【文章內(nèi)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(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 應(yīng)用 系統(tǒng)的信號電壓是 ttl 電平 0 +5v,max232 就是用來進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的 ,該器件包含 2驅(qū)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(biāo)準(zhǔn)，每一個接收器將 TIA/EIA232F電平轉(zhuǎn)換成 3V TTL/CMOS 電平。每一個發(fā)送器將 TTL/CMOS 電平轉(zhuǎn)換成 TIA/EIA232F電平。 主要特點 ： 單 5V 電源工作 LinBiCMOSTM 工藝技術(shù) 兩個驅(qū)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(biāo)準(zhǔn) EIA/TIA232E及 ITU 推薦標(biāo)準(zhǔn) ESD 保護大于 MILSTD883（方 法 3015）標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行串口通訊。進(jìn)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(zhuǎn)換電路，我采用了專用芯片 MAX232 進(jìn)行轉(zhuǎn)換，雖然也可以用幾個三極管進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換，但是還是用專用芯片更簡單可靠。 在本設(shè)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(jīng)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(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，會影響到負(fù)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(wǎng)電壓波動和負(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)壓問題。 D1T1220uFC5220uFC8C6C778051 2 3～220V～～5V～～～～5V470R3Res2D2VCC電源指示 圖 41電源部分連線圖 程序設(shè)計 程序結(jié)構(gòu)分析 主程序調(diào)用了 5 個子程序，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(xiàn)鍵盤的輸入按鍵的識別及進(jìn)入相應(yīng)的程序。 溫度信號處理程序：對溫度芯片送過來的數(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：控制繼電器動作 串口通訊程序：實現(xiàn) PC機與單片機通訊，將溫度數(shù)據(jù)傳送給 PC 機。 圖 51 程序結(jié)構(gòu)圖 主程序 圖 52 主程序結(jié)構(gòu)圖 程序開始的時候先設(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 F F2 按鍵是否被按下。按下 F1 進(jìn)入溫度控制點 1 的程序、按下 F2進(jìn)入溫度控制點 2 的程序。程序控制設(shè)置溫度的兩個數(shù)碼管閃爍的，此時鍵盤輸入有效。有按鍵按 下的時候進(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） 測設(shè)分析 測試環(huán)境 環(huán)境溫度 28攝氏度，室內(nèi)面積 20 平方米 測試儀器：數(shù)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(nèi)度變化情況，得出系統(tǒng)測量的溫度。 測試結(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)時間 15s（具體視現(xiàn)場情況） 靜態(tài)誤差 = 攝氏度 最 大超調(diào)量 1攝氏度 通過測試分析，對于實際 室 內(nèi)的溫度控制，可以再提出以下 2 點方法 ： Ⅰ 增加傳感器個數(shù)，對各個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 對實際 室 內(nèi)的溫度控制，可采用功率較大的電爐，并且通過風(fēng)扇對箱內(nèi)溫度進(jìn)行充分?jǐn)嚭?，降溫設(shè)備可采用空氣壓縮機等制冷設(shè)備。 通過實驗測試和分析，發(fā)現(xiàn)雖然傳感器的溫度采集精度最高可得到 ℃ ，但測試得到的數(shù)據(jù)最小間隔為 ℃ 。通過分析，當(dāng)對浮點數(shù)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(shù)據(jù)是否真實，可采用一個高精度的數(shù)字溫度計測試，發(fā)現(xiàn)讀出的值與其基本一致，由此推斷如果在同一時間增加采集溫度的個數(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(shè)計過程及實現(xiàn)方法。本系統(tǒng)的測溫范圍為 10℃ ～40℃， 溫度檢測系統(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 的時鐘最高可達(dá) 12M， I/O 口可達(dá) 32 個，高的時鐘頻率和豐富的 I/O，都為我們實現(xiàn)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(shè)計開發(fā)。 本制作的設(shè)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(xiàn)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(guān)全部打到“關(guān)”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(yīng)的應(yīng)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(guān)。在溫度控制箱上的數(shù)碼管顯示出當(dāng)前溫度 按 F1 鍵，進(jìn)入溫度點 1的設(shè)置。通過鍵盤設(shè)置所需要的溫度，然后按“確定”鍵。系統(tǒng)會將設(shè)置值與當(dāng)前值進(jìn)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(shè)置的溫度上。從而達(dá)到控制溫度的作用。 按 F2 鍵則相應(yīng)進(jìn)入溫度點 2 的設(shè)置。與 F1 鍵的使用方法相同。 當(dāng)要關(guān)閉系統(tǒng)時，先關(guān)掉開關(guān)，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(biāo)志位 A_BIT1 EQU 31H 。數(shù)碼管個位數(shù)存放內(nèi)存位置 B_BIT1 EQU 32H 。數(shù)碼管十位數(shù)存放內(nèi)存位置 D_BIT1 EQU 35H 。數(shù)碼管百位數(shù)存放內(nèi)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(rèn)溫度控制箱上的開關(guān)全部打到關(guān)的狀態(tài) 接上溫度芯片，連接好電路，接上電源，打開開關(guān) 按 F1 或 F2 進(jìn)行溫度點 1 或溫度點 2 的設(shè)定 系 統(tǒng) 開 始 工作，直至工作結(jié)束，關(guān)閉電源 DS18CD6 EQU 47H DS18CD7 EQU 48H DS18CD8 EQU 49H DS1864B EQU 4AH DS18ADS EQU 4BH DS18DQ EQU 。30H,31H