【正文】 ...................................21 本章小結 ............................................................................................22 第 4 章 系統(tǒng)軟件設計 .......................................................................................23 系統(tǒng)軟件設計整體思路 ......................................................................23 系統(tǒng)程序流圖 ......................................................................................24 上位機主程序 ...........................................................................24 下位機主程序 ...........................................................................25 收發(fā)控制子程序 ..................................................................................26 發(fā)送控制子程序 .......................................................................26 接收控制子程序 .......................................................................27 溫度控制模塊的設計 ..........................................................................28 溫度測量子程序 .......................................................................28 PID 控制子程序 .........................................................................29 讀出溫度子程序 .......................................................................29 子程序流程圖 ......................................................................................31 復位應答子程序流程圖 ...........................................................31 寫入子程序 ...............................................................................32 第 5 章 系統(tǒng)的調試及實驗結果 .......................................................................33 調試步驟 ..............................................................................................33 實驗結果 ..............................................................................................33 本章小結 ..............................................................................................34 第 6 章 結論 .......................................................................................................35 參考文獻 ...............................................................................................................1 致謝 .......................................................................................................................3 附錄 1 ....................................................................................................................4 附錄 2 ....................................................................................................................5沈 陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)論文 1 第 1章 緒論 溫度控制系統(tǒng)設計的背景、發(fā)展歷史及意義 隨著技術的不斷發(fā)展 ， 以及溫度控制在各個領域的廣泛應用應用 ， 智能化的溫度控制系統(tǒng)已成為研究發(fā)展的方向 [1]。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。 涉密論文按學校規(guī)定處理。如果沒有標 準的溫度狀態(tài) ， 很多的電子設備很難正常運行 ， 如果沒有合適的溫度 ， 那些農民種出來的糧食就很容易變質 ， 靠其生產的酒類的品質也就沒有了保障。與上述技術一樣 ， 數(shù)字通信技術和數(shù)字調制技術的發(fā)展也發(fā)揮了很大的作用 ， 他們使無線通信網絡向更加經濟、更加容易操作的方向發(fā)展。 進入 21 世紀后 ， 智能溫度控制器正朝著高精度、多功能、總線標準化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬溫度控制器和網絡溫度控制器、研制單片測溫控溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。 方案的 系統(tǒng)構想 本系統(tǒng)設計的目的在于控制花房溫度。雖然存在反應速度較慢 ， 溫度測量的范圍不寬的缺點 ， 數(shù)字式傳感器技術的發(fā)展仍受到人們越來越 多的重視。 系統(tǒng)控制及數(shù)據處理模塊方案 溫度數(shù)據在采集后通常要進行數(shù)據處理 ， 以實現(xiàn)測量數(shù)據的記錄、顯示和對測控系統(tǒng)的控制。在單片機能夠滿足系統(tǒng)對數(shù)據處理速 度要求的情況下 ， 單片機無異是首選的信息處理單元。 （ 3） MAX6575L/H 是美國 MAXIM 公司的一種單總線式數(shù)字溫度傳感器 ， 具有較好的線性、較低的功耗 ， 而且編程簡單 ， 調試容易 ， 使用方便。 (3) 功耗 大多數(shù)無線收發(fā)芯片是應用在便攜式產品上的 ， 因此功耗也非常重要 ， 應該根據需要選擇綜合功耗較小的產品． (4) 發(fā)射功率 在同等條件下 ， 為了保證有效和可靠的 通信 ， 應該選用發(fā)射功率較高的產品。 在本系統(tǒng)中 ， 鍵盤 由四個鍵組成 ， 即溫度增加鍵、溫度減小鍵、確認鍵和取消鍵。該芯片沈 陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)論文 14 采用 FSK 調制解調技術 ， 其工作速率最高為 20K， 它的天線設計為差分天線 。而且其內存單元可以擴展。 其控制溫度的方式就是調節(jié)其倆端的電流大小和方向 ， 從而達到控制溫度加熱還是制冷的目的。有嚴重的滯后效應 ， 如果積分環(huán)節(jié)作用太強 ， 會導致系統(tǒng)在控制時 ， 動態(tài)性能不好 （ 3）微分作用的特點 根據微分的特性我們能夠推斷出微分環(huán)節(jié)能夠針對系統(tǒng)輸入量的變化快慢、反應速度進行相應的判斷 ， 減少系統(tǒng)的超 調量。 積分運算電路由電阻 R R4， 電容 C1 和運算放大器組成 ， 在理想情況下 ， 輸入輸出關系可由下式表示 （ 36） 其傳遞函數(shù)關系為 （ 37） 其中 TI = R3C1， 實際電路中 R3 由一個固定電阻和可調電阻組成 ， 可以實現(xiàn)積分時間的任意調節(jié)。準確的根據給定值調節(jié)出需要的參數(shù) ， 但是本系統(tǒng)為溫度控制 ， 是針對花房或者是糧倉的溫度控制 ， 其溫度變化過程相對緩慢 ， 人為干擾可能性比較小 ， 因此我們不需要將系統(tǒng)加入微分控制。 12J2C O N 2R 15R E S 2R 16R E S 2R 17R E S 2R 18R E S 2R 19R E S 2R 20R E S 2+56847U 3AA D 80 72+56847U 3BA D 80 72R 21R E S 2R 22R E S 2R 23R E S 2D1Z E N E R 2D2Z E N E R 2Q1M O S F E T NQ2M O S F E T NQ3M O S F E T NQ4M O S F E T N 24R 24R E S 2R 25R E S 2R 26R E S 2TECR?R E S 2 圖 35 半導體制冷 電路圖 比例積分電路 在溫度控制模塊采用比例積分電路 ， 利用 PID 控制溫度 ， 圖 36 為 D/A 轉換電路 ， 目的是將單片機中的數(shù)字量 ， 轉換為模擬電壓供 ， 半導體制冷器使用。 G N D8DCBA6217LT3RBI5B I / R B O4g14f15e9d10c11b12a13V C C16R?74l s 47P 2. 0P 2. 1P 2. 2P 2. 3abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 1D P Y _7 S E G _D PabcdefgdpabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 2D P Y _7 S E G _D PabcdefgdpabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 3D P Y _7 S E G _D PabcdefgdpgfedcbaV C C 圖 3－ 3 顯示電路圖 DS18B20溫度傳感器電路 沈 陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)論文 16 GND1DQ2VDD3DS18B20VCC 圖 34 溫度傳感器電路引腳圖 加熱電路 半導體制冷器 ， 工作原理 在本系統(tǒng)中溫度控制采用半導體制冷器 。其性價比要高于其他復雜的 pc 機。所以本系統(tǒng)選擇半導體制冷制熱器件。該芯片集成了高頻發(fā)射、高頻接收、 PLL 合成、 FSK 調制、 FSK 解調、雙頻道切換等功能 ， 具有性能優(yōu)異、功耗低、使用方便等特點。它最多允許在一根 MCU 的 I/O 總線上同時掛接 8 個 MAX6575L/H 進行多點溫度測量。其內部包含有帶隙溫度傳感器和 10 位 A/D 轉換器。由于 DSP 主要應用于高速數(shù)據處理 ， 因此外部 I/0 接口比較少 ， 不便于系統(tǒng)擴展 ， 因此多數(shù) DSP 系統(tǒng)還要通過單片機來進行外部接口擴展 ， 這導致了 DSP 的成本較高 ， 另外 ， DSP 具有一定的專用性 ， 開發(fā)過程比較復雜 ， 不便于通用。 IrDA 具有技術成熟、體積小、功率低、傳輸速率高、連接方便、簡單易用、數(shù)據傳輸干擾少、保密性強、成本低廉等優(yōu)點。 系統(tǒng)方案的確定 傳感器方案 傳統(tǒng)的模擬式傳感器具有測量轉換速度快 ， 溫度測量范圍寬的優(yōu)點。 （ 2） ．增加溫度控制器測試功能 新型智能溫度控制器的測試功能也在不斷增強。 ， 具有帶寬高（ 2Mbps） ， 雙向傳輸 ， 抗干擾性強 ， 傳輸距離遠（短距離無線技術范圍） ， 耗電少的優(yōu)點 ， 用于無線鍵鼠等室內場合 [7]。溫度在規(guī)定的范圍內 ， 加溫降溫系統(tǒng)不工作。用單片機對不同溫度控制箱進行控制在很大程度上為設備控制帶來了方便、使用簡單、控制靈活等特點 ， 同時還可以最大限度地提高溫度參數(shù)的精確程度 ， 保證了生產的穩(wěn)步進行 ， 增加了生產的效率。 基于 80C52