【正文】 ℃位 (最低有效位 )。 DS1302 是由 DS1202 改進而，來增加了以下的特性：雙電源管腳用于主電源和備份電源供應， Vcc1 為可編程涓流充電電源，附加七個字節(jié)存儲器。本系統(tǒng)采用單頻音報警實現(xiàn)的，接口電路簡單。該控制系統(tǒng)采用過程控制中應用最廣泛的PID 控制形式， PID 算法用差分方程近似為 ： 1211 )]2([ ???? ??????? iiiidiiiipi ueeeTTeTTeeku (45) 式（ 45）也可以進一步寫為 ： 122110 ??? ???? iiiii uedededu (46) 其中 )1(0 TTTTkd dip ???， )21(1 TTkd dp ???， TTkd dp?2 利用典型二階的方法確定 Pk 、 dT 、 iT 參數(shù) 二階系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)一般形式為 2211 1)( sTsTs ???? (47) 將 s 換成 jω得： 12211)( TjTj ??? ???? ）（ (48) 它的模為： 212221(1)()( ）（） ???? TTjA ????? (49) 根據(jù)控制理論可知，要使二階系統(tǒng)獲得理想動態(tài)品質(zhì)，應滿足以下條件： 1)( ??A ； 0)( ??? (410) 可得 21 2TT ? (411) 將（ 411）代入（ 47）可得 222211)( sTsTs ???? (412) φ (s)為該系統(tǒng) 的開環(huán)傳遞函數(shù)根據(jù) )(1 )()( 00 sss ????? (413) 可算出 共 42 頁 第 28 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ? ?sTsTs 22120 212 1)( ??? (414) 而被控對象屬于一階對象和帶純滯后，其數(shù)學模型可近似寫成： )1)(1()( ssT KsG D D ???? (415) 在溫度控制系統(tǒng)中，滿足 DT ≥τ，所以式（ 415）是一個兩時間常數(shù)相差 較大的二階環(huán)節(jié)。 SSR 是采用 固體元件組裝而成的一種新型無觸點開關(guān)器件。實時時鐘 /日歷電路提供秒、分、時、日、日期、月、年的信息，每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調(diào)整，時鐘操作可通過 AM/PM 指示決定采用 24 或 12 小時格式。 DS18b20 可以以 ℃的增量值，在 ℃至 +125℃的范圍內(nèi)測量溫度。 3 3 DDV 可選 VDD 引腳。 因為每一個 DS18B20 有唯一的系列號（ silicon serial number） 因此多個DS18B20 可以存在于同一條單線總線上。但 RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。這些中斷如圖 32： 共 42 頁 第 11 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 01I E 0I N T 001I E 1I N T 1T F 0T F 1T1R1 圖 32中斷源方框圖 這些中斷源各自的禁止和使能位參見特殊功能寄存器的 IE。該位置位后，只有一條 M0VX 和 M0VC 指令 ALE 才會被激活。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行 MOVXRi 指令）時， P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中 P2 寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不改變。 單片機 AT89S51 AT89S51 的概述 AT89S51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗，高性能 CMOS8 位單片機，片內(nèi)含 4K bytes 的可系統(tǒng)編程的 Flash 只讀程序 存儲器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準 8051 指令系統(tǒng)及引腳。通用型單片機的內(nèi)部資源比較豐富，性能全面且實用性強，能覆蓋多種應用需求。 本設計的主要工作 以單片機為核心，設計通用室溫控制系統(tǒng)對室內(nèi)溫度進行有效的控制，用集成溫度傳感器 DS18B20 實時采集室內(nèi)溫度。溫度控制系統(tǒng)是人類供熱、取暖的主要設備的驅(qū)動來源，它的出現(xiàn)迄今已有兩百余年的歷史。 共 42 頁 第 1 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第一章 緒 論 本設計的研究意義 隨著人們生活水平的提高，科技的迅猛發(fā)展，人們對生活的要求也越來越高。期間，從低級到高級，從簡單到復雜，隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和對溫度控制精度要求的不斷提高，溫度控制系統(tǒng)的控制技術(shù)得到迅速發(fā)展。將采集到的溫度信號轉(zhuǎn)換成電壓信號通過 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換 成數(shù)字信號供 CPU 讀取，利用鍵盤輸入不同的室溫設定值，并且能區(qū)分開工作日及休息日的情況，通過液晶顯示器在鍵盤的輔助下能實時顯示當前的室溫值、設定的溫度值、時間、日期等。專用單片機是針對一種產(chǎn)品或者一種控制應用而專門設計的，設計時已經(jīng)對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最簡化、軟硬件資源的利用最優(yōu)化、可靠性和成本的最佳化等方面都作了通盤的考慮和論證，所以專用單片機具有明顯的綜合優(yōu)勢。它集 Flash程序存儲器既可在線編程（ ISP）也可以用傳統(tǒng)方法進行編程及通用 8 位微處理器于單片芯片中， ATMEL 公司的功能強大，低價位 AT89S51 單片機可靈活應用于各種控制領(lǐng)域。 Flash 編程或校驗時， P2 亦接收高位地址和其它控制信號。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置 ALE 無效 。 IE 也包含總中斷控制位 EA， EA 清 0，將關(guān)閉所有中斷。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。這允許在許多不同的地方放置溫度靈敏器件。 1 2 3 4 5 6 7 8ABCD87654321DCBAT itl eN u m be r R ev i s io nS iz eA2D at e: 1 6 A pr 2 0 08 S he e t o f F ile : Q :\溫度制電阻爐改后 .d db D ra w n B y:NC1NC2VDD3DQ4GND 5NC6NC7NC8U4D S 18 B 2 0 共 42 頁 第 16 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 該 DS18B20 時，將沒有返回信號，程序進入死循環(huán)，這一點在進行 DS18B20硬件連接和軟件設計時也要給予一定的重視。對于應用華氏溫度的場合，必須使用查找表或變換系數(shù)。DS1302 與單片機之間能簡單地采用同步串行的方式進行通信，僅需用到三個口線：（ 1） RES 復位，（ 2） I/O（數(shù)據(jù)線），（ 3） SCLK（串行時鐘）。 SSR輸入僅要求很小的控制電流（可小到幾毫安），與 TTL、 CMOS、 HTL 等集成電路具有很好的兼容性，而輸出端則采用大功率晶體管或雙向晶閘管來接通或斷開負載電源。 由式 )()()(0 sGsDs ??? 可推出 )()1)(1(2 1 222 SDssT KsTsT D D ????? ? 所以 STK STSD D D 221)( ?? （ 416） 所以需用比例積分調(diào)節(jié)器來校正系統(tǒng)，比例積分調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為： sT ssD i 11)( ??? （ 417） （ 416）與（ 417）兩式對應相等推出 ?Di KT 2? ， DT?1? 最后得到調(diào)節(jié)器形式 STKsK sTsD ipD D 121)( ???? ? （ 418） 式中?DDp KTK 2?, ?Di KT 2? , 0?dT 代入式 （ 46） 122110 ??? ???? iiiii uedededu 中得： )21(2)1(0 ?? DDDip KTKTTTKd ???? ?DDp KTKd 21 ???? 推出： 112)21(2 ?? ???? iiDDiDDDi ueKTeKTKTu ??? （ 419） 其算法的流程圖如下： 02 ?? TTKd dp 共 42 頁 第 29 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 42 PID 算法流程圖 開始 計算 ei 計算 ied*0 + 11* ?ied 計算 。 報警電路 在單片機控制系統(tǒng)中，一般的工作狀態(tài)，可以通過指示燈 來指示，以供操作員參考，但由于某些緊急狀態(tài)，為了使操作員不致忽視，以便及時采取措施，往往加一報警設計。 DS1302 工作時功耗很低，保持數(shù)據(jù)和時鐘信息時功率小于 1mW。 以下的過程可以獲得較高的分辯率。 溫度測量 溫度測量電路的方框圖見圖 35 所示： 圖 35溫度測量電路 DS18B20 通過門開通期間內(nèi)低溫度系數(shù)振蕩器經(jīng)歷的時鐘周期個數(shù)計數(shù)來測量溫度，而門開通期由高溫度系數(shù)振蕩器決定。 ： ? 獨特的單線接口，只需 1 個接口引腳即可通信 ? 多點（ multidrop）能力使分布式溫度檢測應用得以簡化 ? 不需要外部元件 ? 可用數(shù)據(jù)線供電 ? 不需備份電源 ? 測量范圍從 55℃至 +125℃增量值為 ℃。當單片機的 RST 腳出現(xiàn)10ms 的高電平，單片機就實現(xiàn)復位。 定時器 0 和定時器 1 的中斷標志 TF0 和 TF1，它是定時器溢出時的 S5P2時序周期被置位，該標志保留至下個時序周期。當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，沒有兩次有效的 PSEN 信號。 P3 口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。同時， AT89S51 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。該系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)框圖 如圖所示 ： 共 42 頁 第 5 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊