【正文】 }//初始化void send_int(void){ TMOD = 0x21。 //顯示單元數(shù)據(jù),共 4 個數(shù)據(jù),一個運算暫存用uchar temp_5[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}。//*******溫度小數(shù)部分用查表法**********//uchar code ditab[16] = { 0x00, 0x00, 0x01, 0x01, 0x02, 0x03, 0x03, 0x04, 0x05, 0x05, 0x06, 0x06, 0x07, 0x08, 0x08, 0x09}。uchar flag=0。uint rout。 struct PID spid。 // 微分常數(shù) Derivative Const unsigned int LastError。 //溫度輸入口struct PID{ unsigned int SetPoint。由于本設(shè)計是從保溫部分節(jié)能為出發(fā)點而設(shè)計，因而在其加熱部分還是存在很大能源浪費，因而在日后的開發(fā)應(yīng)用中因當注意要，對其加熱部分的選材的改進。本系統(tǒng)對現(xiàn)代化的發(fā)展具有十分重要的意義： 首先，節(jié)省了能源，特別是最近幾年，我國東部沿海地區(qū)電力資源缺口十分巨大，可以緩解部分電力資源壓力。利用C語言編制,運行程序該系統(tǒng)的主要特點是: 1)適用性強，利用VB友好的人機界面，用戶只需對界面參數(shù)進行設(shè)置并啟動系統(tǒng)正常運行便可滿足不同用戶水溫的要求，實現(xiàn)對水溫的實時監(jiān)控。基于單片機與 PC 機的溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計28總 結(jié)首先，通過這次應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計，在很大程度上提高了自己的獨立思考能力和單片機的專業(yè)知識，也深刻了解寫一篇應(yīng)用系統(tǒng)的步驟和格式，有過這樣的一次訓(xùn)練，相信在接下來的日子我們都會了，而且會做得更好。① 加熱控制調(diào)試編寫控制語句，使加熱控制動作。在本設(shè)計中，上電調(diào)試主要是檢測單片機部分與外部輸入、輸出電路是否接對。在這部分調(diào)試中主要使用的工具是萬用表，用來完成檢測電路中是否存在斷路或者短路情況等。按鈕的測量也是用歐姆檔測量，只要將表筆兩端接按鈕的兩個引腳，按下按鈕可以看到指針偏轉(zhuǎn)到 0 刻度。對 AT89S5DS18B20 和 SSR 固態(tài)繼電器這三個器件在未接電路時是不能檢測其好壞的。完成后的界面如圖 33 所示 圖 33 單片機與 PC 的溫度控制系統(tǒng)的 VB 界面基于單片機與 PC 機的溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計27第四章 系統(tǒng)調(diào)試硬件調(diào)試首先檢查電路的焊接是否正確，然后可用萬用表測試或通電檢測。（5）提供了 IntelliSense 技術(shù)。（3）具有強大的數(shù)據(jù)和字符串處理功能。它主要有以下幾個特點 [9]：（1）成功地簡化了界面的設(shè)計過程。主體程序是圍繞 PID 運算和 PWM 調(diào)功 [11]輸出來進行的，其中比例增益、積分增益、微分增益為節(jié)約機時從而不須經(jīng)常運算，只需在有沒定參數(shù)改動時才進行運算。系統(tǒng)擴展和配置在滿足功能要求的基礎(chǔ)上留有適當裕量，以利于擴充和修改?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。C。C~+125176。 圖 211 使用 MAX232 串口通信電路圖（9 孔串口接頭） 電源電路本設(shè)計的供電電路主要變壓器、整流橋、濾波電路和 78L05 芯片組成。附加的第 9 位數(shù)據(jù)為 SCON 中的 TB8 的值，它由軟件置位或清零，可作為多機通信中地址/數(shù)據(jù)信息的標志位，也可作為數(shù)據(jù)的奇偶校驗位。方式 2：9 位 UART，1 幀信息為 11 位，其中一位起始位“0”、八位數(shù)據(jù)位（先低位后高位），一位控制位（第九位）和一個停止位“1”。 TMOD 設(shè)置定時器 1 的工作方式，用來產(chǎn)生波特率 如果用到中斷，則還需要用到中斷相關(guān)的寄存器 IE,IP 等三、四種工作方式：方式 0：同步移位寄存器方式，其波特率是固定為振蕩頻率 fosc 的 1/12。兩個緩沖器只用一個字節(jié)地址 99H，可通過指令對 SBUF 的讀寫來區(qū)別是對接收緩沖器的操作還是對發(fā)送緩沖器的操作。接收端 RXD 一位位地接收數(shù)據(jù)，直到收到一個完整的字符數(shù)據(jù)后，控制電路進行最后一次移位，自動去掉啟始位，使接收中斷標志 RI 置“1”，并向 CPU 申請中斷。 在進行異步通信時，數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收分別在各自的時鐘（TCLK 和 RCLK）控制下進行的，但都必須與字符位數(shù)的波特率保持一致。RS232是為點對點（即只用一對收、發(fā)設(shè)備）通訊而設(shè)計的，其驅(qū)動器負載為3～7k217。典型的RS232信號在正負電平之間擺動，在發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送端驅(qū)動器輸出正電平在+5～+15V，負電平在5～15V電平。目前RS232是PC機與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。例如，如果數(shù)據(jù)是011，那么對于偶校驗，校驗位為 0，保證邏輯高的位數(shù)是偶數(shù)個。 d，奇偶校驗位：在串口通信中一種簡單的檢錯方式。典型的值為 1， 和 2 位。如果數(shù)據(jù)使用簡單的文本（標準 ASCII 碼） ，那么每個數(shù)據(jù)包使用 7 位數(shù)據(jù)。當計算機發(fā)送一個信息包，實際的數(shù)據(jù)不會是 8 位的，標準的值是 7 和 8 位。通常電話線的波特率為 14400，28800 和 36600。它表示每秒鐘傳送的 bit 的個數(shù)。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線上發(fā)送數(shù)據(jù)同時在另一根線上接收數(shù)據(jù)。它很簡單并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離通信。這種設(shè)計能防止高次諧波的干擾和對電網(wǎng)的污染。基于單片機與 PC 機的溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計19從整體上看，SSR 只有兩個輸入端(A 和 B)及兩個輸出端(C 和 D)，是一種四端器件。另外，SSR 的驅(qū)動電壓低，電流小，易于與計算機接口。（2）固態(tài)繼電器及應(yīng)用固態(tài)繼電器 [7](Solid State Relays)，簡寫成“SSR” ，是一種全部由固態(tài)電子元件（如光電耦合器、晶體管、可控硅、電阻、電容等）組成的新型無觸點開關(guān)器件。通斷控制的輸出波形仍為正弦波，其優(yōu)點是，不會對電網(wǎng)造成嚴重污染和干擾其它用電設(shè)備，而且電爐的功率愈大，優(yōu)點愈突出。兩者的電壓波形比較如圖 27 所示。目前多數(shù)溫控儀采用晶閘管來實現(xiàn)功率調(diào)節(jié)。4) 在 DS18B20 測溫程序設(shè)計中，向 DS18B20 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS18B20 的返回信號，一旦某個 DS18B20 接觸不好或斷線，當程序讀該 DS18B20 時，將沒有返回信號，程序進入死循環(huán)。試驗中，當采用普通信號電纜傳輸長度超過 50m 時，讀取的測溫數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。在使用 PL/M、C 等高級語言進行系統(tǒng)程序設(shè)計時，對 DS18B20 操作部分最好采用 C 語言實現(xiàn)。第九個字節(jié)是冗余檢驗字節(jié)。當溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)布后，經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)補碼形式存放在高速暫存存儲器的第 0 和第 1 個字節(jié)。　　?。?）DS18B20 溫度傳感器的存儲器DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個高速暫存 RAM 和一個非易失性的可電擦除的 EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH、TL 和結(jié)構(gòu)寄存器。光刻 ROM 的作用是使每一個 DS18B20 都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個 DS18B20 的目的。計數(shù)器 1 對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當計數(shù)器 1 的預(yù)置值減到 0 時，溫度寄存器的值將加 1，計數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝入，計數(shù)器1 重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到計數(shù)器 2 計數(shù)到 0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度?！　　　　　　∪S18B20 工作原理DS18B20 測溫原理如圖 26 所示。（9）負壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。（4）DS18B20 在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)（5）測溫范圍－55℃～＋125℃，在10～+85℃時精度為177。在 12 位分辨率時，最多在 750ms 內(nèi)可以把溫度值轉(zhuǎn)換成數(shù)字。省略了存儲用戶定義報警溫度、分辨率參數(shù)的 EEPROM，精度降低為177。C?，F(xiàn)場溫度直接以一線總線的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。C。C～+125176。此器件具有體積小、質(zhì)量輕、線形度好、性能穩(wěn)定等優(yōu)點其各方面特性都滿足此系統(tǒng)的設(shè)計要求。（3） 接高電平，選用片內(nèi)程序存儲器。AT89S52系統(tǒng)中晶振可在 0～24MHz 選擇。（2）振蕩電路：XTAL1 腳和 XTAL2 腳分別構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入和輸出端，外接石英晶振或陶瓷晶振以及補償電容 CC2 選 47uF 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路。系統(tǒng)采用上電自動復(fù)位，上電瞬間電容器上的電壓不能突變，RST 上的電壓是Vcc 上的電壓與電容器上的電壓之差，因而 RST 上的電壓與 Vcc 上的電壓相同。 振蕩器的反相放大器輸出。但是，如果鎖定位 1 被編程，則 EA在復(fù)位時被鎖存。當 AT89S52 在執(zhí)行來自外部存儲器的指令時，每一個機器周期 PSEN 被激活 2 次。在需要時，可以把地址 8EH 中的 SFR 寄存器的 0 位置為“1” ，從而屏蔽 ALE 的工作；而只有在 MOVX 或 MOVC 指令執(zhí)行時 ALE 才被激活。在存取外部存儲器時，這個輸出信號用于鎖存低字節(jié)地址?？撮T狗定時器（Watchdog）溢出后，該引腳會保持 98 個振蕩周期的高電平。在 AT89S52 中，同樣 P3 口還用于一些復(fù)用功能，如表 22 所列。在對 Flash 編程和程序校驗期間，P2 口也接收高位地址或一些控制信號。表 21 P1 口管腳復(fù)用功能端口引腳 復(fù)用功能 T2（定時器/計算器 2 的外部輸入端）T2EX（定時器/計算器 2 的外部觸發(fā)端和雙向控制） MOSI（用于在線編程） MISO（用于在線編程） SCK（用于在線編程）③ P2 端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口，P2 口的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式）4 個 TTL 輸入。對端口寫“1”時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端基于單片機與 PC 機的溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計9口拉到高電位，此時可用作輸入口。當把“1”寫入 P0 時，則它的引腳可用作高阻抗輸入。 I/O 口AT89S52 共有四個 8 位的并行 I/O 口：P0、PPP3 端口，對應(yīng)的引腳分別是 ～ ， ～ ， ～ ， ～ ，共 32 根 I/O 線。功能強大的 AT89S52 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)和工業(yè)控制系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。另外，AT89S52 可降至 0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。使用 Atmel 公司高密度非 易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。(三) 實現(xiàn)無觸點式控制，消除機械噪聲；(四) 改進控制方法，控制精度達到177?；谏鲜銮樾?，如果能將近似的數(shù)學(xué)模型與實際情況結(jié)合起來，這樣的控制方式往往要比經(jīng)典控制方法精確得多，這就意味著 PID 參數(shù)能夠在線調(diào)整，以適應(yīng)改變了的模型。（2）系統(tǒng)軟件方案分析溫度控制算法方面，基于解析模型的經(jīng)典控制方法主要體現(xiàn)在 PID 控制上，這主要是由于 PID 控制器的原理簡單，使用方便的緣故。從降低成本，器件供貨渠道充足的角度看，應(yīng)用單片機實現(xiàn)溫度控制系統(tǒng)是比較經(jīng)濟實用的。一些廠家根據(jù)系統(tǒng)功能的復(fù)雜程度，將這種 Soc 芯片應(yīng)用到先進的控制儀表中。單片機是大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，屬于第四代電子計算機。它的最大優(yōu)點是系統(tǒng)響應(yīng)速度快，能實現(xiàn)對系統(tǒng)的實時控制。這種不足的原因是多方面造成的，如針對不同的溫控對象，由于控制算法的不足而導(dǎo)致控制精度不穩(wěn)定等。尤其是模糊控溫法在實際工程技術(shù)中得到了極為廣泛的應(yīng)用。（3）智能溫度控制法基于單片機與 PC 機的溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計5為了克服 PID 線性控溫法的弱點，人們相繼提出了一系列自動調(diào)整 PI 參數(shù)的方法，如 PID 參數(shù)的自學(xué)習，自整定等等。其中數(shù)字 PID 調(diào)節(jié)器的參數(shù)可以在現(xiàn)場實現(xiàn)在線整定，因此具有較大的靈活性，可以得到較好的控制效果。（2）PID 線性控溫法這種控溫方法是基于經(jīng)典控制理論中的調(diào)節(jié)器控制原理，PID 控制是最早發(fā)展起來的控制策略之一，由于其算法簡單、魯棒性好、可靠性高等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用工業(yè)過程控制中，尤其適用于可建立精確數(shù)學(xué)模型的確定性控制系統(tǒng)。若當前溫度值比設(shè)定溫度值高，則關(guān)斷加熱器，或者開動制冷裝置；若當前溫度值比設(shè)定溫度值低，則開啟加熱器并同時關(guān)斷制冷器。在工業(yè)生產(chǎn)中很多場合需要實現(xiàn)這一控制目標，如在發(fā)酵過程控制，化工生產(chǎn)中的化學(xué)反應(yīng)溫度控制，冶金工廠中燃燒爐中的溫度控制等。但也存在測量誤差較大，儀表指示值一般僅代表表觀溫度，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴等缺點。近年來，溫度的檢測在理論上發(fā)展比較成熟，但在實際測量和控制中，如何保證快速實時地進行采樣，確保數(shù)據(jù)的正確傳輸，并能對所測溫場進行較精確的控制，仍然是目前需要解決的問題。 溫度測控技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀溫度是生活及生產(chǎn)中最基本的物理量，它表征的是物體的冷熱程度。控制精度依賴于試驗者的調(diào)節(jié)。最后，由于生產(chǎn)中的實際情況，電阻加熱爐要求操作方便，易于維護，成本較低等等。（1）研究的目的和意義電阻加熱爐是熱處理生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的加熱設(shè)備，這樣加熱時升溫過程的測量與控制就成為關(guān)鍵性的技術(shù)。例如：在冶金工業(yè)、化工工業(yè)、電力工業(yè)、機械加工和食品加工等許多領(lǐng)域，都需要對各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐