【文章內容簡介】 4L 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 34 實際連線圖 接口通訊單元 max232 資料簡介 ： 該產品是由德州儀器公司（ TI）推出的一款兼容 RS232 標準的芯片。由于電腦串口 rs232 電平是 10v +10v，而一般的單片機 應用 系統(tǒng)的信號電壓是 ttl 電平 0 +5v,max232 就是用來進行電平轉換的 ,該器件包含 2驅動器、 2接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供 TIA/EIA232F電平。 該器件符合 TIA/EIA232F 標準，每一個接收器將 TIA/EIA232F電平轉換成 3V TTL/CMOS 電平。每一個發(fā)送器將 TTL/CMOS 電平轉換成 TIA/EIA232F電平。 主要特點 ： 單 5V 電源工作 LinBiCMOSTM 工藝技術 兩個驅動器及兩個接收器 177。30V 輸入電平 低電源電流：典型值是 8mA 符合甚至優(yōu)于 ANSI 標準 EIA/TIA232E及 ITU 推薦標準 ESD 保護大于 MILSTD883（方 法 3015）標準的 2021V 5 1 單片機有一個全雙工的串行通訊口，所以單片機和電腦之間可以方便地進行串口通訊。進行串行通訊時要滿足一定的條件，比如電腦的串口是 RS232電平的，而單片機的串口是 TTL 電平的，兩者之間必須有一個電平轉換電路，我采用了專用芯片 MAX232 進行轉換，雖然也可以用幾個三極管進行模擬轉換，但是還是用專用芯片更簡單可靠。 在本設計中 采用了三線制連接串口，也就是說和電腦的 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。這是最簡單的連接方法，但是對我來說已經足夠使用了，電路如下圖所示， MAX232 的第 10 腳和單片機的 11 腳連接，第 9腳和單片機的 10腳連接，第 15腳和單片機的 20 腳連接 ，串口通訊具體如圖 35 圖 35 通訊接口連線圖 電源輸入部分 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 41所示，把頻率為 50Hz、有效值為 220V的單相交流電壓轉換為幅值穩(wěn)定的 5V直流電壓。其主要原理是把單相交流電經 過電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路轉換成穩(wěn)定的直流電壓。 由于輸入電壓為電網電壓，一般情況下所需直流電壓的數值和電網電壓的有效值相差較大，因而電源變壓器的作用顯現出來起到降壓作用。降壓后還是交流電壓，所以需要整流電路把交流電壓轉換成直流電壓。由于經整流電路整流后 的電壓含有較大的交流分量，會影響到負載電路的正常工作。需通過低通濾波電路濾波，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電壓波動和負載電阻變化的影響，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)壓問題。 D1T1220uFC5220uFC8C6C778051 2 3～220V～～5V～～～～5V470R3Res2D2VCC電源指示 圖 41電源部分連線圖 程序設計 程序結構分析 主程序調用了 5 個子程序，分別是數碼管顯示程序、鍵盤掃描及按鍵處理程序、溫度信號處理程序、繼電器控制程序、單片機與 PC 機串口通訊程序。 鍵盤掃描電路及按鍵處理程序：實現鍵盤的輸入按鍵的識別及進入相應的程序。 溫度信號處理程序：對溫度芯片送過來的數據進行處理，進行判斷和顯示。 數碼管顯示程序：向數碼的顯示送數，控制系統(tǒng)的顯示部分。 繼電器控制程序：控制繼電器動作 串口通訊程序：實現 PC機與單片機通訊，將溫度數據傳送給 PC 機。 圖 51 程序結構圖 主程序 圖 52 主程序結構圖 程序開始的時候先設置初始化，然后就控制數碼管顯示當前溫度。接著就判斷 F F2 按鍵是否被按下。按下 F1 進入溫度控制點 1 的程序、按下 F2進入溫度控制點 2 的程序。程序控制設置溫度的兩個數碼管閃爍的，此時鍵盤輸入有效。有按鍵按 下的時候進入按鍵處理程序。按下“確定”按鍵后，程序進入判斷程序和繼電器控制程序。繼電器動作后，程序回到顯示當前程序，并開始循環(huán)。 程序代碼 （詳見附錄 程序清單） 測設分析 測試環(huán)境 環(huán)境溫度 28攝氏度，室內面積 20 平方米 測試儀器：數字萬用表，溫度計 0100 攝氏度 測試方法 使系統(tǒng)運行，采用溫度計同時測量室內度變化情況，得出系統(tǒng)測量的溫度。 測試結果 設定溫度由 0攝氏度到 40攝氏度 標定溫差 =1 攝氏度 調節(jié)時間 15s（具體視現場情況） 靜態(tài)誤差 = 攝氏度 最 大超調量 1攝氏度 通過測試分析，對于實際 室 內的溫度控制，可以再提出以下 2 點方法 ： Ⅰ 增加傳感器個數，對各個溫度傳感器采集的數據進行求算術平均，可得到較為準確的溫度值。 Ⅱ 對實際 室 內的溫度控制，可采用功率較大的電爐，并且通過風扇對箱內溫度進行充分攪和，降溫設備可采用空氣壓縮機等制冷設備。 通過實驗測試和分析，發(fā)現雖然傳感器的溫度采集精度最高可得到 ℃ ，但測試得到的數據最小間隔為 ℃ 。通過分析，當對浮點數求平均處理時，遇到同一時刻兩個傳感頭采集的溫度相差不大，使 ℃ 時求出平均溫度變?yōu)? ℃ 為了解該數據是否真實，可采用一個高精度的數字溫度計測試，發(fā)現讀出的值與其基本一致，由此推斷如果在同一時間增加采集溫度的個數，則可以進一步提高溫度的精度。 結論 在 工業(yè) 生產和日常生活中，對溫度控制系統(tǒng)的要求，主要是保證溫度在一定溫度范圍內變化，穩(wěn)定性好，不振蕩，對系統(tǒng)的快速性要求不高。 在論文中 簡單分析了單片機溫度控制系統(tǒng)設計過程及實現方法。本系統(tǒng)的測溫范圍為 10℃ ～40℃， 溫度檢測系統(tǒng)根據用戶設定的溫度范圍完成一定范圍的溫度控制。 89S51 的時鐘最高可達 12M， I/O 口可達 32 個，高的時鐘頻率和豐富的 I/O，都為我們實現電路功能提供了非常有利的條件。同時也因為開發(fā)環(huán)境友好，易用，方便，大大加快本系統(tǒng)設計開發(fā)。 本制作的設計中使用了繼電器控制的只是插座電路，因此，該系統(tǒng)的可擴展性很強。隨著插入插座的電器的不同，可以實現許多其它功能的電路。 附錄 使用說明 將溫度控制箱上的開關全部打到“關”的位置 將溫度芯片插到溫度控制箱的指定位置 用串口線將溫度控制箱與計算機相連，打開相應的應用程序 將用電器的插頭插到溫度控制箱的插座 接上溫度控制箱的 電源、并打開開關。在溫度控制箱上的數碼管顯示出當前溫度 按 F1 鍵，進入溫度點 1的設置。通過鍵盤設置所需要的溫度，然后按“確定”鍵。系統(tǒng)會將設置值與當前值進行比較，通過溫度芯片的反饋，單片機控制加熱或冷卻水的溫度，使水的溫度穩(wěn)定在設置的溫度上。從而達到控制溫度的作用。 按 F2 鍵則相應進入溫度點 2 的設置。與 F1 鍵的使用方法相同。 當要關閉系統(tǒng)時，先關掉開關，然后再拔掉電源。 框圖表示： 程序清單 主程序： ORG 0000H 。 DS18SL EQU 41H 。用于保存讀出溫度的低 8位 DS18SH EQU 40H 。用于保存讀出溫度的高 8位 DS18FIG EQU 8H 。是否檢測到 DS18B20 標志位 A_BIT1 EQU 31H 。數碼管個位數存放內存位置 B_BIT1 EQU 32H 。數碼管十位數存放內存位置 D_BIT1 EQU 35H 。數碼管百位數存放內存位置 DS18CD1 EQU 42H 。DS18CD1DS18CD8 暫存 64 位 ROM DS18CD2 EQU 43H 。從低到高 DS18CD3 EQU 44H DS18CD4 EQU 45H DS18CD5 EQU 46H 確認溫度控制箱上的開關全部打到關的狀態(tài) 接上溫度芯片，連接好電路，接上電源，打開開關 按 F1 或 F2 進行溫度點 1 或溫度點 2 的設定 系 統(tǒng) 開 始 工作，直至工作結束，關閉電源 DS18CD6 EQU 47H DS18CD7 EQU 48H DS18CD8 EQU 49H DS1864B EQU 4AH DS18ADS EQU 4BH DS18DQ EQU 。30H,31H