【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 abcdefg8dpdp9D S 9abfcgdeV C C1234567abcdefg8dpdp9D S 1 3abfcgdeV C C1234567abcdefg8dpdp9D S 1 6A1B2QA3QB4QC5QD6C L K8C L R9QE10QF11QG12QH13U 1674L S 164A1B2QA3QB4QC5QD6C L K8C L R9QE10QF11QG12QH13U 1374L S 164A1B2QA3QB4QC5QD6C L K8C L R9QE10QF11QG12QH13U 1274L S 164A1B2QA3QB4QC5QD6C L K8C L R9QE10QF11QG12QH13U 1474L S 164A1B2QA3QB4QC5QD6C L K8C L R9QE10QF11QG12QH13U 1574L S 164A1B2QA3QB4QC5QD6C L K8C L R9QE10QF11QG12QH13U974L S 164+ 5V + 5V + 5V + 5V + 5V+ 5VR1 R2 R3 R4 R5 R6+ 5V + 5V + 5V + 5V + 5V + 5VS D AS C L 圖 54 實(shí)際連線圖 接 口通訊 單元 max232 資料簡(jiǎn)介 ： 該產(chǎn)品是由德州儀器公司（ TI）推出的一款兼容 RS232 標(biāo)準(zhǔn)的芯片。由于電腦串口rs232 電平是 10v +10v，而一般的單片機(jī) 應(yīng)用 系統(tǒng)的信號(hào)電壓是 ttl 電平 0 +5v,max232就是用來(lái)進(jìn)行電 平轉(zhuǎn)換的 ,該器件包含 2 驅(qū)動(dòng)器、 2 接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA232F 電平。 該器件符合 TIA/EIA232F標(biāo)準(zhǔn)，每一個(gè)接收器將 TIA/EIA232F 電平轉(zhuǎn)換成 5V TTL/CMOS 電平。每一個(gè)發(fā)送器將 TTL/CMOS 電平轉(zhuǎn)換成 TIA/EIA232F 電平。 主要特點(diǎn) ： 單 5V電源工作 14 LinBiCMOSTM 工藝技術(shù) 兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器及兩個(gè)接收器 177。30V 輸入電平 低電源電流：典型值是 8mA 符合甚至優(yōu)于 ANSI 標(biāo)準(zhǔn) EIA/TIA232E 及 ITU推薦標(biāo)準(zhǔn) ESD 保護(hù)大于 MILSTD883（方 法 3015）標(biāo)準(zhǔn)的 2021V 5 1單片機(jī)有一個(gè)全雙工的串行通訊口，所以單片機(jī)和電腦之間可以方便地進(jìn)行串口通訊。進(jìn)行串行通訊時(shí)要滿足一定的條件，比如電腦的串口是 RS232 電平的，而單片機(jī)的串口是 TTL 電平的，兩者之間必須有一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路，我采用了專用芯片 MAX232進(jìn)行轉(zhuǎn)換，雖然也可以用幾個(gè)三極管進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換，但是還是用專用芯片更簡(jiǎn)單可靠。 在本設(shè)計(jì)中 采用了三線制連接串口，也就是說(shuō)和電腦的 9 針串口只連接其中的 3根線：第 5 腳的 GND、第 2 腳的 RXD、第 3 腳的 TXD。這是最簡(jiǎn)單的連接方法，但是對(duì)我來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠使用了，電路如下圖所示， MAX232 的第 10 腳和單片機(jī)的 11 腳連接，第 9腳和單片機(jī)的 10 腳連接，第 15腳和單片機(jī)的 20 腳連接 ，串口通訊具體如圖 55 圖 55 通訊接口連 線圖 6 電源輸入部分 15 控制系統(tǒng)主控制部分電源需要用 5V直流電源供電，其電路如圖 61所示，把頻率為50Hz、有效值為 220V的單相交流電壓轉(zhuǎn)換為幅值穩(wěn)定的 5V直流電壓。其主要原理是把單相交流電經(jīng) 過(guò)電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓。 由于輸入電壓為電網(wǎng)電壓，一般情況下所需直流電壓的數(shù)值和電網(wǎng)電壓的有效值相差較大，因而電源變壓器的作用顯現(xiàn)出來(lái)起到降壓作用。降壓后還是交流電壓，所以需要整流電路把交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓。由于經(jīng)整流電路整流后的電壓含有 較大的交流分量，會(huì)影響到負(fù)載電路的正常工作。需通過(guò)低通濾波電路濾波，使輸出電壓平滑。穩(wěn)壓電路的功能是使輸出直流電壓基本不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)和負(fù)載電阻變化的影響，從而獲得穩(wěn)定性足夠高的直流電壓。本電路使用集成穩(wěn)壓芯片 7805解決了電源穩(wěn)壓?jiǎn)栴}。 D1T1220uFC5220uFC8C6C778051 2 3～220V～～5V～～～～5V470R3Res2D2VCC電源指示 圖 61電源部分連線圖 7 程序設(shè)計(jì) 程序結(jié)構(gòu)分析 主程序調(diào)用了 5個(gè)子程序，分別是數(shù)碼管顯示程序、鍵盤掃描及按鍵處理程序、溫度信號(hào)處理程序、繼電器控制程序、單片機(jī)與 PC機(jī)串口通訊程序。 鍵盤掃描電路及按鍵處理程序：實(shí)現(xiàn)鍵盤的輸入按鍵的識(shí)別及進(jìn)入相應(yīng)的程序。 溫度信號(hào)處理程序：對(duì)溫度芯片送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)行判斷和顯示。 數(shù)碼管顯示程序：向數(shù)碼的顯示送數(shù)，控制系統(tǒng)的顯示部分。 繼電器控制程序：控制繼電器動(dòng)作 16 串口通訊程序：實(shí)現(xiàn) PC 機(jī)與單片機(jī)通訊，將溫度數(shù)據(jù)傳送給 PC 機(jī) 。 圖 71 程序結(jié)構(gòu)圖 17 程序開始的時(shí)候先設(shè)置初始化，然后就控制數(shù)碼管顯示當(dāng)前溫度。接著就判斷 FF2 按鍵是否被按下。按下 F1 進(jìn)入溫度控制點(diǎn) 1 的程序、按下 F2 進(jìn)入溫度控制點(diǎn) 2的程序。程序控制設(shè)置溫度的兩個(gè)數(shù)碼管閃爍的，此時(shí)鍵盤輸入有效。有按鍵按下的時(shí)候進(jìn)入按鍵處理程序。按下“ 確定”按鍵后，程序進(jìn)入判斷程序和繼電器控制程序。繼電器動(dòng)作后，程序回到顯示當(dāng)前程序，并開始循環(huán) 。 程序代碼（詳見附錄 程序清單） 8. 測(cè)設(shè)分析 測(cè)試環(huán)境 環(huán)境溫度 28 攝氏度 ，室內(nèi)面積 20平方米 18 測(cè)試儀器：數(shù)字萬(wàn)用表，溫度計(jì) 0100 攝氏度 測(cè)試方法 使系統(tǒng)運(yùn)行，采用溫度計(jì)同時(shí)測(cè)量 室內(nèi) 度變化情況，得出系統(tǒng) 測(cè)量 的溫度。 測(cè)試結(jié)果 設(shè)定溫度由 0攝氏度到 40 攝氏度 標(biāo)定溫差 =1 攝氏度 調(diào)節(jié)時(shí)間 15s（具體視現(xiàn)場(chǎng)情況） 靜態(tài)誤差 = 攝氏度 最大超調(diào)量 1 攝氏度 通過(guò) 測(cè)試分析，對(duì)于實(shí)際 室 內(nèi)的溫度控制，可以再提出以下 2 點(diǎn)方法 ： Ⅰ 增加傳感器個(gè)數(shù)，對(duì)各個(gè)溫度傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行求算術(shù)平均，可得到較為準(zhǔn)確的溫度值。 Ⅱ 對(duì)實(shí)際 室 內(nèi)的溫度控制，可采用功率較大的電爐，并且通過(guò)風(fēng)扇對(duì)箱內(nèi)溫度進(jìn)行充分?jǐn)嚭?，降溫設(shè)備可采用空氣壓縮機(jī)等制冷設(shè)備。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試和分析，發(fā)現(xiàn)雖然傳感器的溫度采集精度最高可得到 ℃ ，但測(cè)試得到的數(shù)據(jù)最小間隔為 ℃ 。通過(guò)分析，當(dāng)對(duì)浮點(diǎn)數(shù)求平均處理時(shí)，遇到同一時(shí)刻兩個(gè)傳感頭采集的溫度相差不大，使 ℃ 時(shí)求出平均溫度變?yōu)? ℃ 為了解該數(shù)據(jù)是否真實(shí)，可采用一個(gè)高精度的數(shù)字溫度計(jì)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)讀出的值與其基本一致，由此推斷如果在同一時(shí)間增加采集溫度的個(gè)數(shù)，則可以進(jìn)一步提高溫度的精度。 結(jié) 論 在 工業(yè) 生產(chǎn)和日常生活中，對(duì)溫度控制系統(tǒng)的要求，主要是保證溫度在一定溫度范圍內(nèi)變化，穩(wěn)定性好，不振蕩，對(duì)系統(tǒng)的快速性要求不高。 在論文中 簡(jiǎn)單分析了單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程及實(shí)現(xiàn)方法。本系統(tǒng)的測(cè)溫范圍為 10℃ ～ 40℃， 溫度檢測(cè)系統(tǒng)根據(jù)用戶設(shè)定的溫度范圍完成一定范圍的溫度控制。 89S51 的時(shí)鐘最高可達(dá) 12M， I/O 口可達(dá) 32 個(gè)，高的時(shí)鐘頻率和豐富的 I/O，都為我們實(shí)現(xiàn)電路功能提供了非常有利的條件。同時(shí)也因?yàn)殚_發(fā)環(huán)境友好，易用，方便，大大加快本系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)。 本制作的設(shè)計(jì)中使用了繼電器控制的只是插座電路，因此，該系統(tǒng)的可擴(kuò)展性很強(qiáng)。 19 隨著插入插座的電器的不同，可以實(shí)現(xiàn)許多其它功能的電路。 參 考 文 獻(xiàn) 1 曹巧媛主編 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用 (第二版 ). 北京 :電子工業(yè)出版社 ,2021 2 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽組委會(huì)編 .第五屆全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)作品選編 (2021), 北京 :北京理工大學(xué)出版社， 2021 3 何力民編 . 單片機(jī) 高級(jí)教程 . 北京 :北京航空大學(xué)出版社 ,2021 4 金發(fā)慶等編 . 傳感器技術(shù)與應(yīng)用 .北京機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021 5 王錦標(biāo)，方崇智．過(guò)程計(jì)算機(jī)控制．北京：清華大學(xué)出版社， 1997； 36～ 40 6 邵惠鶴．工業(yè)過(guò)程高級(jí)控制．上海：上海交通大學(xué)出版社， 1997； 58— 62， 78—101 7 胡壽