【正文】 際輸出的數(shù)字量和理論上的輸出數(shù)字量之間的差別，常用最低有效位的倍數(shù)表示；(4)線性度 線性度指實(shí)際轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)移函數(shù)與理想直線的最大偏移。LM399H是內(nèi)置恒溫槽高精度基準(zhǔn)電壓源。鉑電阻測(cè)溫電路的工作方式一般分為恒壓方式和恒流方式兩種。Pt100型鉑電阻，在200℃到850℃范圍內(nèi)是精度最高的溫度傳感器之一。它采用ATMEL的高密非易失存儲(chǔ)技術(shù)制造并和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS—51指令集和引腳結(jié)構(gòu)兼容?！拔⒖刂破鳌备芊从硢纹瑱C(jī)的本質(zhì)，但是由于單片機(jī)這個(gè)名稱已經(jīng)為國(guó)內(nèi)大多數(shù)人所接受，所以仍沿用“單片機(jī)”這一名稱。 DS18B20的內(nèi)部測(cè)溫電路原理圖圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器1，高溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率隨溫度變化而明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。在構(gòu)成大型溫控系統(tǒng)時(shí)，允許在單線總線上掛接多片DS18B20。(7)支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。 DS18B20的性能特點(diǎn)(1)采用DALLAS公司獨(dú)特的單線接口方式：DS18B20與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DSI8B20的雙向通訊。并且從DS18B20讀出的信息或?qū)懭隓S18B20的信息僅需要一根口線(單線接口)讀寫，溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的DS18B20供電，而無需額外電源。智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器(或寄存器)和接口電路。模擬集成溫度傳感器的主要特點(diǎn)是功能單一(僅測(cè)量溫度)、測(cè)溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等，適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫、控溫，不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)，外圍電路簡(jiǎn)單。為防止處在開路狀態(tài)易受靜電等干擾侵入，通常在單總線線路的末端都接上DS9502之類防靜電保護(hù)電路。由單總線上的數(shù)據(jù)作為開關(guān)信號(hào)，控制漏極開路輸出端的通斷狀態(tài)。當(dāng)采集的溫度值低于下限報(bào)警溫度值時(shí)，系統(tǒng)又發(fā)出報(bào)警，并同時(shí)起動(dòng)制熱設(shè)備，使大棚內(nèi)的溫度上升，當(dāng)溫度上升到一定的程度，即高于下限復(fù)位值時(shí)，立即關(guān)閉制熱設(shè)備，使制熱設(shè)備停止工作，從而使溫室大棚的溫度值維持在一定的范圍內(nèi)。整個(gè)系統(tǒng)以AT89C2051單片機(jī)為主機(jī)，其他設(shè)備為從設(shè)備。串口通信的作用是把單片機(jī)送來的數(shù)據(jù)送到計(jì)算機(jī)里，起到傳輸數(shù)據(jù)的作用。由于智能溫度傳感器DS18B20既能對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量，又能設(shè)定所需要控制的溫度，并對(duì)溫度值能夠把二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制，所以本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中選用智能溫度傳感器DS18B20。和模擬的濕度傳感器HS1101完成；當(dāng)采集數(shù)據(jù)超出預(yù)警值時(shí)，有語音報(bào)警芯片ISD256o實(shí)時(shí)報(bào)警，然后進(jìn)行相應(yīng)處理；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可以在計(jì)算機(jī)完成，在計(jì)算機(jī)不工作時(shí)還設(shè)置了輔助的多媒體卡MMC存儲(chǔ)；由數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示接收的數(shù)值；數(shù)據(jù)處理主要是上位機(jī)完成的數(shù)據(jù)曲線顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)打印等功能。性價(jià)比單片機(jī)除體積小、功耗低等特點(diǎn)外，最大的優(yōu)勢(shì)在于高性能價(jià)格比?！糸L(zhǎng)時(shí)間測(cè)量數(shù)據(jù)記錄功能：可以根據(jù)需要設(shè)置數(shù)據(jù)記錄時(shí)間間隔，數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器?！粼黾恿溯o助存儲(chǔ)功能，在監(jiān)控計(jì)算機(jī)不工作的時(shí)候，采用多媒體存儲(chǔ)卡存儲(chǔ)采集數(shù)據(jù)。還有就是農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)在溫室實(shí)時(shí)控制中的應(yīng)用的局限性，農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)對(duì)溫室環(huán)境因子進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，不同于開發(fā)單純的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，其中涉及與控制系統(tǒng)的“接口”問題。此時(shí)的溫室有比較完整的控制系統(tǒng)，有各種傳感器采集溫室環(huán)境數(shù)據(jù)，監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境變化及控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，良好的人機(jī)界面使種植者的操作過程形象而且簡(jiǎn)便。 溫室環(huán)境控制技術(shù)的三個(gè)發(fā)展階段從國(guó)內(nèi)外溫室控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r來看，溫室環(huán)境控制技術(shù)大致經(jīng)歷三個(gè)發(fā)展階段：手動(dòng)控制?，F(xiàn)在世界各國(guó)的溫室控制技術(shù)發(fā)展很快，一些國(guó)家在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上正向著完全自動(dòng)化、無人化的方向發(fā)展。如果超過我們預(yù)先設(shè)定的溫度限制，溫度報(bào)警系統(tǒng)將進(jìn)行報(bào)警，并同時(shí)自動(dòng)對(duì)大棚內(nèi)的溫度進(jìn)行控制。為了克服這些缺點(diǎn)，本文參考了一種基于單片機(jī)并采用數(shù)字化單總線技術(shù)的溫度測(cè)控系統(tǒng)應(yīng)用于溫室大棚的的設(shè)計(jì)方案，根據(jù)實(shí)用者提出的問題進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種新的設(shè)計(jì)方案。采用單片機(jī)來對(duì)溫度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。傳統(tǒng)的溫度控制是在溫室大棚內(nèi)部懸掛溫度計(jì)，通過讀取溫度值來知道大棚內(nèi)的實(shí)際溫度，然后根據(jù)現(xiàn)有溫度與額定溫度進(jìn)行比較，看溫度是否過高或過低。溫度不但對(duì)于工業(yè)如此重要，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中溫度的監(jiān)測(cè)與控制也有著十分重要的意義。在冶金、鋼鐵、石化、水泥、玻璃、醫(yī)藥等行業(yè)，可以說幾乎80%的工業(yè)部門都不得不考慮著溫度的因素。隨著大棚技術(shù)的普及，溫室大棚數(shù)量不斷增多，溫室大棚的溫度控制便成為一個(gè)十分重要的課題。時(shí)下，家用電器和辦公設(shè)備的智能化、遙控化、模糊控制化己成為世界潮流，而這些高性能無一不是靠單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)線路上傳送的是模擬信號(hào)，易受干擾和損耗，測(cè)量誤差也比較大。該系統(tǒng)能夠?qū)Υ笈飪?nèi)的溫度進(jìn)行采集，利用溫度傳感器將溫室大棚內(nèi)溫度的變化，變換成電流的變化，再轉(zhuǎn)換為電壓變化輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其值由單片機(jī)處理，最后由單片機(jī)去控制數(shù)字顯示器，顯示溫室大棚內(nèi)的實(shí)際溫度，同時(shí)通過比較，對(duì)大棚內(nèi)的溫度是否超過溫度限制進(jìn)行分析。目前正開發(fā)和研制計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多因子綜合控制系統(tǒng)。我國(guó)溫室現(xiàn)狀還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到工廠化農(nóng)業(yè)的境地，生產(chǎn)實(shí)際中仍然有許多問題困擾著我們，存在著溫室裝備配套能力差，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)。人為創(chuàng)造適宜作物生長(zhǎng)最佳環(huán)境的自動(dòng)控制技術(shù)手段成為主流。其次是采集數(shù)據(jù)的束縛，溫室控制技術(shù)主要停留在對(duì)溫室環(huán)境因子的監(jiān)控上，并沒有考慮溫室作物本身的生理過程。與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：◆傳感器設(shè)計(jì)成智能型，可以增加系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集速度，減輕監(jiān)控計(jì)算機(jī)的負(fù)擔(dān)。與計(jì)算機(jī)通訊功能，采用RS232串行通訊方式最遠(yuǎn)傳輸距離為20米。同時(shí)系統(tǒng)應(yīng)配有現(xiàn)場(chǎng)故障診斷程序，一旦發(fā)生故障能保證有效地對(duì)故障進(jìn)行定位，以便進(jìn)行維修。數(shù)據(jù)采集通過單總線的智能溫度傳感器DS18B20。溫度傳感器的作用是采集大棚內(nèi)的溫度，并進(jìn)行判斷和顯示。由于AT89系列單片機(jī)與MCS—51系列單片機(jī)兼容，所以，本系統(tǒng)中的單片機(jī)選用AT89C2051。 系統(tǒng)工作原理采用單總線技術(shù)設(shè)計(jì)的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如圖3—2所示。如果采集的溫度值高于上限報(bào)警溫度，系統(tǒng)將發(fā)出報(bào)警，并同時(shí)起動(dòng)制冷設(shè)備，把溫度降下來，當(dāng)溫度降到一定的程度，即低于上限復(fù)位值時(shí)，立即關(guān)閉制冷設(shè)備，使制冷設(shè)備停止工作。DS9502為防靜電保護(hù)二極管。模擬集成溫度傳感器是在20世紀(jì)80年代問世的，它是將溫度傳感器集成在一個(gè)芯片上，可完成溫度測(cè)量及模擬信號(hào)輸出功能的專用IC。目前，國(guó)際上已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9—2位數(shù)字值讀數(shù)方式?？蓮V泛用于工業(yè)、民用、軍事等領(lǐng)域的溫度測(cè)量及控制儀器、測(cè)控系統(tǒng)和大型設(shè)備中。(6)用戶可自設(shè)定非易失性的報(bào)警上下限值。出廠前產(chǎn)品序號(hào)存入其ROM中。 DS18B20的測(cè)溫原理DS18B20的測(cè)溫原理如圖3—6所示。正是由于這一原因，國(guó)際上逐漸采用微控制器(MCU)代替單片微型計(jì)算機(jī)(SCM)這一名稱。 AT89C2051芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖AT89C2051是一帶有2K字節(jié)快閃可編程可擦除存儲(chǔ)體(EEPROM)的低電壓、高性能8位CMOS微型計(jì)算機(jī)。因此在不同的應(yīng)用場(chǎng)合，應(yīng)選擇不同的溫度傳感器?？紤]到成本，故在本系統(tǒng)中采用工業(yè)級(jí)Pt100鉑電阻作為溫度傳感器。基準(zhǔn)電壓源電路如圖3—9所示。A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率以輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)表示；(2)轉(zhuǎn)換時(shí)間指A/D轉(zhuǎn)換器從轉(zhuǎn)換控制信號(hào)到來開始，到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)所經(jīng)過的時(shí)間。能直接將傳感器測(cè)量到的多路微小信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。當(dāng)該引腳處于高電平時(shí)，不能進(jìn)行讀操作，當(dāng)數(shù)據(jù)更新后，該引腳又返回低電平；(12)DOUT串行數(shù)據(jù)輸出端，從片內(nèi)的輸出移位寄存器讀出的串行數(shù)據(jù)由此端輸出。根據(jù)輸出電壓分布的不同，零位控制又分為分配式零位控制(在TC周期內(nèi)根據(jù)輸出百分比平均分布周波)和時(shí)間比例零位控制(在雙周期內(nèi)根據(jù)輸出百分比連續(xù)接通幾個(gè)周波，然后在TC周期剩余的時(shí)間內(nèi)連續(xù)關(guān)斷幾個(gè)周波)。(2) 在控制極上不管是加正的還是負(fù)的觸發(fā)信號(hào)，一般都可以使雙向可控硅導(dǎo)通。軟件仿真的缺點(diǎn)是無法完全仿真與硬件相關(guān)的部分，因此最終還要通過硬件仿真來完成最后的設(shè)計(jì)；(2)硬件仿真使用附加的硬件來替代用戶系統(tǒng)的單片機(jī)并完成單片機(jī)全部或大部分的功能。TKS系列仿真器在硬件上采用了PHILIPS授權(quán)的HOOKS/Bondout仿真技術(shù)，并加以改進(jìn)，幾乎支持所有的80C51系列單片機(jī)的實(shí)時(shí)仿真，能保證用戶更加方便的操作和更加真實(shí)的仿真效果并能直接或通過簡(jiǎn)單的升級(jí)支持仿真PHILIPS陸續(xù)推出的全系列80C51內(nèi)核單片機(jī)，每種型號(hào)的仿真器均能支持多種不同型號(hào)80C51單片機(jī)的仿真。KEIL C51編譯器遵照ANSI C語言標(biāo)準(zhǔn)支持C語言的所有標(biāo)準(zhǔn)特性，另外還增加了幾個(gè)可以直接支持80C51結(jié)構(gòu)的特性。連接仿真器對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試。測(cè)試結(jié)果為：小型變壓器輸出為18v和8v的交流電，經(jīng)過二極管整流橋整流，再通過穩(wěn)壓芯片7805和7817915輸出的電壓分別是+5v和+15v、15v，電壓測(cè)試的結(jié)果與預(yù)期目的一致，從而確保了提供給其它模塊電壓的穩(wěn)定性。調(diào)試時(shí)由小到大，由里到外。多運(yùn)行幾次，若每次的結(jié)果都正確，則說明程序各個(gè)部分互相沒有矛盾，反之，則說明算法子程序和其它子程序之間有影響，需要做相應(yīng)的修改后重新調(diào)試。為了便于編寫、調(diào)試、修改和增刪，系統(tǒng)軟件的編制采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法。同時(shí)，也非常感謝學(xué)習(xí)期間的授課老師和同學(xué)在學(xué)習(xí)中給我的教導(dǎo)和幫助，謝謝!最后，向在論文研究過程中給予我?guī)椭乃信笥驯硎局孕母兄x!34