【正文】 time++)。 } /****************************************************** * 函數(shù)： lcd 顯示字符串模塊 * *******************************************************/ void lcd_writestring(unsigned char *s) { while (*s) //顯示字符串 { lcd_writedate( *s)。 rw=0。 if(i=pwmflag2) //在 口生成 PWM 波 { enj=1。 34 TMOD=0x01。 //積分上限 if(Pinow0)Pinow=0。 //PWM 標(biāo)志 2 uchar *s。 //定義升溫 sbit jw=P1^7。 22 D6L E D Y E L L O WD4L E D R E DQ32 N30 5 3Q42 N30 5 3V CC 5 VP 2 . 1p 2 . 2 L S 2S P E A K E R 圖 上下限報警電路 工作原理是：當(dāng)溫度低于溫度下限時，單片機(jī)引腳 給出以高電平，放光二極管 D6 發(fā)光，蜂鳴器發(fā)出聲響，當(dāng)溫度高于溫度上限是，單片機(jī)引腳 給出一個高電平，發(fā)光二極管 D4 發(fā)光，蜂鳴器發(fā)出聲響。溫度顯示電路如圖 所示。 （ 2） GND 接電源負(fù)極。 （ 6） E端為使能端 ,高電平時讀取信息，負(fù)跳變時執(zhí)行指令。 程序存儲器：主要存放單片機(jī)的要執(zhí)行的程序，一般為 Flash STC89C52RC 來說， ROM 的大小為 8KB，片內(nèi)存儲空間地址為 0000H~1FFFH，若 EA=0,當(dāng) PC 值在 0000H~1FFFH 之間時， CPU 從內(nèi)部程序存儲器取指令，當(dāng)PC 值大于 1FFFH 時，則從外部程序存儲器取址。若 GATE=1，定時 /計數(shù)器 T0啟停受引腳 （中斷 0）控制；定時 /計數(shù)器 T1 啟停受引腳 （中斷 1）控制；若 GATE=0，定時 /計數(shù)器的啟停與外部中斷（中斷 0和中斷 1）無關(guān)。當(dāng)該引腳保持高電平時，不管是否有外部程序存儲器，只訪問內(nèi)部程序存儲器。 （ 3）正常工 作模式：典型功耗 4MA7MA。最高運(yùn)作頻率 35MHz， 7 6T/12T 可選。 圖 模糊 PI 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 6 第三章 系統(tǒng)設(shè)計主要芯片及主要硬件的介紹 單片機(jī) STC89C52RC 的結(jié)構(gòu)及工作原理 單片機(jī) 微型計算機(jī) 簡稱單片機(jī)，是典型的嵌入 式 微控制器 。鍵盤輸入可以改變溫度的設(shè)定值 ,使溫度的控制更靈活，控制的溫度帶更廣。所以研制開發(fā)更高精度的溫度測控系統(tǒng)以滿足社會的需求成為了急需解決的問題。 本設(shè)計是基于單片機(jī)的溫度測控系 統(tǒng)的硬件設(shè)計。 選題的研究意義 在當(dāng)今的日常生活和工業(yè)生產(chǎn)過程中，對于溫度的控制一直都有著非常重要的作用。 模糊 PI 控制系統(tǒng) 方案二采用的是模糊 PI 控制系統(tǒng)進(jìn)行控制 ,控制系統(tǒng)的原理圖如下圖 所示。 而 PI控制系統(tǒng)不僅能夠很好的跟隨響應(yīng)，而且還能夠有效的降低系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，所以在小偏差范圍內(nèi)選擇 PI控制。 另外 STC89C52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。 （ 13） PDIP 封裝 。當(dāng) VCC 掉 電時 ,此引腳可以接上備 9 用電源 ,以保存內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失 。寄存器內(nèi)部如表 所示。 特殊寄存器（ SFR）：也稱為專用寄存器 ,主要用來指示當(dāng)前要執(zhí)行指令的內(nèi)存地址，存放特定的操作數(shù)， 指示指令的運(yùn)行狀態(tài)等。 LCD1602 的引腳圖如下。主要特點(diǎn)是：工作電壓高，最高工作電壓可達(dá) 46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá)3A，持續(xù)工作電流為 2A；額定功率 25W 內(nèi)含兩個 H 橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動器，可以用來驅(qū)動直流電動機(jī)和步進(jìn)電動機(jī)、繼電器線圈等感 性負(fù)載；采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號控制；具有兩個使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作有一個邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。所以溫度采集選用的 DS18B20 溫度傳感器，溫度采集電路如下圖 所示。偏差較小時，占空比降低，電機(jī)緩慢運(yùn)行或者停止運(yùn)行，把溫度保持在較小的偏差內(nèi)。 //電機(jī)使能端 sbit in1=P1^3。 32 int TempL=3400。 //比例項(xiàng) if(Ppnow4)Pinow=0。 return DAOut。 } if(j=pwmflag1) //在 口生成 PWM 波 { pwm1=1。 delay(10)。 //清屏 delay(1)。time++)。 EA=0。 EA=0。 e=1。 for(z。 EA=1。 if((Enow2)amp。 //偏差 float Pinow。 //定義超上限揚(yáng)聲器 sbit enj=P2^3。通過幾個月來的學(xué)習(xí)，查閱資料，慢慢了解了設(shè)計用到的各個硬件的作用，通過對硬件的了解學(xué)習(xí)，慢慢弄懂了各個硬件是怎樣在一起工作的，以及讓它們在一個系統(tǒng)中把自己的功能發(fā)揮出來。按鍵輸入的電路如下圖 所示。 （ 5） OUT1 與 OUT OUT3 與 OUT4 可以分別控制兩個電機(jī)與電機(jī)的兩端相連。 DS18B20 主要的 技術(shù)性能 如下： （ 1） 獨(dú)特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。 表 程序存儲器中的特殊單元 0000H 單片機(jī)上電或復(fù)位后，程序從該地址開始執(zhí)行 0003H 外部中斷 0 入口地址 000BH 定時 /計數(shù)器 0 溢出中斷入口地址 0013H 外部中斷 1 入口地址 001BH 定時 /計數(shù)器 1 溢出中斷入口地址 0023H 串行口中斷入口地址 002BH 定時 /計數(shù)器 2 溢出或 T2EX（ ）端負(fù)跳變時的入口地址 內(nèi)部數(shù)據(jù) 存儲器：主要存放運(yùn)算的中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存、緩沖、標(biāo)志位以及用戶自定義的字形表等。 M M0：定時 /計數(shù)器工作模式時選擇位。在訪問外部存儲器時 ,可分別用作低 8位地址線和 8位數(shù)據(jù)線 。 （ 1） VCC（ 40 腳）：接 +5v 電源正端。 （ 3）工作頻率 范圍： 0～ 40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 80MHz，實(shí)際工 作 頻率可達(dá) 48MHz。概括的講：一塊 芯片 就成了一臺計算機(jī)。故此次設(shè)計選擇模糊 PI 控制系統(tǒng)。 （ 2）對設(shè)計的控制系統(tǒng)將采用方案進(jìn)行比較和選擇，以及對控制方法的描述。 通過硬件電路和軟件的調(diào)試表明，該系統(tǒng)能夠達(dá)到設(shè)計目標(biāo)，首先能夠把溫度在顯示屏上實(shí)時顯示出來，而且能夠準(zhǔn)確的控制加熱與散熱部件的工作狀態(tài)，從而把溫度控制在設(shè)定溫度上下 度的范圍內(nèi)。我國的溫度測量控制技術(shù)還沒有完全成熟，在生產(chǎn)實(shí)習(xí)生活中還存在著許多問題，所以學(xué)習(xí)以 單片機(jī)為核心的溫度測控技術(shù)具有很大的現(xiàn)實(shí)性和必要性。 方案一采用的是滯環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。 (5) 模糊控 制器是一語言控制器，便于操作人員使用自然語言進(jìn)行人機(jī)對話。 STC89C52 使用經(jīng)典的 MCS51 內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn) ， 使得芯片具有傳統(tǒng) 51 單片機(jī)不具備的功能。 （ 10）外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路， Power Down 模式可 由外部中斷低電平觸發(fā) 中斷方式 喚醒 。 （ 6） ALE 在每個機(jī)器周期內(nèi)輸出 2 個脈沖，下降沿用于控制鎖存 P0 口輸出的低 8 位地址， 也可作為對外輸出的時鐘脈沖信號或用于定時，次頻率為振蕩頻率的 1/6。 表 P3 口各位的第二類功能 口線 第二功能 RXD（串行口的輸入端） TXD（串行口的輸出端） （外部中斷 INT0 輸入端，低電平 0 有效） （外部中斷 INT1 輸入端，低電平 0 有效） T0（定時 /計數(shù)器 0 計數(shù)脈沖的輸入端） T1（定時 /計數(shù)器 1 計數(shù)脈沖的輸出端） （片外數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號的輸出端，低電平 0 有效） （片外數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號的輸出端，低電平 0 有效） /計數(shù)器 STC89C52RC 單片機(jī)內(nèi)部自帶三個 16 位定時 /計數(shù)器 T0、 T1 和 T2， T0 和 T1均可作為定時器或計數(shù)器使用。 運(yùn)算器：運(yùn)算器的核心 為算術(shù)邏輯單元（ ALU），主要由布爾處理器、累加器（ ACC）、暫存器（ TMP TMP2）、程序狀態(tài)字寄存器（ PSW）和寄存器（ B）構(gòu)成。這里選取主要的幾個硬件進(jìn)行介紹。首先 DS1820 提供的讀暫存寄存器指令 (BEH)讀出以 ℃為分辨率的溫 度測量結(jié)果，然后切去測量結(jié)果中的最低有效位 (LSB)，得到所測實(shí)際溫度整數(shù)部分 T 整數(shù)，然后再用 BEH 指令讀取計數(shù)器 1 的計數(shù)剩余值 M 剩余和每度計數(shù)值 M 每度，考慮到 DS1820 測量溫度的整數(shù)部分以 ℃、 ℃為進(jìn)位界限的關(guān)系，實(shí)際溫度 T 實(shí)際可用下式計算得到： T 實(shí)際 =(T 整數(shù)－ ℃ )+(M 每度－ M 剩余 )/M 每度。由圖可知當(dāng)按下按鈕時， +5V 電平直接加到 RST 端，從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的復(fù)位。 HeaterTO V 1O V E NQ62 N30 5 3P2.3L21 m HD 1 41 N54 0 4D 1 5L E D R E D 圖 升溫電路 21 降溫模塊 降溫器件的選擇有多種，由于此次設(shè)計要求的溫度高出環(huán)境溫度，為了節(jié)約成本和方便設(shè)計，選擇了排氣扇作為降溫器件，排氣扇由 L298N 電機(jī)驅(qū)動模塊控制。 //上一次積分 float Plast=0。 int temp=0。 Ki=1。 pwmflag2=0。 j++。 P0=。 37 lcd_write(0x06)。 //略微延時約 600 微秒 //以向 DS18B20 發(fā)出 //一持續(xù) 480~960us 的低電平復(fù)位脈沖 DQ=1。 i++) { DQ=1。 DQ=0。 } /****************************************************** * 函數(shù) :1602 1602初始化模塊 *******************************************************/ void init_1602(void) //1602 初始化 { lcd_write(0x38)。y0。 //開始計時 } /****************************************************** * 函數(shù) :中斷模塊 *******************************************************/ void timer0() interrupt 1 { int pwm1。 else pwmflag2=25*Pnow。 //當(dāng)前比例項(xiàng) float DAOut。 //lcd 的控制 sbit rw=P2^6。 這次畢業(yè)設(shè)計，不僅達(dá)到了設(shè)計目標(biāo)，而且使我對自己有了一個全新的認(rèn)識，鍛煉了自己動手能力，檢驗(yàn)了自己的知識水平，讓我學(xué)會了以專業(yè)知識來解決設(shè)計過程中遇到的問題而不是靠自己的臆測，我相信這次鍛煉會給我們以后的成長帶來很大的幫助。 升溫電路的工作原理是： 采用降壓斬波電路 ,通過控制電路中三極管的導(dǎo)通與關(guān)斷 ,來簡介控制電熱管的工作狀態(tài) ,設(shè)定一個工作周期 T,在一個周期 T 內(nèi) ,通過控制三極管的導(dǎo)通時間 Ton 與關(guān)斷時間 Toff,來控制加在電熱管上面的平均電壓 Uo 的大小 .計算方法為 : ETT onETT T on ????? o f fon ?oU 其中 ? 為占空比， E 為加在電路中的直流電壓。為了更好的與外圍電路進(jìn)行連接，此次設(shè)計選擇了如下圖 所示的晶振電路。 （ 4） 工作電源 : ~（可以數(shù)據(jù)線寄生電源） （ 5） 在使用中不需要任何外圍元件 （ 6） 測量結(jié)果以 9~12 位數(shù)字量方式串行傳送 （ 7） 適用于狹小空間設(shè)備測溫 DS18B20 的引腳圖如下 : 圖 DS18B20 引腳 2 7 . 0DQ2 V C C3G N D1U5D S 1 8 B 2 0 15 （ 1） VCC 端接外部電源正極（ 3V— ）也可使用內(nèi)部的寄生電源。高 128 字節(jié)的內(nèi)部 RAM（地址 :80HFFH） ,只