【正文】 操作對象和操作類型，然后才能對其進行操作．系統(tǒng)上電后， CPU 可先通過寫入 32BIT 的 “1” 對 AD7705 進行軟件復位，然后再對 AD7705 兩個通道初始化．本模塊初始化包括：根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求，寫時鐘寄基于無線網(wǎng)絡(luò)的分布式電烤箱溫控系統(tǒng)設(shè)計 16 存器時指明 AD7705 的主頻 為 ，設(shè)置輸出更新率為 50Hz；設(shè)置增益 為 128，單 極性工作方式， 自校準及非濾波同步 ，啟動某通道自 校正后進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 。 AMS1117系列穩(wěn)壓器有可調(diào)版與多種固定電壓版，設(shè)計用于提供 1A輸出電流且工作壓差可低至 1V。在掉電模式下， nRF905的工作電流最小，一般為 2． 5 A。 nRF905為 32腳 QFN封裝，其管腳的定義與功能如表 31所示。系統(tǒng)增益： 128。 本 系統(tǒng)設(shè)計的測溫電路主要由橋式測溫電路和 A/D轉(zhuǎn)換器組成，橋式測溫電路主要由熱電阻 PT100構(gòu)成，而 A/D轉(zhuǎn)換器則由內(nèi)置運算放大器的 AD7705為主要器件構(gòu)成。 溫度采集 單片機溫度轉(zhuǎn)換 STC89C52 nRF905 發(fā)送 /接收數(shù)據(jù) 溫度控制 參數(shù)調(diào)節(jié) 高溫報警 圖 22子站總體框架圖 電烤箱 溫度顯示 鹽城工學院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 （ 2021） 5 圖為系統(tǒng)的總體設(shè)計結(jié)構(gòu)，用 溫度傳感器 DS18B20 直接 采集電烤箱溫度， 采集到的數(shù)據(jù)傳送給 單片機 STC89C52，后用 nRF905 無線發(fā)射模塊發(fā)送出去，控制端同樣采用 nRF905 模塊接收數(shù)據(jù)同時傳給單片機，單片機用控制繼電器的開關(guān)來實現(xiàn)對電烤箱溫度的 PID 控制和高溫報警等功能，采用 VB 進行分布式電烤箱溫度控制系統(tǒng)監(jiān)控軟件設(shè)計 ， 從而達到設(shè)計目標。 設(shè)計 系統(tǒng) 主要 完成 以下工作 ： A、 設(shè)計 溫度測量和 A/D轉(zhuǎn)換電路 ； B、 設(shè)計數(shù)碼管顯示電路； C、 完成 NRF905 無線模塊的編程和應(yīng)用； D、 設(shè)計電器開關(guān)電路，用于控制電烤箱的開關(guān)來控制電烤箱的溫度； E、 設(shè)計高溫報警電路； F、 設(shè)計電源轉(zhuǎn)換電路，將 +5V 電源轉(zhuǎn)換為 + 電源供 NRF905 無線傳輸模塊使用； G、 設(shè)計上位機界面，并完成上位機的編程； H、 設(shè)計主程序，對單片機 STC89C52 進行編程，完成最終控制功能。而采用無線傳輸技術(shù)當然是 一個不錯的選擇，有利地解決了這些問題，并且還有高網(wǎng)絡(luò)容量、高實時性、低功耗等優(yōu)點 。所設(shè)計的系統(tǒng)功能完備，具有數(shù)據(jù)采集無線傳輸和顯示功能，系統(tǒng)具有操作簡單、工作可靠、人機交互界面友好、自動化程度高。 Temperature control system。單片機以其功能強、體積小、可靠性高、造價低和開發(fā)周期短等優(yōu)點，稱為自動化和各個測控領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的器件，在工業(yè)生產(chǎn)中稱為必不可少的器件。 子站以微控制器為核心 ， 主要完成信號調(diào)理 , A/D轉(zhuǎn)換 、 數(shù)據(jù)的存儲和傳輸?shù)裙δ?； 主站采用作為主控制器 ， 實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信與存儲 、 子站采樣頻率的設(shè)定調(diào)節(jié)以及相關(guān)數(shù)據(jù)信息的顯示與設(shè)定等功能 。 基于無線網(wǎng)絡(luò)的分布式電烤箱溫控系統(tǒng)設(shè)計 6 3. 基于無線網(wǎng)絡(luò)的分布式電烤箱溫控 系統(tǒng) 子站 的硬件設(shè)計 單片機最小系統(tǒng) 本系統(tǒng)主控芯片選用的是 由深圳宏晶公司代理銷售的 STC89C52 單片機 ， 、 是 由美國設(shè)計生產(chǎn)的 一種低電壓、高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 8kbytes 的可反復寫的 FlashROM 和 128bytes 的 RAM， 2 個 16 位定時計數(shù)器。 本系統(tǒng)采用橋式測溫電路。缺點 是 ： 。兩種節(jié)能模式分別是掉電 Power Down)模式和待機(Standby)模式。在待機模式下， nRF905內(nèi)部的部分晶體振蕩器處于工作狀態(tài)。 AMS1117器件引腳上兼容其他三端 SCSI 穩(wěn)壓器，提供適用貼片安裝的 SOT223，8引腳 SOIC，和 TO252(DPAK)塑料封裝。 16位數(shù)據(jù)的讀取及串行數(shù)據(jù)組裝成字節(jié)的具體 流程圖如圖 45所示。 while(AD7705_DPDY)。 /*將該位強制轉(zhuǎn)換為字節(jié) */ tmp=tmp|tt。 _nop_()。 c、 CPU復位 TRX— CE引腳，使 nRF905進入空閑模式，然后通過 SPI接口讀取數(shù)據(jù)。 } CSN=1。 P0=seg[dispaly[0]]。 圖 51上位機 功能框 圖 數(shù)據(jù)采集實時顯示程序設(shè)計思路： 本程序使用 的通用串口控件 MSComm 來對發(fā)送到串口的數(shù)據(jù)進行采集處理。此外程序還添加了接收溫度數(shù)據(jù)的判定，接收到的溫度數(shù)據(jù)應(yīng)為兩字節(jié)，且低位在前，當接收到的數(shù)據(jù)不是兩字節(jié)時，表 示接收錯誤，跳出此程序。 = LOF(11) recoda$ = Space(llamp。 月 amp。以下為MSCOMM控件的主要屬性及方法： a. CommPort屬性：設(shè)置并返回通信端口號； b. settings屬性：以字符串的形式設(shè)置并返回波特率、奇偶校驗、數(shù)據(jù)位、停止位； c. PortOpen屬性：設(shè)置并返回通信端口的狀態(tài)，也可以打開和關(guān)閉端口； d. InputLen屬性：說明 Input屬性從接收緩沖區(qū)中讀取的字符數(shù)； ：設(shè)置或返回接收緩沖區(qū)的大小，缺省為 1024個字節(jié)； f. InBufferComt：返回接收緩沖區(qū)內(nèi)的等待讀取的字節(jié)個數(shù)，通過將該屬性定為0來清除接收緩沖區(qū)； g. Inputlen：設(shè)置或返回接收緩沖區(qū)內(nèi)用 INPUT讀入的個數(shù)，若取 0，則讀入整個緩沖區(qū)； h. Input：該屬性表示從緩沖區(qū)內(nèi)移走一串字符； i. Output：向 發(fā)送緩沖區(qū)傳送一串字符； 如果在通訊過程中發(fā)生了一個通訊事件或錯誤將產(chǎn)生 ONCOMM事件，通過查詢ONCOMM事件的屬性 CommEvent可以確定錯誤的類型以及所發(fā)生的通訊事件，在程序設(shè)計中，我們可以根據(jù)不同的值來進行不同的操作。在本控制系統(tǒng)中，利用 VB通訊控件 MSCOMM開發(fā)的無線通訊程序。 .dat Open FileName$ For Append As 1 zfc$ = amp。清接收緩沖區(qū) a = b = Asc(a) If b = 34 Then signtemper1 = 零上 39。波特 率設(shè)置為 9600，可以根據(jù)具體設(shè)計情況更改波特率的大小，但要與下位機的一致。 } } } 基于無線網(wǎng)絡(luò)的分布式電烤箱溫控系統(tǒng)設(shè)計 22 5. 上位機監(jiān)控軟件設(shè)計 本設(shè)計上位機軟件采用 VB軟件編寫，其主要是用來監(jiān)視和控制電烤箱，設(shè)置烤箱使烤箱加熱，并記錄烤箱的溫度曲線。i++) { P0=0xC6。 // Spi enable for write a spi mand //SpiWrite(WC)。 鹽城工學院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 （ 2021） 19 D． 如果將 AUT()_RETRAN位置高， nRF905將連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)包，直至將 TRX_CE引腳復位。 _nop_()。 CLK7705=1。 bit cc。通信寄存器用于通道選擇和啟動對設(shè)置寄存器與時鐘寄存器的讀寫操作，時鐘寄存器用于設(shè)置 AD7705 的數(shù)據(jù)更新頻率和第一陷波頻率等，設(shè)置寄存器 用于設(shè)置 AD7705 的單雙極性、增益、校準方式及濾波方式。本模塊主要采用的 ，配用 1K電阻、二極管 581 10uF和 ，將輸入的 +5V電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的 +，供給 NRF905無線模塊。 b、 節(jié)能模式 nRF905的節(jié)能模式包括掉電模式和待機模式。 nRF905片內(nèi)集成了電源管理、晶體振蕩器、低噪聲放大器、頻率合成器以及功率放大器等模塊，曼徹斯特編碼／解碼由片內(nèi)硬件完成，無需用戶對數(shù)據(jù)進行曼徹斯特編碼，因此使用非常方便。 基于無線網(wǎng)絡(luò)的分布式電烤箱溫控系統(tǒng)設(shè)計 8 圖 32 AD7705與 STC89C52單片機連接的電路圖 確定 AD7705 的相應(yīng)參數(shù)?。狠敵鰯?shù)據(jù)更新速率： 50Hz。校正分為模擬電路校正和微處理器數(shù)字化校正，模擬校正有很多現(xiàn)成的電路，其精度不高且易受溫漂等干擾因素影響，數(shù)字化校正則需要在微處理系統(tǒng)中使用，將 Pt電阻的電阻值和溫度對應(yīng)起來后存入 EEPROM中，根據(jù)電路中實測的 AD值以查表方式計算相應(yīng)溫度值。系統(tǒng)原理框架圖如 上圖 圖 1所示。上位機軟件采用 VB軟件編程，生成可視化友好界面，方便操作，易于控制和維護。 在工控數(shù)據(jù)采集業(yè)，環(huán)境條件惡劣、布線困難已經(jīng)成了一個普遍的問題。完成了 電烤箱溫控系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計與制作， 采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計思路 ，完成 上位機和下位機的軟件設(shè)計，程序可移植性好、代碼優(yōu)化合理運行效率高。 Distributed system。在溫度控制系統(tǒng)中，單片機更是起到了不可替代的 核心作用。 現(xiàn)場溫度傳感器輸出的信號經(jīng)信號調(diào)理電路后 ，經(jīng)放大電路和模數(shù)轉(zhuǎn)化， 送入單片機，并在其控制下完成存儲等工作 。 圖 31 STC89C52單片機部分電路結(jié)構(gòu)圖 STC89C52 單片機內(nèi)部主要包括累加器 ACC(有時也簡稱為 A)、程序狀態(tài)字PSW、地址指示器 DPTR、只讀存儲器 ROM、隨機存取存儲器 RAM、寄存器、并行 I/O 接口 P0~P定時器 /計數(shù)器、串行 I/O 接口以及定時控制邏輯電路等。 測溫原理：電路采用 TL431和電位器 VR1調(diào)節(jié)產(chǎn)生 ；采用 RR VR Pt100構(gòu)成測量電橋（其中 R1＝ R2， VR2為 100Ω精密電阻），當 Pt100的電阻值和 VR2的電阻值不相等時，電橋輸出一個 mV級的壓差信號，這個壓差信號經(jīng)過運放 LM324放大后輸出期望大小的電壓信號，該信號可直接連 AD轉(zhuǎn)換芯片。 P口全為 1,LED全亮，要編程控制。在節(jié)能模式下，可以進行 SPI編程。 nRF905在待機模式下的工作電流，跟外部晶體振蕩器的頻率有關(guān)。 AMS1117 應(yīng)用 ： 高效線性穩(wěn)壓器 、 后置穩(wěn)壓器，用于交換式電源 5V 至 線性穩(wěn)壓器 、 電池充電器 、 有源 SCSI 終端 、 筆記本電源管理 、 電池供電設(shè)備 。 鹽城工學院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 （ 2021） 17 部分程序如下： /寫 AD7705 函數(shù) void writetoreg7705(uchar dat) { uchar i。 /*轉(zhuǎn)換完成否 ， =0 則表示完成 */ for(i=0。 /*數(shù)據(jù)組裝成字節(jié) */ } ADH_1=tmp。 cc=DIN7705。 d、 數(shù)據(jù)接收完畢后， nRF905 DR 和 AM 引腳復位并準備進入下一個工作模式。 // Disable Spi } //初始化 nRF905 狀態(tài) void nRF905Init(void) { CSN=1。 led1=0。 的 MSComm 通信控件提供了一系列標準通信命令的接口，它允許建立串口連接，可以連接到其他通信設(shè)備（如 Modem）．還可以發(fā)送命令、進行數(shù)據(jù)交換以及監(jiān)視和響應(yīng)在通信過程中可能發(fā)生的各種錯誤和事件，從而可以用它創(chuàng)建全雙工 、事件驅(qū)動的、高效實用的通信程序 。 為了在 VB 界面能夠顯示當前的溫度值，需要將采集的兩字節(jié)溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為十進制測量數(shù)據(jù)。) Get 11, , recoda$ 39。 Mid$(Date$, 9, 2) amp。以下是 CommEvent部分屬性的常數(shù)值及其含義： a. EvSend：其值為 1，發(fā)送緩沖區(qū)中的字符數(shù)少于 STHreshold制定的值； b. EvReceive：其值為 2，在接受緩沖區(qū)中收到 RTHreshold個字符，這個時間將持續(xù)產(chǎn)生直到利用 INPUT屬性從接收緩沖 區(qū)中移除數(shù)據(jù)； c. EvCTS：其值為 3， Clear To Send 線的狀態(tài)發(fā)生變化； d. EvEOF：其值為 7，收到文件結(jié)束（ ASCII字符為 26）字符； e. EventBreak：其值為 1001，接收到一個中斷信號； f. EventFrame：其值為 1004，硬件檢測到幀錯誤； g. EventRxOver：其值為 1008，接收緩沖區(qū)溢出，即接收緩沖區(qū)中已沒有剩余空間接收新的數(shù)據(jù)； h. EventRxParity：其值為 1009，奇偶校驗錯誤； i. EventTxFull：其值為 1010，發(fā)送緩沖區(qū)已滿。 * Print 1, zfc$ Close 1 End If End If If timslot 100 And signtim Then signtim