時(shí)性是本系統(tǒng)的基本要求。 可靠性。在論文中簡(jiǎn)單分析了單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程及實(shí)現(xiàn)方法。單片機(jī)產(chǎn)品手冊(cè)[ED/OL].[21]Borko H，Bernier C L．Indexing concepts and methods .New York:Academic .[22]Dallas products data Book[M]，1999.[23]Maxim products data Book[M]，2001.[24]Shao Jianlong, He Chun. Design of a Portable Popular Multifunctional Development System for 8051 Singlechip Microprocessor Family [J]. Computer Engineering and Applications, .致謝　　三年的讀書生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號(hào)，而于我的人生卻只是一個(gè)逗號(hào)，我將面對(duì)又一次征程的開始。 程序結(jié)構(gòu)LED數(shù)碼顯示管顯示程序鍵盤掃描及按鍵處理程序溫度傳感器讀取溫度程序 溫度處理程序 圖41 程序結(jié)構(gòu)圖開始 溫度顯示 讀取傳感器溫度 系統(tǒng)初始化是否超過上下限是報(bào)警電路否是是否有按鍵否按鍵處理 比較設(shè)置溫度值與當(dāng)前溫度值大小 溫度控制　　　　　　　　　　　　　圖42　　系統(tǒng)主程序圖 子程序設(shè)計(jì) 讀出溫度子程序讀出溫度子程序的主要功能包括初始化,判斷DS18B20是否存在,若存在則進(jìn)行一系列的讀操,作若不存在則返回。準(zhǔn)確性對(duì)整個(gè)系統(tǒng)具有重要意義。同時(shí)，采用模塊化程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，對(duì)于系統(tǒng)功能的擴(kuò)充和修改也提供了很大的方便。為了滿足系統(tǒng)的要求，編制軟件時(shí)必須符合以下基本要求:易理解性、易維護(hù)性。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離可達(dá)150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離進(jìn)一步加長(zhǎng)。復(fù)位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，DS18B20收到信號(hào)后等待16～60微秒左右，后發(fā)出60～240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號(hào)表示復(fù)位成功。 DS18B20溫度傳感器的存儲(chǔ)器DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的E2RAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、TL和結(jié)構(gòu)寄存器。 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器?？蛇x更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍。C 。DS18B DS1822 “一線總線”數(shù)字化溫度傳感器 同DS1820一樣，DS18B20也 支持“一線總線”接口，測(cè)量溫度范圍為 55176。 //read結(jié)果在P1口 display. 62256引腳圖 74LS373簡(jiǎn)介八 D 鎖存器(3S,鎖存允許輸入有回環(huán)特性)簡(jiǎn)要說明：373為三態(tài)輸出的八 D 透明鎖存器，共有 54S373 和 74LS373 兩種線路結(jié)構(gòu)型式，其主要電器特性的典型值如下(不同廠家具體值有差別)：型號(hào) TPD　 PD54S373/74S373 7ns 525mW54LS373/74LS373 17ns 120mW373 的輸出端 Q0～Q7 可直接與總線相連。i20。 輸入始能(Write enable) OE 輸出1一個(gè)字形MOV DPTR ,7000HMOVX DPTR , AINC DPTRLOOP1:M0VX A , DPTRAND A , 07HCJNE A , 00H,L00P2AJMP LOOP1 。將顯示的數(shù)據(jù)寫入顯示RAM中……下面用8031匯編程序?qū)?279初始化ORG 0000HMOV DPTR,7000H 。命令代碼: 1 0 0 AI A A A ACPU向8279寫此命令,規(guī)定了下一步要對(duì)8279的顯示RAM進(jìn)行寫,尋址方式和自動(dòng)加1功能均與讀顯示器RAM相同。對(duì)CPU而言,8279只有兩個(gè)口地址,一個(gè)用于讀寫命令和狀態(tài)(CS=0,A0=1),一個(gè)用于讀寫數(shù)據(jù)(CS=0,A0=0)但用于編程命令字卻有多種,在8279中用于區(qū)別各種不同命令字的方法是命令字代碼的高3位(D7,D6,D5,)編碼而低5位是命令字的真正內(nèi)容最高位 最低位命令代碼 0 0 0 D D K K K其中DD為顯示方式,KKK為鍵盤方式DD00 8個(gè)8位字符顯示左端傳入01 16個(gè)8位字符顯示左端送入10 8個(gè)8位字符顯示右端送入11 16個(gè)8位字符顯示右端送入所謂左端送入是顯示器根據(jù)用戶送的先后,從左端一位開始,向右逐位排列,到最右端一位之后,下一位再?gòu)淖钭蠖孙@示,在這種顯示方式中,顯示器的每個(gè)顯示管和8279中的顯示RAM單元一一對(duì)應(yīng),RAM中的O地址對(duì)應(yīng)最左面的顯示字符,而15號(hào)單元對(duì)應(yīng)最右端的顯示字符而右端送入方式是電子計(jì)算器中常用的顯示方式,第一個(gè)送入的數(shù)在最右端的顯示字符上,而以后每送 入一個(gè)新數(shù),顯示先左移一位然后把送入的數(shù)仍放在最右端顯示字符上。鍵盤功能塊包括:返回緩沖器,鍵盤反跳及控制,8x8 FIFO傳感器RAM,FIFO/傳感器RAM狀態(tài)。VSS:地線輸入線。SL0～SL3:掃描線，用來掃描按鍵開關(guān)，傳感器陣列和顯示數(shù)字， 這些可被編程或被譯碼。CLK:時(shí)鐘輸入線，用以產(chǎn)生內(nèi)部定時(shí)的時(shí)鐘脈沖。 不過在市場(chǎng)化方面，89C51受到了PIC單片機(jī)陣營(yíng)的挑戰(zhàn)，89C51最致命的缺陷在于不支持ISP（在線更新程序）功能，必須加上ISP功能等新功能才能更好延續(xù)MCS51的傳奇。在閑置模式下，CPU停止工作。 振蕩器特性 XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。 PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流?？删幊檀型ǖ? 壽命：1000寫/擦循環(huán) 片選信號(hào)則由地址線A15（）獲得，讀寫信號(hào)分別于89C51的讀寫信號(hào)相連，低電平有效。 當(dāng)由于環(huán)境溫度變化太劇烈或由于加熱或降溫設(shè)備出現(xiàn)故障，或者溫度傳感頭出現(xiàn)故障導(dǎo)致在一段時(shí)間內(nèi)不能將環(huán)境溫度調(diào)整到規(guī)定的溫度限內(nèi)的時(shí)候，單片機(jī)通過三極管驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出警笛聲。偏差控制的原理是先求出史冊(cè)爐溫對(duì)所需爐溫的偏差值，然后對(duì)偏差值處理而獲得控制信號(hào)去調(diào)節(jié)電阻爐的功率，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電阻爐的爐溫控制。 圖23 鍵盤與顯示電路 溫度控制及超溫報(bào)警電路AT89C51對(duì)溫度的控制是通過可控硅調(diào)控器實(shí)現(xiàn)的。在多路溫度巡檢儀中只需要顯示4位數(shù)字形式的溫度和路數(shù)，可以不必使用價(jià)格較高的CRT； 4位LED的工作電流為240mA左右，由于使用交流電源供電，足以提供LED顯示器所需要的功率，對(duì)于LED而言，僅有4位，體積也很小，這樣比較LED和 LCD的諸多特點(diǎn)，本系統(tǒng)選擇 LED顯示器。LED的發(fā)光效率和顏色取決于制造的材料，一般常用紅色，偶爾也用黃色或綠色。讀寫信號(hào)分別和單片機(jī)的讀寫信號(hào)相連。（4）系統(tǒng)的調(diào)試和維護(hù)：由于引線的減少，使得系統(tǒng)接口大為簡(jiǎn)化，給系統(tǒng)的調(diào)試帶來方便。當(dāng)由于環(huán)境溫度變化太劇烈或由于加熱或降溫設(shè)備出現(xiàn)故障，或者溫度傳感頭出現(xiàn)故障導(dǎo)致在一段時(shí)間內(nèi)不能將環(huán)境溫度調(diào)整到規(guī)定的溫度限內(nèi)的時(shí)候，單片機(jī)通過三極管驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出警笛聲。其缺點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)PID參數(shù)整定麻煩,被控對(duì)象模型參數(shù)難以確定,外界干擾會(huì)使控制漂離最佳狀態(tài)。該方法響應(yīng)速度快,抗干擾能力強(qiáng),算法簡(jiǎn)單,且易于用硬件和軟件實(shí)現(xiàn)。(3)對(duì)溫度誤差采樣的精確量模糊化,經(jīng)過數(shù)學(xué)處理輸入計(jì)算機(jī)中,計(jì)算機(jī)根據(jù)模糊規(guī)則推理做出模糊決策,求出相應(yīng)的控制量,變成精確量去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),調(diào)整輸入,達(dá)到調(diào)節(jié)溫度,使之穩(wěn)定的目的。本文就最近幾年快速發(fā)展的PID溫控,模糊控制,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制在溫度控制中的應(yīng)用做一綜述。傳統(tǒng)的繼電器調(diào)溫電路簡(jiǎn)單實(shí)用 ,但由于繼電器動(dòng)作頻繁 ,可能會(huì)因觸點(diǎn)不良而影響正常工作。使用8051型單片機(jī)設(shè)計(jì)溫濕度控制系統(tǒng)，可以即時(shí)精確的反應(yīng)溫室內(nèi)的溫度以及適度的變化。 隨著科技的飛速發(fā)展和普及，高性能設(shè)備越來越多，各行各業(yè)對(duì)溫濕度的要求也越來越高。 在單片機(jī)溫度測(cè)量系統(tǒng)中的關(guān)鍵是測(cè)量溫度、控制溫度和保持溫度，溫度測(cè)量是工業(yè)對(duì)象中主要的被控參數(shù)之一。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等集成在一片芯片上就是單片機(jī)了，它主要用來完成各種控制功能。 現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)，工程建設(shè)及日常生活中溫度控制都起著重要的作用，早期的溫度控制主要用于工廠時(shí)間生產(chǎn)中，能起到實(shí)時(shí)采集溫度數(shù)據(jù)，提高生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量之用。溫度是表征物體冷熱程度的物理量，溫度測(cè)量則是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中一個(gè)很重要而普遍的參數(shù)。我國(guó)溫度測(cè)量控制現(xiàn)狀還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到工廠化的程度，生產(chǎn)實(shí)際中仍然有許多問題困擾著我們，存在著裝備配套能力差，產(chǎn)業(yè)化程度低，環(huán)境控制水平落后，軟硬件資源不能共享和可靠性差等缺點(diǎn)。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。文中還著重介紹了軟件設(shè)計(jì)部分，在這里采用模塊化結(jié)構(gòu)，主要模塊有：數(shù)碼管顯示程序、鍵盤掃描及按鍵處理程序、溫度信號(hào)處理程序、繼電器控制程序、超溫報(bào)警程。單片機(jī)通過對(duì)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)處理，從而實(shí)現(xiàn)溫度控制的目的。 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介 14 主要特性 14 管腳說明 15 振蕩器特性 16 芯片擦除 16 8279芯片簡(jiǎn)介 17 引腳介紹 17 8279的編程方法 19 8279的操作 21 8279 編程舉例 23 62256芯片簡(jiǎn)介 25 62256 引腳功能 25 62256引腳圖 26 74LS373簡(jiǎn)介 27 DS1820簡(jiǎn)介 27 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 28 DS18B20溫度傳感器的存儲(chǔ)器 28 DS1820使用中注意事項(xiàng) 294軟件設(shè)計(jì) 31 程序結(jié)構(gòu)分析 31 子程序設(shè)計(jì) 34 讀出溫度子程序 34　LED數(shù)碼顯示管程序 35 鍵盤掃描及按鍵處理子程序 365結(jié)束語 37參考文獻(xiàn) 39致謝 401緒論 中外溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r 國(guó)外溫度測(cè)控系統(tǒng)研究 國(guó)外對(duì)溫度控制技術(shù)研究較早，始于20世紀(jì)70年代。在技術(shù)上，以單片機(jī)控制的單參數(shù)單回路系統(tǒng)居多，尚無真正意義上的多參數(shù)綜合控制系統(tǒng)，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，存在較大差距。在農(nóng)業(yè)中，用于保證蔬菜大棚的恒溫保產(chǎn)等。但溫度是一個(gè)模擬量，如果采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)和元件，將模擬的溫度量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量雖不困難，但電路較復(fù)雜，成本較高。單片機(jī)其實(shí)就是一個(gè)簡(jiǎn)化的微機(jī)，將微機(jī)的CPU，存儲(chǔ)器，I/O接口。而且隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的不斷發(fā)展，溫度傳感器的種類還是在不斷增加豐富來滿足生產(chǎn)生活中的需要。這類控制對(duì)象慣性大,滯后現(xiàn)象嚴(yán)重,存在很多不確定的因素,難以建立精確的數(shù)學(xué)模型,從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)性能不佳,甚至出現(xiàn)控制不穩(wěn)定、失控現(xiàn)象。采用主回路無觸點(diǎn)控制,克服繼電器接觸不良的缺點(diǎn),且維修方便,缺點(diǎn)是溫度控制范圍小,精度不高。(2)根據(jù)控制查詢表,形成模糊算法。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以其高度的非線映射,自組織,自學(xué)習(xí)和聯(lián)想記憶等功能,可對(duì)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)建模。PID算法根據(jù)比例、積分、微分系數(shù)計(jì)算出合適的輸出控制參數(shù),利用修改控制變量誤差的方法實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制,使控制過程連續(xù),是很普通的調(diào)節(jié)方法。系統(tǒng)的原理框圖如圖21所示，其基本控制原理為: 用鍵盤將溫度的設(shè)定值送入單片機(jī)，并在LED顯示，啟動(dòng)運(yùn)行后，通過信號(hào)采集電路將溫度信號(hào)采集到后，送入單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行PID 控制運(yùn)算，將控制量輸出，改變可控硅管的接通時(shí)間便可改變加熱絲功率，以達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的控制電阻爐的加熱。（3）系統(tǒng)復(fù)雜度：由于DS18B20是單總線器件，微處理器與其接口時(shí)僅需占用1個(gè)I/O端口且一條總線上可以掛接幾十個(gè)DS18B20，測(cè)溫時(shí)無需任何外部元件，因此，與模擬傳感器相比，可以大大減少接線的數(shù)量，降低系統(tǒng)的復(fù)雜度，減少工程的施工量。VCC321 圖22溫度傳感器電路 通用鍵盤顯示電路設(shè)計(jì)如圖23所示，ALE信號(hào)作為8279的時(shí)鐘信號(hào)，從而與時(shí)鐘同步。8279中與地址有關(guān)的信號(hào)為A0和片選信號(hào)，它們的鏈接情況直接決定著寄存器的地址，一旦硬件電路確定，寄存器的地址也就