【正文】 **************************************************** 。數(shù)碼管兩位顯示 MOV DPTR,SMG_NUM 。數(shù)據(jù)一共有 8位 RE01: CLR C SETB NOP NOP CLR NOP NOP NOP SETB MOV R3,4 RE10: DJNZ R3,RE10 MOV C, RRC A MOV R3,20 RE20: DJNZ R3,RE20 DJNZ R2,RE01 MOV R1,A DEC R1 DJNZ R4,RE00 RET 。要求 15us 內(nèi)寫數(shù) DJNZ R3,$ RRC A MOV ,C 26 MOV R3,21 。************************************** 。延時(shí) TSR4: SETB FLAG1 。初始化 18b20 ，若 18b20 不存在，紅燈、綠燈同時(shí)亮，同時(shí)，蜂鳴器響 。中斷入口 ORG 0100H MAIN: MOV SP,60H 。 24 附錄 附錄一：總體程序 。 22 心得體會(huì) 在做 課程 設(shè)計(jì)的過程中， 通過理論聯(lián)系實(shí)際，不斷的學(xué)習(xí)和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，鞏固了所學(xué)的知識，提高了處理實(shí)際問題的能力。 21 結(jié)論 本設(shè)計(jì)詳細(xì)介紹了基于單片機(jī) STC89C52 的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案與軟硬件實(shí)現(xiàn)。若將該式稍加合并整理寫成如下形式： 其中 可以離線算出，即可加快算法程序的運(yùn)算速度。 控制算法 適用 PID 控制器。低位存入 29H(TEMPER_L),高位存入28H(TEMPER_H) RE00: MOV R2,8 。程序如下所示： WRITER_1820: 單片機(jī)主動(dòng)釋 放 60240μ S 60μ S 483μ S 15 T60μ S 單片機(jī)采樣第二位 啟動(dòng)脈沖 T60μ S 單片機(jī)采樣第一位 啟動(dòng)脈沖 MOV R2,8 。置標(biāo)志位 ,表示 DS1820 存在 SETB 。 DS18B20 在檢測到總線的上升沿后等待 60μS 發(fā)出器件存在脈沖（低電平持續(xù) 60— 240μS）。報(bào)警電路如圖所示 。從人類視覺的角度上看，就仿佛是全部數(shù)碼管同時(shí)顯示的一樣。 復(fù)位電路模塊 復(fù)位電路有上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。 9 表 32 部分溫度值對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)據(jù) 溫度 二進(jìn)制表示 十六進(jìn)制表示 +125℃ 0000 0111 1101 0000 07D0H +85℃ 0000 0101 0101 0000 0550H +℃ 0000 0001 1001 0001 0191H +℃ 0000 0000 1010 0010 00A2H +℃ 0000 0000 0000 1000 0008H 0℃ 0000 0000 0000 0000 0000H ℃ 1111 1111 1111 1000 FFF8H ℃ 1111 1111 0101 1110 FF5EH ℃ 1111 1110 0110 1111 FE6FH 55℃ 1111 1100 1001 0000 FC90H DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測得的溫度值與 RAM 中的 TH、 TL 字節(jié)內(nèi)容作比較。無論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電， I/O 口線要接 5KΩ 左右的上拉電阻。 表 31 單片機(jī) P3 口管腳第 2 功能 引腳 第 2 功能 RXD（串行口輸入端） TXD（串行口輸出端） INT0（ 外 部中斷 0 請求輸入端，低電平有效） INT1（ 外部 中斷 1 請求輸入端，低電平有效） T0（時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 計(jì)數(shù)脈沖端） T1（時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 計(jì) 數(shù)脈沖端） WR(外 部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號輸出端，低電平有效） RD（ 外 部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號輸出端，低電平有效） 7 DS18B20 溫度控制芯片 DS18B20 簡介 DS18B20 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有 3 引腳 TO－ 92 小體積封裝形式；溫度測量范圍為－ 55 ℃ ～＋ 125℃ ,可編程為 9 位～ 12 位A/D 轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達(dá) ℃ ，被測溫度用符號擴(kuò)展的 16 位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個(gè)DS18B20 可以并聯(lián)到 3 根或 2 根線上， CPU只需一根端口線就能與諸多 DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。第二種情況是 89S51 帶片外存儲(chǔ)器， 在 CPU 訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)用于傳送片外存儲(chǔ)器的低 8 位地址，然后傳送 CPU 對片外存儲(chǔ)器的讀寫數(shù)據(jù)。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器期間， PESN 信號將不出現(xiàn)。對于 CHMOS 芯片，該引腳 懸空不接。 STC89C52 芯片具有以下 主要功能特性 ： 兼容 MCS51 指令系統(tǒng)； 8k 可反復(fù)擦寫 (大于 1000 次） Flash ROM； 32 個(gè)雙向 I/O 口； 256x8bit 內(nèi)部 RAM； 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷； 時(shí)鐘頻率 024MHz； 2 個(gè)串行中斷，可編程 UART 串行通道； 2 個(gè)外部中斷源，共 8 個(gè)中斷源； 5 2 個(gè)讀寫中斷口線， 3 級加密位； 低功耗空閑和掉電模式， 軟件 設(shè)置睡眠和喚醒功能； 1 有 PDIP、 PQFP、 TQFP 及 PLCC 等幾種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。由于經(jīng)整流電路整流后的電壓含有較大的交流分量，會(huì)影響到負(fù)載電路的正常工作。 這種方案克服了方案一、二的缺點(diǎn)，所以本設(shè)計(jì)任務(wù)是基于 STC89C52 單片機(jī)和溫度傳感器實(shí)現(xiàn)對溫度的控制。 方案一：采用純硬件的閉環(huán)控制系統(tǒng)。這類控制對象慣性大 ,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。由于 DS18B20芯片的小型化， 更加可以通過單跳數(shù)據(jù)線就可以和主電路連接，故可以把數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 做成探頭，探入到狹小的地方，增加了實(shí)用性。這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的測量與與控制，操作方便；缺點(diǎn)是調(diào)試過程復(fù)雜，成本較高。其主要原理是把單相交流電經(jīng)過電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓。 圖 31 電源電路 STC89C52 控制芯片 STC89C52 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位 單片機(jī) ，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司 的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)單元， STC89C52 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行 編程，也可以在線編程。 XTAL2（ 18 腳）：接外部晶體的另一端。 ALE/ PROG（ 30 腳）：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（允許地址鎖存信號）以每機(jī)器周期兩次的信號輸出，用于鎖存出現(xiàn)在 P0 口的地址信號。對于片內(nèi)含有 EPROM 的單片機(jī)，在 EPROM 編程期間，該引腳用于接 21V 的編程電源 Vpp。 P3 口（ 10 腳～ 17 腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P3 口。 j、溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間由 DS1820 的 2s 降為 750ms，且靈敏度大為提高，在逐漸升溫的水中與精度為 177。溫度值格式如圖 46 所示。 DS18B20 有六條控制命令，如表 33 所示： 表 33 DS18B20 控制命令 指 令 約定代碼 操 作 說 明 溫度轉(zhuǎn)換 讀暫存器 寫暫存器 復(fù)制暫存器 重新調(diào) E2RAM 讀電源供電方式 44H BEH 4EH 48H B8H B4H 啟動(dòng) DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換 讀暫存器 9 個(gè)字節(jié)內(nèi)容 將數(shù)據(jù)寫入暫存器的 TH、 TL 字節(jié) 把暫存器的 TH、 TL 字節(jié)寫到 E2RAM 中 把 E2RAM 中的 TH、 TL字節(jié)寫到暫存器 TH、TL 字節(jié) 啟動(dòng) DS18B20 發(fā)送電源供電方式的信號給主 CPU CPU 對 DS18B20 的訪問流程是：先對 DS18B20 初始化，再進(jìn)行 ROM 操作命令，最后才能對存儲(chǔ)器操作，數(shù)據(jù)操作。電路圖如圖所示： 圖 47 復(fù)位電路 顯示電路模塊 本電路主要使用八段數(shù)碼管和移位寄存器芯片 74HC164。 11 圖 38 74HC164 引腳圖 數(shù)碼管顯示電路 顯示部分采用 LED 靜態(tài)顯示方式，共陽極的數(shù)碼管的公共端 COM 連接在一起接地，每位的段選線與 74HC164 的 8 位并口相連，只要在該位的段選線上保持段選碼電平，該位就能保持相應(yīng)的顯示字符，考慮到節(jié)約單片機(jī)的 I/O資源，因而采用串行接口方式，外接 8 位移位寄存器 74HC164 構(gòu)成顯示電路，顯示電路如圖所示。具體程序見附錄。延時(shí) 60us TSR2: NOP DJNZ R0,TSR2 MOV R0,20H TSR3: JNB ,TSR4 。時(shí)序要求延時(shí)一段時(shí)間 TSR8: SETB RET 圖 42 初始化時(shí)序圖 此初始化程序功能為：檢測 DS18B20 是否存在，如存在，將位地址 38H 置1；如不存在，將位地址 38H 清零。當(dāng)需要讀取下一位時(shí)再產(chǎn)生下降沿啟動(dòng)信號。此溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)定四個(gè)溫度值，分別為 50、 60、 70、 80。增量型控制算式具有如下優(yōu)點(diǎn)： ，即執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的變化部分，因而誤動(dòng)作影響較小 i時(shí)刻的輸出 ，只需要用到此刻的偏差以及前一時(shí)刻、前兩時(shí)刻的偏差 和前一次的輸出值，這大大節(jié)約了內(nèi)存和計(jì)算時(shí)間。構(gòu)造新的控制器如下所示（在 GC(s)前增加一個(gè)零階保持器）： ??0(??) = 1 ????????s ????(??) = (1? ???????)[????(??)1s] 取 z 變換，的相應(yīng)的數(shù)字控制器為： D(??)= ??[??0(??)] = (1????1)??[????(??)1s] 則對于單位階躍輸入的響