【正文】 為了便于編寫(xiě)、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。調(diào)試時(shí)由小到大，由里到外。連接仿真器對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試。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(hù)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(guò)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。(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。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。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(lái)開(kāi)始，到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間?？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。 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)。 DS18B20的測(cè)溫原理DS18B20的測(cè)溫原理如圖3—6所示。(6)用戶(hù)可自設(shè)定非易失性的報(bào)警上下限值。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(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9—2位數(shù)字值讀數(shù)方式。模擬集成溫度傳感器是在20世紀(jì)80年代問(wèn)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(zhuān)用IC。 系統(tǒng)工作原理采用單總線(xiàn)技術(shù)設(shè)計(jì)的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如圖3—2所示。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。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。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)。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。目前正開(kāi)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)。同時(shí)線(xiàn)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。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。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。采用單片機(jī)來(lái)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。如果超過(guò)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。 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(lái)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。還有就是農(nóng)業(yè)專(zhuān)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(zhuān)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(kāi)發(fā)單純的農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)，其中涉及與控制系統(tǒng)的“接口”問(wèn)題。◆長(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。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(yǔ)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(xiàn)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)打印等功能。串口通信的作用是把單片機(jī)送來(lái)的數(shù)據(jù)送到計(jì)算機(jī)里，起到傳輸數(shù)據(jù)的作用。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)。為防止處在開(kāi)路狀態(tài)易受靜電等干擾侵入，通常在單總線(xiàn)線(xiàn)路的末端都接上DS9502之類(lèi)防靜電保護(hù)電路。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。 DS18B20的性能特點(diǎn)(1)采用DALLAS公司獨(dú)特的單線(xiàn)接口方式：DS18B20與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線(xiàn)即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DSI8B20的雙向通訊。在構(gòu)成大型溫控系統(tǒng)時(shí)，允許在單線(xiàn)總線(xiàn)上掛接多片DS18B20?！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(chēng)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(chēng)。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。LM399H是內(nèi)置恒溫槽高精度基準(zhǔn)電壓源。AD7705采用三線(xiàn)串行接口，具有兩個(gè)全差分輸入通道，%非線(xiàn)性的16位無(wú)誤碼輸出，其增益和輸出更新率均可編程設(shè)定，還可以選擇輸入模擬緩沖器，以及自校準(zhǔn)和系統(tǒng)校準(zhǔn)方式。它多用于大慣性的加熱器負(fù)載，采用這種控制，既實(shí)現(xiàn)了溫度控制，又消除了相位控制時(shí)帶來(lái)的高次諧波污染電網(wǎng)。使用了附加硬件后用戶(hù)就可以對(duì)程序的運(yùn)行進(jìn)行控制，例如單步、全速、查看資源斷點(diǎn)等。KEIL A51宏匯編器支持80C51及其派生系列的所有指令集；(3) LIB51庫(kù)管理器LIB51庫(kù)管理器可以從由匯編器和編譯器創(chuàng)建的目標(biāo)文件建立目標(biāo)庫(kù)，這些庫(kù)是按規(guī)定格式排列的目標(biāo)模塊，可在以后被鏈接器所使用當(dāng)鏈接器處理一個(gè)庫(kù)時(shí)僅僅使用了庫(kù)中程序使用了的目標(biāo)模塊而不是全部加以引用；(4) BL51鏈接器定位器BL51鏈接器使用從庫(kù)中提取出來(lái)的目標(biāo)模塊和由編譯器匯編器生成的目標(biāo)模塊創(chuàng)建一個(gè)絕對(duì)地址目標(biāo)模塊，絕對(duì)地址目標(biāo)文件或模塊包括不可重定位的代碼和數(shù)據(jù)所有的代碼和數(shù)據(jù)都被固定在具體的存儲(chǔ)器單元中。單片機(jī)輸入輸出接口主要是信號(hào)測(cè)試。結(jié) 論溫度控制在工業(yè)生產(chǎn)中起著非常重要的作用。在此，我對(duì)徐老師也表示誠(chéng)摯的謝意。當(dāng)程序在斷點(diǎn)處暫停時(shí)，查看PID計(jì)算的控制量與手工計(jì)算的值是否相同。電源模塊主要是電壓測(cè)試。vision2可以自動(dòng)完成編譯匯編鏈接程序的操作；(2) C51編譯器和A51匯編器由Vision2 IDE創(chuàng)建的源文件可以被C51編譯器或A51匯編器處理生成可重定位的object文件。用戶(hù)不需要搭建硬件電路就可以對(duì)程序進(jìn)行驗(yàn)證，特別適合于偏重算法的程序。(2)零位控制：在設(shè)定的周期TC內(nèi)，觸發(fā)信號(hào)使主回路接通幾個(gè)周波(幾個(gè)完整的正弦波)，再斷開(kāi)幾個(gè)周波，改變可控硅在設(shè)定周期內(nèi)的通斷時(shí)間比例，以調(diào)節(jié)負(fù)載上的交流電的平均功率，即可達(dá)到調(diào)節(jié)負(fù)載功率的目的。它包括由緩沖器和增益可編程放大器(PGA)組成的前端模擬調(diào)節(jié)電路、∑△調(diào)制器、可編程數(shù)字濾波器等部件組成。本系統(tǒng)采用精密基準(zhǔn)電壓源LM399H產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓，圖中參考電壓VREF即來(lái)自L(fǎng)M399H。 Pt100溫度傳感器溫度傳感器的種類(lèi)比較繁雜，各種不同的溫度傳感器由于其構(gòu)成材料、構(gòu)成方式及測(cè)溫原理的不同，使得其測(cè)量溫度的范圍、測(cè)量精度也各不相同。它把中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口電路以及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器集成在一塊芯片上，從而具有體積小、功耗低、價(jià)格低廉、抗干擾能力強(qiáng)且可靠性高等特點(diǎn)，因此，適合應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程控制、智能儀器儀表和測(cè)控系統(tǒng)的前端裝置。(11)內(nèi)含64位激光修正的只讀存儲(chǔ)ROM，扣除8位產(chǎn)品系列號(hào)和8位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC)之后，產(chǎn)品序號(hào)占48位。它在測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面較DS1820都有了很大的改進(jìn)，給用戶(hù)帶來(lái)了更方便和更令人滿(mǎn)意的效果。它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)(ATE)的結(jié)晶。三種封裝形式：TO—92三腳塑封；SOT—223四腳平面封裝和C—Lead六腳表面安裝封裝。該溫度測(cè)控系統(tǒng)的工作原理就是進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程和單片機(jī)編程，使智能溫度傳感器DS18B20正常工作，去檢測(cè)大棚內(nèi)實(shí)際的溫度，并由數(shù)字顯示電路顯示出當(dāng)時(shí)的溫度值。單片機(jī)主要是對(duì)溫度傳感器DS18B20進(jìn)行編程，讀取溫度傳感器的溫度值，并把溫度值通過(guò)串口通信送入計(jì)算機(jī)。 硬件結(jié)構(gòu)圖本系統(tǒng)以單片機(jī)Atme189S51為核心，數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、顯示、報(bào)警以及上傳至計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理都要通過(guò)單片機(jī)?！敉ㄐ畔到y(tǒng)具有較高的可靠性、較好的實(shí)時(shí)性和較強(qiáng)的抗干擾能力。各種專(zhuān)家系統(tǒng)在收集、整理農(nóng)業(yè)專(zhuān)家知識(shí)時(shí)并沒(méi)有把專(zhuān)家是如何學(xué)習(xí)和獲得這些知識(shí)的過(guò)程整理出來(lái)，這樣開(kāi)發(fā)的專(zhuān)家系統(tǒng)并不具有真正的學(xué)習(xí)能力。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(wú)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。本文介紹的溫度測(cè)控系統(tǒng)就是基于單總線(xiàn)技術(shù)及其器件組建的。單片機(jī)在工業(yè)控制、尖端武器、通信設(shè)備、信息處理、家用電器等各測(cè)控領(lǐng)域的應(yīng)用中獨(dú)占鰲頭。自18世紀(jì)工業(yè)革命以來(lái)，工業(yè)發(fā)展與是否能掌握溫度有著密切的聯(lián)系。如果過(guò)高，就對(duì)大棚進(jìn)行降溫處理；如果過(guò)低，就對(duì)大棚進(jìn)行升溫處理。數(shù)字化單總線(xiàn)技術(shù)[4]是利用DALLAS公司生產(chǎn)的新型器件實(shí)現(xiàn)的。像園藝強(qiáng)國(guó)荷蘭，以先進(jìn)的鮮花生產(chǎn)技術(shù)著稱(chēng)于世，其玻璃溫室全部由計(jì)算機(jī)操作。計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的溫室控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)自動(dòng)化，適合規(guī)?；a(chǎn)，勞動(dòng)生產(chǎn)率得到提高?！魡纹瑱C(jī)的設(shè)計(jì)提高了系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)速度，系統(tǒng)的可靠性、實(shí)時(shí)性都有很大提高◆對(duì)模擬設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)，為防止失真，采用了數(shù)據(jù)插值算法。一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能否被廣泛使用，性?xún)r(jià)比是其中一個(gè)關(guān)鍵因素。該傳感器是利用在板專(zhuān)利技術(shù)來(lái)測(cè)量溫度的。單片機(jī)通過(guò)RS485總線(xiàn)與PC機(jī)通訊。它是目前在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的一種集成傳感器，典型產(chǎn)品有AD590、AD59TMP1LM135等。因而使用DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單，可靠性更高。(8)負(fù)壓特性，即具有電源反接保護(hù)電路。圖中還隱含著計(jì)數(shù)門(mén)，當(dāng)計(jì)數(shù)門(mén)打開(kāi)時(shí)，DS18B20就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫度測(cè)量。通過(guò)在單塊芯片上組合通用的CPL1和快閃存儲(chǔ)器，ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C2051是一強(qiáng)勁的微型計(jì)算機(jī)，它對(duì)許多嵌入式控制的應(yīng)用，提供了一種高度