【正文】 約能耗。它具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強(qiáng)、易配微處理器等優(yōu)點(diǎn)[21]，特別適合于構(gòu)成多點(diǎn)的溫度測控系統(tǒng)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號供微機(jī)處理，而且每片DS18S20都有唯一的產(chǎn)品號，可以一并存入其ROM中，以便在構(gòu)成大型溫度測控系統(tǒng)時(shí)在單線上掛接任意多個(gè)DS18S20芯片。LED擁有更高的刷新速率，在視頻方面有更好的性能表現(xiàn)。只要程序長度小于4k, 四個(gè)I/O口全部提供給用戶。平時(shí)無按鍵按下時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下時(shí)，行線電平狀態(tài)將由于此行線相連的列線電平?jīng)Q定。④能承受的浪涌電流大：其數(shù)值可為SSR額定值的6～10倍。由于10～25V幅值與電源電壓幅值相比可近似看作“零”。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。9).ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。13).XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。這樣，程序就不會(huì)由于斷電而丟失。說明：EPROM的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是可以擦除重寫，而且允許擦除的次數(shù)超過上萬次。②讀出：當(dāng)和為低電平，且和CE2為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)輸出緩沖器選通，被選中單元的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)線D7～D0上。對熱電偶溫度傳感器來說該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的過程為：靠光敏電阻檢測光照的大小，光的改變最終改變電阻的大小，給電阻外加一個(gè)電壓，就改變了電壓的大小，再用PCF8951AD轉(zhuǎn)換器件檢測電壓的變化并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再傳到單片機(jī)上作一定的處理后去控制相應(yīng)的數(shù)碼管顯示出當(dāng)時(shí)的溫度。（4）延時(shí)時(shí)間為45微秒。對于11位分辨率，位0無定義。1℃，采用LED液晶顯示模塊，它作為顯示器形象直觀的顯示測出的溫度值，或者采用數(shù)碼管顯示結(jié)果。一般采用的辦法是在RST端和正電源Vcc之間接一個(gè)按鈕。由于單片機(jī)的時(shí)鐘頻率達(dá)到12M，移位寄存器的移位速度相當(dāng)快，所以我們根本看不到數(shù)據(jù)是一位一位傳輸?shù)?。其它字符的顯示原理類同。為了控制加熱的溫度，系統(tǒng)進(jìn)行溫度采集并進(jìn)行標(biāo)度變換，當(dāng)溫度超過規(guī)定的溫度時(shí)，我們就要采用報(bào)警電路，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)停止工作，并采取一些必要手段進(jìn)而使溫度降下。即當(dāng)我們不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對象，或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用PID控制技術(shù)。這就是說，在控制器中僅引入“比例”項(xiàng)往往是不夠的，比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項(xiàng)”，它能預(yù)測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。 控制算法PID的參數(shù)整定本系統(tǒng)水溫度控制系統(tǒng)，水的溫度控制是這樣一個(gè)反饋調(diào)節(jié)過程:比較實(shí)際水的溫度和需要水的溫得到偏差，通過對偏差的處理獲得控制信號，再去調(diào)節(jié)固態(tài)繼電器的來控制加熱裝置，從而實(shí)現(xiàn)對水的溫的控制。圖54鍵盤程序流程圖總結(jié)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)，工程建設(shè)及日常生活中溫度控制都起著重要的作用，早期的溫度控制主要用于工廠時(shí)間生產(chǎn)中，能起到實(shí)時(shí)采集溫度數(shù)據(jù)，提高生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量之用。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯謝意。取出X的尾數(shù)MOV R5，ADEC R0DEC R0LCALL DMUL 。從堆棧中得到au的指針CLRAMOVC A，A+DPTR 。同時(shí)王老師不只在學(xué)習(xí)上給我們指導(dǎo)，在答疑結(jié)束之后還給我們講他工作與創(chuàng)業(yè)經(jīng)歷，告訴我們做人做事的道理，為此我們也是受益匪淺。當(dāng)AD轉(zhuǎn)換結(jié)束后調(diào)用復(fù)位程序進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位完畢后在重新調(diào)用寫程序把0CCH寫入DS18B20然后在調(diào)用寫程序?qū)?BEHH寫入DS18B20，并發(fā)出讀取外界溫度數(shù)值命令，隨后調(diào)用讀程序?qū)⒆x進(jìn)來的溫度保存到28H/29H存儲完畢后返回[21]。PID調(diào)節(jié)器是一種線性調(diào)節(jié)器，其框圖如下圖所示。微分（D）控制在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。PID控制是單片機(jī)控制系統(tǒng)中一種最常用的控制算法。隨時(shí)提供信息。以共陰式為例，如把陰極接地，在相應(yīng)段的陽極接上正電源，該段即會(huì)發(fā)光。如果系統(tǒng)在上電時(shí)得不到有效的復(fù)位，則程序計(jì)數(shù)器PC將得不到一個(gè)合適的初值，因此，CPU可能會(huì)從一個(gè)未被定義的位置開始執(zhí)行程序。圖39所示的RC復(fù)位電路可以實(shí)現(xiàn)上述基本功能。C1111 1110 0110 1111FE6FH55176。圖36 DS18B20的引腳圖DS18B20輸出的溫度數(shù)據(jù)是以攝氏度為單位進(jìn)行校準(zhǔn)的[10]；對于以華式為單位的應(yīng)用，必須查表或進(jìn)行轉(zhuǎn)換。（8）將數(shù)據(jù)線再次拉高到高電平“1”后結(jié)束。圖35 74L373引腳圖 溫度傳感器DS18B20的工作原理 DS18B20的概述DS18B20是美國DALLAS半導(dǎo)體公司推出的第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器，它具有微型化，低功耗，高性能，抗干擾能力強(qiáng)，易配微處理器等優(yōu)點(diǎn)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號處理器處理[7]?！CC：+5V工作電壓。對EPROM編程時(shí)，在該端加上編程脈沖。這是一塊8K8bit的EPROM芯片，它的引線與SRAM芯片6264是兼容的。11)./EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。2）.GND：接地。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。、圖23過零固態(tài)繼電器的波形當(dāng)輸入端未加電壓信號時(shí)，光耦合器的光敏晶體管因未接收光而截止，V1飽和，V3和V4因無觸發(fā)電壓而截止，此時(shí)SSR關(guān)閉。本設(shè)計(jì)中采用的是固態(tài)繼電器（SSR）是一種無觸點(diǎn)通斷功率型電子開關(guān)，又稱固態(tài)開關(guān)。一個(gè)33的行列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個(gè)有9個(gè)按鍵的鍵盤。DS18B20是數(shù)字式溫度傳感器，只需一根總線就可以與單片機(jī)通信，是外圍的電路大大簡化，測量的精度更準(zhǔn)確。系統(tǒng)硬件電路由溫度檢測、單片機(jī)與鍵盤/顯示器、固態(tài)繼電器控制電路等部分組成如圖21所示。 課題的研究方案 課題的主要研究的內(nèi)容本次所要研究的課題是基于單片機(jī)控制的水溫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要是介紹了對水箱溫度的顯示、控制及報(bào)警，實(shí)現(xiàn)了溫度的實(shí)時(shí)顯示及控制。生產(chǎn)管理一體化、網(wǎng)絡(luò)化是當(dāng)今工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的大趨勢，要實(shí)現(xiàn)這些功能，必須借助于工業(yè)計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)及開放的工業(yè)數(shù)據(jù)庫。緩變型PCT元件的溫阻特性基本上隨溫度升高阻值慢慢增大，起溫度補(bǔ)償作用。（1）玻璃溫度計(jì)，它是利用玻璃感溫包內(nèi)的測溫物質(zhì)(水銀、酒精、甲苯、煤油等)受熱膨脹、遇冷收縮的原理進(jìn)行溫度測量的；（2）雙金屬溫度計(jì)，它是采用膨脹系數(shù)不同的兩種金屬牢固粘合在上一起制成的雙金屬片作為感溫元件，當(dāng)溫度變化時(shí)，一端固定的雙金屬片，由于兩種金屬膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生彎曲，自由端的位移通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)指針指示出相應(yīng)溫度；（3）壓力式溫度計(jì)，它是由感溫物質(zhì)(氮?dú)?、水銀、二甲苯、甲苯、甘油和低沸點(diǎn)液體如氯甲烷、氯乙烷等)隨溫度變化，壓力發(fā)生相應(yīng)變化，用彈簧管壓力表測出它的壓力值，經(jīng)換算得出被測物質(zhì)的溫度值。隨著人們生活質(zhì)量的提高，現(xiàn)代社會(huì)中的溫度控制不僅應(yīng)用在工廠生產(chǎn)方面也應(yīng)用于酒店，廠房以及家庭生活中，在有些應(yīng)用中，如高精度的生產(chǎn)廠房，對溫度的要求極其嚴(yán)格，溫度的變化極有可能對生產(chǎn)的產(chǎn)品造成極大的影響。（1）鎳鉻鎳硅，型號為WRN，分度號為K，測溫范圍0900℃，短期可測1200℃。半導(dǎo)體的電阻溫度系數(shù)比金屬大1~2個(gè)數(shù)量級，二級管和三極管的PN結(jié)電壓、電容對溫度靈敏度很高。 (1)擴(kuò)展檢測范圍現(xiàn)在工業(yè)上通用的溫度檢測范圍為200~3000℃，而今后要求能測量超高溫與超低溫。從DS18S20讀出或?qū)懭隓S18S20信息僅需要一根口線，其讀寫及其溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，該總線本身也可以向所掛接的DS18S20供電，而且不需要額外電源。 LED提供寬達(dá)160176?？捎?V電壓編程，而且寫入時(shí)間僅10毫秒, 僅為8751/87C51的擦除時(shí)間的百分之一，與8751/87C51的12V電壓擦寫相比, 不易損壞器件, 沒有兩種電源的要求，改寫時(shí)不拔下芯片，適合許多嵌入式控制領(lǐng)域。列線電平如果為低電平，則行線電平為低電平，列線電平如果為高電平，則行線電平為高電平。⑤對電源電壓適應(yīng)能力強(qiáng)：交流型SSR的負(fù)載電源可以在30～220V范圍內(nèi)任選。因此，一般就將過零電壓粗略地定義為0～177。 主要特性1）.與MCS51 兼容2）.4K字節(jié)可編程閃爍存儲器3）.壽命：1000寫/擦循環(huán)4）.數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年5）.三級程序存儲器鎖定6）.1288位內(nèi)部RAM7）.32可編程I/O線8）.兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器9）.5個(gè)中斷源10).可編程串行通道11).低功耗的閑置和掉電模12).片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路13).全靜態(tài)工作：0Hz24MHzAT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k字節(jié)Flash4).P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。振蕩器特性: XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出[6]。l下面介紹2764各引腳的含義:① A0一A12：13根地址輸入線。一片新的或擦除干凈EPROM芯片，其每一個(gè)存儲單元的內(nèi)容都是FFH。　　③保持：當(dāng)為高電平，CE2為任意時(shí)，芯片未被選中，處于保持狀態(tài)，數(shù)據(jù)線呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。而對DS18B20來說過程則簡單的多了，熱電偶電阻傳感器一直到單片機(jī)之前的部分都可以用一個(gè)DS18B20來代替了，真正的實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。（5)將數(shù)據(jù)線拉到高電平。對于10位分辨率，位0和1無定義，對于9位分辨率，位1和0無定義。簡易溫度檢測系統(tǒng)是通過DS18B20檢測溫度，然后通過溫度傳感器通信模塊，將檢測到的實(shí)際溫度（環(huán)境溫度）傳送到開發(fā)板上，從而在數(shù)碼管上顯示檢測到的溫度。當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，則Vcc的+5V電平就會(huì)直接加到RST端。從人類視覺的角度看，就仿佛是全部數(shù)碼管同步顯示的一樣。在系統(tǒng)中利用鍵盤/顯示系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和分析通過鍵盤輸入的命令和數(shù)據(jù)，以及顯示溫度控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，及時(shí)顯示水的溫度。系統(tǒng)中采用了一個(gè)紅色發(fā)光二極管及一個(gè)蜂鳴器直接連入單片機(jī)構(gòu)成了聲光報(bào)警系統(tǒng)。PID控制，實(shí)際中也有PI和PD控制。所以對有較大慣性或滯后的被控對象，比例+微分(PD)控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動(dòng)態(tài)特性. 控制算法PID的優(yōu)點(diǎn)PID調(diào)節(jié)之所以不變,而且在數(shù)字化的計(jì)算機(jī)時(shí)代仍能得到廣泛應(yīng)用,主要有下面優(yōu)點(diǎn)[17]。該控制系統(tǒng)采用只調(diào)整一個(gè)參數(shù)的PID控制形式，具體算法如下所示：已知增量型PID控制的公式如下[18]：（43）如令T=。溫度是表征物體冷熱程度的物理量，溫度測量則是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中一個(gè)很重要而普遍的參數(shù)。同時(shí)也感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境。調(diào)用定點(diǎn)雙字節(jié)小數(shù)乘法子程序MOV A，R2JB ，F(xiàn)P2MOV A，R7 。FPLN: POP DPHPOP DPL 。致謝在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，不僅自己付出了很多心血，也得到了老師和同學(xué)的支持，為我創(chuàng)造了很多有利條件，在這里，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師XXX老師，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的開始，X老師給了我很多幫助，指導(dǎo)我了解了很多單片機(jī)的相關(guān)知識，并在當(dāng)我設(shè)計(jì)遇到困難時(shí)，及時(shí)的給予幫助和鼓勵(lì)，對我其他學(xué)科的鼓勵(lì)也滲透在畢業(yè)設(shè)計(jì)的同時(shí)，給了我莫大的信心，為我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)起到了非常重要的作用。如果不存在就返回不在往下進(jìn)行，如過存在就繼續(xù)往下走，并調(diào)用寫程序把0CCH寫入DS18B20然后在調(diào)用寫程序?qū)?4H寫入DS18B20，然后調(diào)用延時(shí)程序是延時(shí)的目的是為了能給DS18B20充足的時(shí)間進(jìn)行它內(nèi)部的AD轉(zhuǎn)換。所以在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，采用PID調(diào)節(jié)器。因此，比例+積分(PI)控制器，可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。在用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)PID控制時(shí)，不僅僅是簡單地把PID控制規(guī)律數(shù)字化，而是與計(jì)算機(jī)的變成靈活性以及邏輯判斷功能結(jié)合起來，使PID控制得到改進(jìn)和完善，更加有效方便、靈活多樣。圖316簡易直流穩(wěn)壓電源在微型機(jī)控制系統(tǒng)中，常規(guī)的報(bào)警可通過指示燈或數(shù)碼管顯示給予指示。將多只LED的陰極連在一起即為共陰式，而將多只LED的陽極連在一起即為共陽式。另外，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機(jī)狀態(tài)，復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為全“l(fā)”態(tài)。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號，以防電源開關(guān)或電源插頭分合過程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。C1111 1111 0101 1110FF5EH176。DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）[9]。（7）若CPU讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平“0”后，還要做延時(shí)，其延時(shí)的時(shí)間從發(fā)出的高電平算起（第（5）步的時(shí)間算起）最少要480微秒。當(dāng)三態(tài)門使能信號OE為低電平時(shí)，三態(tài)門導(dǎo)通，允許Q0~Q7輸出，OE為高電平時(shí)，輸出懸空。CE2（chip enable）：片選信號2，輸入，在讀/寫方式時(shí)為高電平。．⑤ PGM:編程脈沖輸入端。EPROM電路：EPROM 2764的外部引線如圖33所示。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并