【正文】 單片機(jī)中的供電電源輸出是 +5V 的直流電，因此，本設(shè)計(jì)還包括輸入電源電路設(shè)計(jì)模塊。組態(tài)軟件出現(xiàn)后，給人們帶來了福音。 本系統(tǒng)通過 MAX232E 芯片實(shí)現(xiàn) TTL 電平與 RS232 電平的轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)在，計(jì)算機(jī)上的串行通信端口（ RS232C）是標(biāo)準(zhǔn)配置端口，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)上一般都有 1～ 2個(gè)標(biāo)準(zhǔn) RS232C 串口，即通道 COM1 和 COM2。所以繼電器的要選用交流型（ ACSSR），耐壓在 220V 以上，電流為 以上。 控制模塊 本設(shè)計(jì)采用固態(tài)繼電器，其典型應(yīng)用電路如下： （ 1）輸入端的驅(qū)動(dòng) ①觸點(diǎn)控制。常用的顯示有 CTR、 LED、 LCD 等。因此，要想獲得所需的分辨力，必須同時(shí)知道在給定溫度下計(jì)數(shù)器得值和每一度的計(jì)數(shù)值。測(cè)量結(jié)果存入溫度寄存器中。 DS18B20 的內(nèi)部使用了主板（ ONBOARD）專利技術(shù)，封裝為 TO92的 DS18B20 將全部的傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)，如圖 23。 Z 型 SSR 內(nèi)部包括過零檢測(cè)電路，在施加輸入信號(hào)時(shí)，只有當(dāng)負(fù)載電源電壓達(dá)到過零區(qū)時(shí)， SSR 才能導(dǎo)通，并有可能造成電源半個(gè)周期的最大延遲。所以我們采用方案三完成設(shè)計(jì)。該方案技術(shù)已經(jīng)成熟， A/D轉(zhuǎn)換電路較繁瑣，而且使用 AD590 進(jìn)行溫度檢測(cè)必須對(duì)冷端進(jìn)行補(bǔ)償，以減小誤差。系統(tǒng)能有良好的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和可靠性。而采用數(shù)字 溫度傳感器 DS18B20，因其內(nèi)部集成了A/D 轉(zhuǎn)換器，使得電路結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，而且減少了溫度測(cè)量轉(zhuǎn)換時(shí)的精度損失，使得測(cè)量溫度更加精確。近 些 年來神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、模糊推理等人工智能技 術(shù)在 溫度測(cè)控領(lǐng)域 得到了不同程度的應(yīng)用。目前，國(guó)外已相繼推出多種高精度、高分辨率的智能溫度傳感器，所用的是 9～ 12位的 A/D 轉(zhuǎn)換器，分辨率一般可達(dá) ～ ℃。而這個(gè)觸發(fā)點(diǎn)（限制值）可以預(yù)設(shè)，因此，這類組件讓設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單，成本也更低。在很多工業(yè)應(yīng)用的 場(chǎng)合下，環(huán)境非常惡劣，人工直接操作儀表很不現(xiàn)實(shí) ,采用有線數(shù)據(jù)通信的方式也有限制，在數(shù)據(jù)記錄上也需要人工抄寫，因此需要一種無線隔離的操作方式。 關(guān)鍵詞 ： AT89S52； DS18B20； 溫度控制 ； 組態(tài)王； RS232 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 Abstract In industrial and agricultural production and daily life,all sectors are closely related to Measurement and Control occupy a very important position. At present,temperature measurement and control equipment has bee normal working majority of the premise that and the temperature requirements more stringent. Therefore,the temperature measurement and control method of attracting increasing attention. The paper introduces a temperature control system,the detection and control of the controlled objects are acplished by slave puters,and the supervision of the controlled objects and slave puters is implemented in the host puter based on King and Microprocessor AT89S52 build up sensor works,which ac hieve the design of hardware and software for multiple spots temperature detected and control Paper describes the DS18B20 temperature measurement method and application of incremental PID loop control algorithm and mode of PWM power by controlling the solid state relay must cycle on/off duty cycle, and ultimately to electric oven temperature entire temperature detected and control system is capable of detecting and controlling multiplepoint temperature for accurate measurement,the controlling range from the room temperature to 120℃ ， control error is less than ℃ .The munication between PC and microprocessor based on RS2332 is described in detail in the View software supports a powerful platform for real time detection supports powerful function for data acquisition and management and manmachine state detection for temperature detected and control system based on Microprocessor and King View software is designed to detect the devices and make sure the devices work in a reliable,effective and secure way. With low cost,high reliability and convenience of operators,the system can be used in many fields such as the temperature measurement system of warehouse,the air conditioning control of building and the monitor of productive process. Keywords: AT89S52。溫度已成為大多數(shù)儀器正常工作的前提，而且對(duì)溫度的要求也越來越嚴(yán)格。 其中 控制范圍為 室溫 到 120℃， 誤差小于 ℃。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，人們根據(jù)溫度值來調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程。模擬溫度傳感器的輸出還可 以送到比較器來產(chǎn)生超溫指示信號(hào)，或直接送到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入，用來顯示實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)。數(shù)字溫度傳感器能夠直接讀取被測(cè)物體的溫度值，而且體積小，電壓適用范圍寬 3V～ 5V,用戶還可以通過編程實(shí)現(xiàn) 9～ 12位的溫度讀數(shù)，即具有可調(diào)的溫度分辨率。在社會(huì)生產(chǎn)許多場(chǎng)合，只有對(duì)溫度的精確的測(cè)量，才能保證精確的控制。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。 組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng) 軟件 ，是新型的工業(yè) 自動(dòng)控制系統(tǒng) ，它以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)軟、硬件平臺(tái)構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng) ，為實(shí)施數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、生產(chǎn)控制 提供了基礎(chǔ)平臺(tái)，它可以和檢測(cè)、控制設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)，在過程監(jiān)控中發(fā)揮核心作用，可以幫助企業(yè)降低運(yùn)作成本，提高生產(chǎn)效率。對(duì)于控制系統(tǒng)可以采用計(jì)算機(jī)、單片機(jī)等。該儀器電路簡(jiǎn)單、功能可靠、測(cè)量效率高，很好的彌補(bǔ)了傳統(tǒng)溫度測(cè)量的不足。 固態(tài)繼電器按負(fù)載電源類型可分為交流型和直流型，按開關(guān)形式分為常開型和常閉型，按隔離形式分為混合型、變壓器隔離型和光電隔離型，以光電隔離型為最多。為了簡(jiǎn)化輸出通道的硬件結(jié)構(gòu)，考慮到加熱系統(tǒng)具有較大的熱慣性，本設(shè)計(jì)采用脈沖寬度調(diào)制的控制方法，即 PWM 波控制。 DS18B20 內(nèi)部的低溫度系數(shù)振蕩器能產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率信號(hào) fO,高溫度系數(shù)振蕩器則將被測(cè)溫度轉(zhuǎn)換成頻率信 號(hào) f。然后計(jì)數(shù)器又開始計(jì)數(shù)直到 0，如果門周期仍未結(jié)束，將重復(fù)這一過程。 AT89S52 顯著的特點(diǎn)是加入了在系統(tǒng)編程（ ISP）功能，不再依靠專河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 9 用的編程工具，改寫單片機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)的程序也再不需要把芯片從電路板上拆下。 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，如果需要顯示的內(nèi)容只有數(shù)碼和某些字母，使用 LED 數(shù)碼管是 一種較好的選擇。 ② DCSSR 驅(qū)動(dòng)大功率高壓負(fù)載，見圖 210。有并行和串行兩種通信方式，為了節(jié)約傳輸線成本。因此，單片機(jī)系統(tǒng)要和電腦的 RS232C接口進(jìn)行通信，就必須把單片機(jī)的信號(hào)電平（ TTL 電平）轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)的 RS232C 電平，或者把計(jì)算機(jī)的 RS232C 電平轉(zhuǎn)換成單片機(jī)的 TTL 電平，通信時(shí)候必須對(duì)兩種電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 M A X 2 3 2V +C 2 +C 2 C 1 +C 1 V 2451361 291 3871 41 01 11 61 5V C C1 0 u f1 0 u f1 0 u f1 0 u f++++ 圖 212 MAX232引腳 上位機(jī)組態(tài)監(jiān)控 組態(tài)“ Configuration” 就是用應(yīng)用軟件中提供的工具、方法，完成工程中某一具體任務(wù)的過程。因此，本設(shè)計(jì)就采用該版本。 10uf。若通過按 動(dòng)按鈕產(chǎn)生高電平復(fù) 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 15 12Y1XTALS0SWPB30pfC230pfC11KR1GND22ufC3200R2+5VXTAL119XTAL218RST9PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31123456873233343536373839212223242526272810111213141516171AT89S52 圖 32 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖 位稱手動(dòng)復(fù)位。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。讀序列號(hào)的電路示意圖如圖 34所示。這就允許在變換時(shí)間內(nèi)其它數(shù)據(jù)在單線上傳送。當(dāng)單總線上所掛 DS18B20 超過 8個(gè)時(shí)，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動(dòng)問題，這一點(diǎn)在進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要加以注意。 測(cè)溫電纜線建議 采用屏蔽 4 芯雙絞線，其中一對(duì)線接地線與信號(hào)線，另一組接 VCC和地線，屏蔽層在源端單點(diǎn)接地。因?yàn)殒I盤較少所以用簡(jiǎn)單的獨(dú)立式鍵盤，獨(dú)立式鍵盤的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是占用 I/O 口多，適用于鍵盤較少的電路。 此外， 系統(tǒng) 還設(shè)有 過熱保護(hù)電路 ，如圖 39。 RS232采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。 MCS51 內(nèi)部含有一個(gè)可編程全雙工串行通信接口，具有 UART 的全部功能。研制一個(gè)復(fù)雜的測(cè)控系統(tǒng)，軟件研制的工作量往往大于硬件 。 從總線讀數(shù)據(jù)時(shí)，主機(jī)首先拉低總線 1μs 以上然后釋放，在釋放總線后的 1～ 15μs 內(nèi)主機(jī)對(duì)總線的采樣值即為讀取到的數(shù)據(jù) ， 具體程序見附錄 B。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 26 圖 45 DS18B20寫時(shí)間隙 圖 顯示和鍵盤掃描 程序 顯示掃描程序流程圖 顯示掃描子程序的流程圖如圖 46所示： 開 始賦 位 選 初 值清 除 位 選送 顯 示 段 碼選 通 并 延 時(shí) 2 m s改 變 位 選 字消 影完 成 8 位 掃 描結(jié) 束NY 圖 46 顯示掃描子程序的流程圖 鍵盤掃描程序 流程圖 本設(shè)計(jì)設(shè)置有四個(gè)按鍵， S1 為返回鍵， S2 為溫度加鍵， S3 為溫度減鍵， 即 當(dāng)按 S2鍵時(shí)，設(shè)置溫度加 度； 當(dāng)按 S3 鍵時(shí)，設(shè)置溫度減 度 ， S4用來切換顯示通道，以便觀察數(shù)碼管顯示的各個(gè)通道的溫度值 。溫控過程中功率電路輸出的脈沖電流方波寬度始終受溫度 差信號(hào)的調(diào)節(jié)控制原理如圖 48所示： 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 28 圖 48 PWM控制原理圖 該 控制執(zhí)行程序設(shè)計(jì)主要包括： PWM 波的設(shè)計(jì)、 PID 控制算法設(shè)計(jì)等。在確定。 PID 控制算法 溫度 PID 控制原理是先求出實(shí)測(cè)溫度與設(shè)定溫度的偏差值。 測(cè)量的溫度由 DSl8B20數(shù)字溫度傳感器檢測(cè)并直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，單片機(jī)將