【文章內(nèi)容簡介】 總線主機(jī)檢測到從屬器件的存在，它便可以發(fā)出器件 ROM 操作命令之一，所有 ROM 作命令均為 8 位長，這些命 令列表如下： Read ROM(讀 ROM) [33h] 此命令允許總線主機(jī)讀 DS1820 的 8 位產(chǎn)品系列編碼 唯一的 48 位序列號 以及 8 位的 CRC。此命令只能在總線上僅有一個 DS1820 的情況下可以使用，如果總線上存在多于一個的從屬器件，那么當(dāng)所有從片企圖同時(shí)發(fā)送時(shí)將發(fā)生數(shù)據(jù)沖突的現(xiàn)象，漏極開路會產(chǎn)生線與的結(jié)果。 Match ROM( 符合 ROM) [55h] 符合 ROM 命令后繼以 64 位的 ROM 數(shù)據(jù)序列，允許總線主機(jī)對多點(diǎn)總 線上特定的 DS1820 尋址。只有與 64 位 ROM 序列嚴(yán)格相符的 DS1820 才能對后繼的存貯器操作命令作出響應(yīng)。所有與 64 位 ROM 序列不符的從片將等待復(fù)位脈沖，此命令在總線上有單個或多個器件的情況下均可使用。 Skip ROM( 跳過 ROM ) [CCh] 在單點(diǎn)總線系統(tǒng)中，此命令通過允許總線主機(jī)不提供 64 位 ROM 編碼而訪問存儲器操作來節(jié)省時(shí)間。如果在總線上存在多于一個的從屬器件而且在 Skip ROM 命令之后發(fā)出讀命令 那么由于多個從片同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，會在總線 上發(fā)生數(shù)據(jù)沖突，漏極開路下拉會產(chǎn)生線與的效果。 Search ROM( 搜索 ROM) [F0h] 當(dāng)系統(tǒng)開始工作時(shí)，總線主機(jī)可能不知道單線總線上的器件個數(shù)或者不知道其 64 位 ROM 編碼。搜索 ROM 命令允許總線主機(jī)使用一種消去 elimination 處理來識別總線上所有從片的 64 位 ROM 編碼。 Alarm Search(告警搜索 ) [ECh] 此命令的流程與搜索 ROM 命令相同，但是僅在最近一次溫度測量出現(xiàn)告警的情況下 DS1820 才對此命令作出響應(yīng) 。告警的條件定義為溫度高于 TH 或低于 TL。只要 DS1820 一上電，告警條件 就保持在設(shè)置狀態(tài)，直到另一次溫度測量顯示出非告警值，或者改變 TH 或 TL 的設(shè)置使得測量值再一次位于允許的范圍之內(nèi)，貯存在 EEPROM 內(nèi)的觸發(fā)器值用于告警。 DS1820 測溫原理 如圖 2所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計(jì)數(shù)器 1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變 化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計(jì)數(shù)器 2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器 1和溫度寄存器被預(yù)置在－ 55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)值。計(jì)數(shù)器 1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置值減到 0時(shí)，溫度寄存器的值將加 1 ，計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器 1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器 2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。圖 2中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置值。 在正常測溫情況下， DS1820 的測溫分辯率為 ℃以 9位數(shù)據(jù)格式表示，其中最低有效位（ LSB）由比較器進(jìn)行 ℃比較，當(dāng)計(jì)數(shù)器 1中的余值轉(zhuǎn)化成溫度后低于 ℃時(shí)，清除溫度寄存器的最低位（ LSB），當(dāng)計(jì)數(shù)器 1中的余值轉(zhuǎn)化成溫度后高于 ℃，置位溫度寄存器的最低位（ LSB），如－ ℃對應(yīng)的 9位數(shù)據(jù)格式如下： DS1820 使用中注意事項(xiàng) DS1820 雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問題： (1)較小的硬件開銷需要相對復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于 DS1820 與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對 DS1820 進(jìn)行讀寫編程時(shí)，必須嚴(yán)格的保證讀寫時(shí)序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。在使用 PL/M、 C等高級語言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，對 DS1820 操作部分最好采用匯編語言實(shí)現(xiàn)。 (2)在 DS1820 的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛 DS1820 數(shù)量問題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個 DS1820，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。當(dāng)單總線上所掛 DS1820超過 8個時(shí)，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點(diǎn)在進(jìn)行多點(diǎn)測溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要加以注意。 (3)連接 DS1820 的總線電纜是有長度限制的。試驗(yàn)中，當(dāng)采用普通信號電纜傳輸長度超過 50m 時(shí)，讀取的測溫?cái)?shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距 離可達(dá) 150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離進(jìn)一步加長。這種情況主要是由總線分布電容使信號波形產(chǎn)生畸變造成的。因此，在用 DS1820 進(jìn)行長距離測溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。 (4)在 DS1820 測溫程序設(shè)計(jì)中，向 DS1820 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待 DS1820 的返回信號，一旦某個 DS1820 接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該 DS1820 時(shí)，將沒有返回信號，這一點(diǎn)在進(jìn) 程序進(jìn)入死循環(huán)。對 DS1820 硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予一定的重視。 電路的設(shè)計(jì) 主回路的設(shè)計(jì) 鍵盤顯示電路 由 74LS247 七段譯碼器、 74LS139 雙二四線譯碼器、 74LS05 六倒向器各一片和四位 LED顯示器組成。 89C51 單片機(jī)把要顯示的溫度信號通過 ~ 口送到 74LS247，經(jīng)譯碼后送七段數(shù)碼顯示器，然后再由 89C51 的 ~ 口輸出位選通信號，選通要顯示的位。四位顯示器從個位到千位依次輪番點(diǎn)亮，每位顯示時(shí)間 1ms，顯示實(shí)際測量的溫度以及斷偶報(bào)警。 8255 用作鍵盤 /LED 顯示器 接口電路 8255 引腳功能 RESET:復(fù)位輸入線，當(dāng)該輸入端外于高電平時(shí)，所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有 I/O 口均被置成輸入方式。 CS:片選信號線，當(dāng)這個輸入引腳為低電平時(shí)，表示芯片被選中，允許 8255 與 CPU 進(jìn)行通訊。 RD:讀信號線，當(dāng)這個輸入引腳為低電平時(shí)，允許 8255 通過數(shù)據(jù)總線向 CPU 發(fā)送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，即 CPU 從 8255 讀取信息或數(shù)據(jù)。 WR:寫入信號，當(dāng)這個輸入引腳為低電平時(shí)，允許 CPU 將數(shù)據(jù)或控制字寫入 8255。 D0～ D7:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線， 8255 與 CPU 數(shù)據(jù)傳送的通道，當(dāng) CPU 執(zhí)行輸入輸出指令時(shí)，通過它實(shí)現(xiàn)８位數(shù)據(jù)的讀 /寫操作，控制字和狀態(tài)信息也通過數(shù)據(jù)總線傳送。 PA0～ PA7:端口 A 輸入輸出線，一個８位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器 /緩沖器， 一個８位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器。 PB0～ PB7:端口 B 輸入輸出線，一個８位的 I/O 鎖存器， 一個８位的輸入輸出緩沖器。 PC0～ PC7:端口 C 輸入輸出線，一個８位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器 /緩沖器， 一個８位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器。端口 C 可以通過工作方式設(shè)定而分成２個４位的端口， 每個４位的端口包含一個４位的鎖存器，分別與端口 A 和端口 B 配合使 用，可作為控制信號輸出 或狀態(tài)信號輸入端口。 PA3 1 40 PA4 PA2 2 39 PA5 PA1 3 38 PA6 PA0 4 37 PA7 RD 5 36 WR CS 6 35 RESET GND 7 34 D0 A1 8 33 D1 A0 9 32 D2 PC7 10 31 D3 PC6 11 30 D4 PC5 12 29 D5 PC4 13 28 D6 PC0 14 27 D7 PC1 15 26 VCC PC2 16 25 PB7 PC 17 24 PB6 PB0 18 23 PB5 PB1 19 22 PB4 PB2 20 21 PB3 A A0:端口地址總線， 8255 中有端口 A、 B、 C 和一個內(nèi)部控制字寄存器，共４個端 口，由 A0、 A1 輸入地址信號來尋址。 2764 是 8K EPROM 型器件。 89C51 的 PSEN 和 2764 的 OE 相連， 和 CE 相連，所以 2764的地址空間為： 0000H1FFFH， ADC0809 的 0 通道（ IN0 其他輸入端可作備用）和變送器的輸出端相連，所以從通道 0（ IN0）上輸入的 0V+5V范圍的模擬電壓經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換后可由 89C51通過程序從 P0 口輸入到它的內(nèi)部 RAM 單元，在 =0 和 WR=0 時(shí)， 89C51 可使 ALE和 START變?yōu)楦唠娖蕉鴨?ADC0809 工作；在 =0 和 RD=0 時(shí)， 89C51 可以從 ADC0809 接收 A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。也就是說 ADC0809 可以視為 89C51 的一個外部 RAM 單元，地址為 03F8H（地址重復(fù)范圍很大），因此， 89C51 執(zhí)行如下程序可以啟動 ADC0809 工作。 MOV DPTR， 03F8H MOVX @DPTR,A 若 89C51 執(zhí)行下列程序： MOV DPTR， 03F8H MOVX A， @DPTR 則可以從 ADC0809 輸入 A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。 可控硅在自動控制控制，機(jī)電領(lǐng)域，工業(yè)電氣及家電等方面都有廣泛的應(yīng)用?？煽毓枋且环N有源開關(guān)元件，平時(shí)它保持在非道通狀態(tài)，直到由一個較少的控制信號對其觸發(fā)或稱“點(diǎn)火”使其道通，一旦被點(diǎn)火就算撤離觸發(fā)信號它也保持道通狀態(tài)，要使其截止可在其陽極與陰極間加上反向電壓或?qū)⒘鬟^可控硅二極管的電流減少到某一個值以下。 可控硅二極管可用兩個不同極性（ PNP 和 NPN）晶體管來模擬，如圖 G1 所示。當(dāng)可控硅的柵極懸空時(shí)， BG1 和 BG2 都處于截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)電路基本上沒有電流流 過負(fù)載電阻 RL，當(dāng)柵極輸入一個正脈沖電壓時(shí) BG2 道通，使 BG1 的基極電位下降， BG1 因此開始道通， BG1的道通使得 BG2 的基極電位進(jìn)一步升高， BG1 的基極電位進(jìn)一步下降，經(jīng)過這一個正反饋過程使 BG1 和 BG2 進(jìn)入飽和道通狀態(tài)。電路很快從截止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入道通狀態(tài)，這時(shí)柵極就算沒有觸發(fā)脈沖電路由于正反饋的作用將保持道通狀態(tài)不變。如果此時(shí)在陽極和陰極加上反向電壓，由于 BG1 和 BG2 均處于反向偏置狀態(tài)所以電路很快截止，另外如果加大負(fù)載電阻 RL 的阻值使電路電流減少 BG1 和 BG2 的基電流也將減少，當(dāng)減少到某一個值時(shí)由于電路的 正反饋?zhàn)饔?，電路將很快從道通狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為截止?fàn)顟B(tài)，我們稱這個電流為維持電流。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可通過一個開關(guān)來短路可控硅的陽極和陰極從而達(dá)到可控硅的關(guān)斷。 第 4 章 控制的算法 溫度控制的 PID 算法 PID 參數(shù)如何設(shè)定調(diào)節(jié) PID 就是比例微積分調(diào)節(jié) ,具體你可以參照自動控制課程里有詳細(xì)介紹！正作用與反作用在溫控里就是當(dāng)正作用時(shí)是加熱 ,反作用是制冷控制。 PID 控制簡介 目前工業(yè)自動化水平已成為衡量各行各業(yè)現(xiàn)代化水平的一個重要標(biāo)志。同時(shí) ,控制理論的發(fā)展也經(jīng)歷了古 典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三個階段。智能控制的典型實(shí)例是模糊全自動洗衣機(jī)等。自動控制系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。一個控控制系統(tǒng)包括控制器﹑傳感器﹑變送器﹑執(zhí)行機(jī)構(gòu)﹑輸入輸出接口?？刂破鞯妮敵鼋?jīng)過輸出接口﹑執(zhí)行機(jī)構(gòu)﹐加到被控系統(tǒng)上﹔控制系統(tǒng)的被控量﹐經(jīng)過傳感器﹐變送器﹐通過輸入接口送到控制器。不同的控制系統(tǒng)﹐其傳感器﹑變送器﹑執(zhí)行機(jī)構(gòu)是不一樣的。比如壓力控制系統(tǒng)要采用壓力傳感器。電加熱控制系統(tǒng)的傳感器是溫度傳感器。目前 ,PID 控制及其控制器或智能PID 控制器（儀表）已經(jīng)很多 ,產(chǎn)品已在工程 實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用 ,有各種各樣的 PID 控制器產(chǎn)品 ,各大公司均開發(fā)了具有 PID 參數(shù)自整定功能的智能調(diào)節(jié)器 (intelligent regulator),其中 PID 控制器參數(shù)的自動調(diào)整是通過智能化調(diào)整或自校正、自適應(yīng)算法來實(shí)現(xiàn)。有利用 PID 控制實(shí)現(xiàn)的壓力、溫度、流量、液位控制器 ,能實(shí)現(xiàn) PID 控制功能的可編程控制器 (PLC),還有可實(shí)現(xiàn) PID 控制的 PC 系統(tǒng)等等。 可編程控制器 (PLC)是利用其閉環(huán)控制模塊來實(shí)現(xiàn) PID 控制 ,而可編程控制器 (PLC)可以直接與 ControlNet 相連 ,如 Rockwell 的 PLC5等。還有可以實(shí)現(xiàn) PID 控制功能的控制器 ,如 Rockwell 的 Logix 產(chǎn)品系列 ,它可以直接與ControlNet 相連 ,利用網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)程控制功能。 開環(huán)控制系統(tǒng) 開環(huán)控制系統(tǒng) (open