【正文】 制精度意義重大，并已經(jīng)在諸多工程設(shè)施方面得到了廣泛的應(yīng)用。軟件設(shè)計(jì)包括溫度檢測(cè)模塊，加熱器控制模塊，按鍵模塊，數(shù)碼管顯示模塊和串口驅(qū)動(dòng)模塊。 此外，現(xiàn)在的產(chǎn)品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機(jī)除了功能強(qiáng)和功耗低外，還要求其體積要小。根據(jù)學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)要求本系統(tǒng)選用 ATMEL公司的 AT89 系列單片機(jī) [11]。 ② XTAL2（ 18 腳）：接外部晶體和微調(diào)電容的另一端。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的信號(hào)將不出現(xiàn)，端同樣可以驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 們電路。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR 指令）時(shí)，P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 定時(shí)器 0 和定時(shí)器 1 的標(biāo)志位 TF0 和 TF1 在定時(shí)器溢出那個(gè)機(jī)器周期的 S5P2 狀態(tài)置位，而會(huì)在下一個(gè)機(jī)器周期才查詢到該中斷標(biāo)志。目前，繼續(xù)增加對(duì)簡(jiǎn)單而雅觀的 MODBUS[22]結(jié)構(gòu)支持。數(shù)據(jù)區(qū)可以是實(shí)際數(shù)值、設(shè)置點(diǎn)、主機(jī)發(fā)送給從機(jī)或從機(jī)發(fā)送給主機(jī)的地址。有時(shí)，由于電子噪聲或其它一些干擾，信息在傳輸過程中會(huì)發(fā)生細(xì)微的變化，錯(cuò)誤校驗(yàn)碼保證了主機(jī)或從機(jī)對(duì)在傳送過程中出錯(cuò)的信息不起作用。 RS232C 是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì) EIA（ Electronic Industry Association）制定的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)。但目前它又廣泛地被借來用于計(jì)算機(jī)（更準(zhǔn)確的說，是計(jì)算機(jī)接口）與終端或外設(shè)之間的近端連接標(biāo)準(zhǔn)。單片機(jī)在 RST高電平有效后的第二個(gè)機(jī)器周期開始執(zhí)行復(fù)位操作，并在 RST 變?yōu)榈碗?平前的每個(gè)機(jī)器周期重復(fù)執(zhí)行內(nèi)部復(fù)位操作。大多數(shù)指令在 2 個(gè)機(jī)器周期完成，即使用 12MHz的晶振片時(shí) ，單片機(jī)執(zhí)行一條指令大約為 2，據(jù)此便可以實(shí)現(xiàn)程序延時(shí)子程序的編寫。 數(shù)碼管 顯示電路 系統(tǒng)通過兩片鎖存器 74HC573 控制 6 位數(shù)碼管的顯示。溫度 檢測(cè)模塊通過 A/D 轉(zhuǎn)換器將溫度值轉(zhuǎn)換成數(shù)字值存放在 temp_value 中，加熱器控制模塊根據(jù) PID 控制算法得到的 Flag_temp 控制加熱器開關(guān)的通斷，按鍵模塊用于設(shè)定溫度值；數(shù)碼管模塊用于顯示檢測(cè)到的溫度值和設(shè)定的溫度值，串口驅(qū)動(dòng)模塊用于從上位機(jī)收發(fā)數(shù)據(jù)。這使設(shè)備可以在報(bào)文的開始接收新幀，并且知道何時(shí)報(bào)文結(jié)束。然 后將報(bào)文中的連續(xù)的 8 位子節(jié)對(duì)其進(jìn)行后續(xù)的計(jì)算。 為了實(shí)現(xiàn)這一系列功能我主動(dòng)與指導(dǎo)老師交流，并且查閱了大量相關(guān)的書籍，在此過程中進(jìn)一步鍛煉了自己思考問題與解決問題的能力，鞏固并提高了自己的單片機(jī)、數(shù)字電路、模擬電路等相關(guān)知識(shí)。 圖 4??8 數(shù)據(jù)幀的拆包 結(jié) 論 在設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的過程中我充分應(yīng)用了在課堂上所學(xué)的相關(guān)理論知識(shí)，當(dāng)把理論知識(shí)通過自己的雙手變成實(shí)際后，使我對(duì)電路設(shè)計(jì)有了更多的了解，同時(shí)又產(chǎn)生了更濃厚的興趣。附加在報(bào)文后面的 CRC 的值由發(fā)送設(shè)備計(jì)算。加熱控制程序流程圖如圖 4??4所示。 這里是 RS232 串口通信電路，這里 RS232 的 11 管腳和 12 管腳分別接單片，RS232 的 13 管腳和 14 管腳分別接 9 針的 D 形連接器的 6 管腳和 7 管腳。 CS 與 WR 同時(shí)有效時(shí)啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)束產(chǎn)生 INTR 信號(hào)（低電平有效），可供查詢或者中斷信號(hào)。狀態(tài)時(shí)鐘經(jīng) 3 分頻后為低字節(jié)地址鎖存信號(hào) ALE，頻率為振蕩器輸出信號(hào)頻率的 1/6，經(jīng) 6 分頻以后為機(jī)器周期信號(hào)，頻率為 /12。加熱控制模塊用來給水加熱。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)串行通信接口的有關(guān)問題，如信號(hào)線功能、電器特性都作了明確規(guī)定。錯(cuò)誤檢驗(yàn)域是對(duì)報(bào)文內(nèi)容執(zhí)行 冗余校驗(yàn) 的計(jì)算結(jié)果。這些信息可以是數(shù)值、參考地址等等。作為主機(jī)請(qǐng)求發(fā)送，通過功能碼告訴從機(jī)執(zhí)行什么動(dòng)作。 AD590 的輸出電流值說明如下： 其輸出電流是以絕對(duì)溫度零度（ 273℃）為基準(zhǔn)，每增加 1℃，它會(huì)增加 1μ A 輸出電流，因此在室溫 25℃時(shí)，其輸出電流 Iout （ 273+25） 298μ A。 IE 也有一個(gè)總禁止位 EA，它能控制所有中斷的允許或禁止。對(duì)端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。 ALE 端可以驅(qū)動(dòng)（吸收或流出電流） 8 個(gè) TTL 門電路。正常操作及對(duì) Flash ROM 編程和驗(yàn)證時(shí)接 +5V 電源。芯片向高度集成化、低功耗方向的發(fā)展，使得單片機(jī)在大量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理、高級(jí)通信系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、復(fù)雜工業(yè)過程控制、高級(jí)機(jī)器人以及局域網(wǎng)等方面得到大量應(yīng)用。 第 2 章 總體設(shè)計(jì)的技術(shù)分析 第 節(jié) AT89C52 單片機(jī) 單片機(jī)的發(fā)展 隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)及其發(fā)展，將計(jì)算機(jī)的 CPU、 RAM、 ROM、定時(shí) /計(jì)數(shù)器和多種 I/O 接口集成在一片芯片上，形成芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)，因此單片機(jī)早期的含義稱為單片微型計(jì)算機(jī)，直譯為單片機(jī) 。按鍵模塊用來輸入設(shè)定的溫度，數(shù)碼管顯示模塊用來顯示當(dāng)前測(cè)得的溫度。 the digital display module is used to display the current measured temperature. The temperature sensor module consists of the A / D converter module and sensor module. Heating control module is used for water heating. The host puter munication module through the serial port and PC to establish munication software design includes temperature detecting module, the heater control module, keyboard module, digital tube display module and serial port driver module. Temperature detection module temperature values by the A / D converter to convert the numeric value stored, the heater control module controls the heater switches off, the button module is used to set the temperature value。在這里主要使用 AT89C52芯片和 AD590溫度傳感器，實(shí)現(xiàn)溫度的檢測(cè)和顯示功能，再通過 MODBUS 通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與 PC 的連接程序設(shè)計(jì)，通過 PC 對(duì)被控現(xiàn)場(chǎng)的溫度實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)和控制。 目前多采用單片機(jī)設(shè)計(jì)溫度控制系統(tǒng)，單片機(jī)具有體積小，功能強(qiáng)，成本低，應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。溫度檢測(cè)模塊通過 A/D 轉(zhuǎn)換器將溫度值轉(zhuǎn)換成數(shù)字值存放，加熱器控制模塊控制加熱器開關(guān)的通斷，按鍵模塊用于設(shè)定溫度值；數(shù)碼管模塊用于顯示檢測(cè)到的溫度值和設(shè)定的溫度值，串口驅(qū)動(dòng)模塊用于從上位機(jī)收發(fā)數(shù)據(jù)。現(xiàn)在的許多單片機(jī)都具有多種封裝形式，其中SMD（表面封裝）越來越受歡迎，使得由單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。 AT89 系列有 AT89C51， AT89C52 等。 在 AT89C52 單片機(jī)片內(nèi)，它是振蕩電路反相放大器的輸出端。 ④ /（ 31 腳）：內(nèi)部 /外部 ROM 選擇端。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVX RI 指令）時(shí)， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。然而，定時(shí)器2 的標(biāo)志位 TF2 在定時(shí)器溢出的那個(gè)機(jī)器周期的 S2P2 狀態(tài)置位，并在同一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)查詢到該標(biāo)志?；ヂ?lián)網(wǎng)組織能夠使 TCP/IP 棧上的保留系統(tǒng)端 502 訪問 MODBUS。通訊規(guī)約當(dāng)通訊命令發(fā)送至儀器時(shí) ，符合相應(yīng)地址碼的設(shè)備接通訊命令，并除去地址碼，讀取信息，如果沒有出錯(cuò)，則執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)；然后把執(zhí)行結(jié)果返送給發(fā)送者。這樣增加了系統(tǒng)的安全和效率。 RS 是英文“推薦標(biāo)準(zhǔn)”的縮寫， 232 為標(biāo)識(shí)號(hào)，C 表示修改次數(shù)。顯然，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的有些規(guī)定及和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是不一致的，甚至是相矛盾的。 2 復(fù)位電路 復(fù)位操作分為手動(dòng)復(fù)位和上電自動(dòng)復(fù)位。 第 節(jié) 信號(hào)的采樣及處理 要想用單片機(jī) AT89C52 控制地鐵消防管道的溫度恒定，必須通過溫度傳感器對(duì)外界溫度信號(hào)進(jìn)行采集，再經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路對(duì)外界信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后送入單片機(jī)進(jìn)行處理，并進(jìn)行相應(yīng)的控制。先由 74HC573 對(duì)單片機(jī) AT89C52 輸出的信號(hào)進(jìn)行鎖存，然后由數(shù)碼管進(jìn)行顯示。系統(tǒng)主程序流程圖如圖 4??1 所示。不完整的報(bào)文必須能夠被檢測(cè)到而錯(cuò)誤標(biāo)志必須作為結(jié)果被設(shè)置。只有字符中的8 個(gè)數(shù)據(jù)位參與生成 CRC 的運(yùn)算，起始位，停止位和校驗(yàn)位不參與 CRC 計(jì)算。 參考文獻(xiàn) [1] 李伯榕，喬毅 . 基于 MODBUS 網(wǎng)絡(luò)的溫度控制模塊的研究 [J].江蘇電器， 2021 ,32 03 :3234. 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Design of manipulator control system[J].The Tenth International Conference on Electronic Measurement amp。 表 4??1 協(xié)議的報(bào)文格式 起始位 地址碼 功能碼 數(shù)據(jù)域 CRC 校驗(yàn)結(jié)果 結(jié)束位 ≥ 字符 8位 16 位 ≥ 字符 ??8 所示。 CRC 高字節(jié)為報(bào)文發(fā)送的最后一個(gè)子節(jié)。通過 PID 算法得到開關(guān)通斷標(biāo)志 Flag_ctr， Flag_ctr的值為 1，則打開加熱開關(guān)，否則關(guān)閉加熱開關(guān)。COM2 有的使用的是老式的 DB25 針連接器，其也稱 為 RS433 接口，不過目前已經(jīng)很少使用。 WR 由低到高時(shí)， A/D 開始轉(zhuǎn)換，一次轉(zhuǎn)換一共需要 66－ 73 個(gè)時(shí)鐘周期。 芯片內(nèi)的時(shí)鐘發(fā)生器是一個(gè) 2 分頻觸發(fā)器，振蕩器的輸出為其輸入，輸出為兩相的時(shí)鐘信號(hào)（狀態(tài)時(shí)鐘信號(hào)），頻率為振蕩器輸出信號(hào)頻率的 1/2。溫度傳感器模塊包