【正文】 在此，我向身邊關(guān)心我的同學(xué)致以誠(chéng)摯的謝意！另外，學(xué)院里的領(lǐng)導(dǎo)和老師也給了我們必要的指導(dǎo)，我也向?qū)W院和年級(jí)的領(lǐng)導(dǎo)們表示衷心的感謝！最后感謝學(xué)院對(duì)我這幾年的培養(yǎng)。自始至終關(guān)心督促畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程和進(jìn)度。本課題的重點(diǎn)、難點(diǎn)是：（1） 初步接觸溫度傳感器，要對(duì)傳感器的原理、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用等各方面從頭開始琢磨；（2） 考慮從非電量信號(hào)到電量信號(hào)的電路實(shí)現(xiàn)原理以及與單片機(jī)的接口；（3） 熟悉 RS232C 串口編程的技術(shù)；（4） 考究調(diào)整電路的實(shí)現(xiàn)過程以及怎么樣通過單片機(jī)來間接的控制。雖然在制作過程中不可避免地遇到很多問題，但是最后還是在老師以及同學(xué)的幫助下圓滿解決了這些問題，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與最后調(diào)試，相關(guān)指標(biāo)達(dá)到期望的要求，很好地完成了本次設(shè)計(jì)任務(wù)。比如在合理布線，檢查裝配無誤的情況下，如果還出現(xiàn)電路無輸出的情況，那么可以肯定是原理圖錯(cuò)誤，這時(shí)就要回到原理圖進(jìn)行檢查。發(fā)送數(shù)據(jù)速率、接收數(shù)據(jù)速率計(jì)算公式如下：發(fā)送數(shù)據(jù)速率：9600*32/44=6981bit/s接收數(shù)據(jù)速率：9600*32/45=6826bit/s這是理論上的速率，實(shí)際中還應(yīng)包含PC和PIC16F877A單片機(jī)的處理信號(hào)幀，等待信號(hào)幀的時(shí)間。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)用本通信時(shí)傳輸距離只有幾米以內(nèi)而且環(huán)境干擾比較小，從而從外部因素上進(jìn)一步保證了通信的可靠性。 另外通過幀類型字節(jié)的判斷可使之進(jìn)一步降低。if(rxbuf[i]==0x21) break。}}if(RC7==1) {goto rxend。for(delay=65535。for(i=0x04。return rx_lo_buf。s_uart_buf++)asm(nop)。s_uart_buf++)asm(nop)。s_uart_buf++)asm(nop)。s_uart_buf++)asm(nop)。s_uart_buf++)asm(nop)。s_uart_buf++)asm(nop)。s_uart_buf++)asm(nop)。s_uart_buf++)asm(nop)。s_uart_buf++)asm(nop)。s_uart_buf46。s_uart_buf++)asm(nop)。s_uart_buf++)asm(nop)。0x80)RC6=1。for(s_uart_buf=0。s_uart_buf++)asm(nop)。0x20)RC6=1。for(s_uart_buf=0。s_uart_buf++)asm(nop)。0x08)RC6=1。for(s_uart_buf=0。s_uart_buf++)asm(nop)。0x02)RC6=1。for(s_uart_buf=0。s_uart_buf++)continue。extern unsigned char i。unsigned char rxbuf[5]。}for(delay=0xFff。amp。 else RD0=0。 temph=rxbuf[2]。 if(rxbuf[0]!=0){ if((rxbuf[0]==0x10)amp。 if(temp==0x9a) temp=0x100。 if(temp==0x5a) temp=0x60。if(temp==0x1a) temp=0x20。(=0xD9)){temp=0x10。[0]=ADRESL。delay) asm(nop)。ADIF=0。unsigned char templ。unsigned char receive。}adresult。 RC1=0。templ=0x30。for(delay=65536。extern unsigned char a。 TRISA=0X0f。TRISB=0X00。如果，晶振的離散度已超過所允許的范圍，此時(shí)不宜用其標(biāo)稱值，可以采用測(cè)量其波特率的方法來得出實(shí)際的晶振波特率值。16分頻計(jì)數(shù)器把每個(gè)接收位的時(shí)間分為16 份，在中間三位即7 ，8 ，9 ，狀態(tài)時(shí)位檢測(cè)器對(duì)RXD 端的值采樣，并以3取2的表決方式確定所接收的數(shù)據(jù)位。 波特率（1）波特率誤差來源分析1 單片機(jī)的振蕩電路是由晶體及電容C1 和C2 構(gòu)成。在實(shí)際程序設(shè)計(jì)中我們可以設(shè)置一時(shí)限，超過此時(shí)限通信事件未到則執(zhí)行相應(yīng)錯(cuò)誤處理此時(shí)，只需將GetOverlappedResult函數(shù)替換為WaitForSingleObject 函數(shù)此函數(shù)的聲明形式如下：WaitForSingleObject(HANDLE hEvent, //事件句柄unsigned long mTimeOuts //超時(shí)設(shè)置)4 關(guān)閉串口通信完畢調(diào)用CloseHandle() 函數(shù)關(guān)閉串口例如CloseHandle(mHandle)。os, amp。os, 0, sizeof( OVERLAPPED ) ) 。當(dāng)接收到一個(gè)字符并放入緩沖區(qū)后即通知應(yīng)用程序例。這種情況下，超時(shí)規(guī)定的是操作的完成時(shí)間而不是ReadFile() 和WriteFile()的返回時(shí)間。TimeOuts. ReadIntervalTimeout=0 //讀間隔超時(shí)=10 //讀時(shí)間系數(shù)=100 //讀時(shí)間常量=10 //寫時(shí)間系數(shù)=100 //寫時(shí)間常數(shù)SetCommTimeouts(hCom, amp。例如：SetupComm( mHandle , 1024*2, 1024*2 ) //輸入輸出緩沖區(qū)的大小均為2K在用ReadFile 和WriteFile 讀寫串行口時(shí)，需要考慮超時(shí)問題。 // 無校驗(yàn)=ONESTOPBIT。例如：DCB dcb。如果調(diào)用成功函數(shù)返回串口的句柄賦給Handle ，如果調(diào)用失敗則函數(shù)返回INVALID_HANDLE_VALUE。鑒于應(yīng)用異步方式的安全性和普遍性 具體實(shí)現(xiàn)方法下面以C++ Builder 為例，敘述 PC機(jī)通信軟件的實(shí)現(xiàn)過程：1. 串口在Win32中，串口和其他通信設(shè)備是作為文件處理的。2 有限時(shí)間內(nèi)，PC機(jī)命令可以執(zhí)行完畢并返回結(jié)果。但在某些場(chǎng)合下，該缺點(diǎn)可以通過一些措施盡可能地減小，而其簡(jiǎn)單易用的優(yōu)點(diǎn)卻是很好地體現(xiàn)出來。并且使用通信線程還不占用CPU時(shí)間，這樣系統(tǒng)實(shí)際上具有了同時(shí)控制多個(gè)通信設(shè)備（如MODEM）的能力。lp Overlapped)。cto)。int timeConstant, timeMutiplier。最后一個(gè)參數(shù)值NULL 代表ReadFile將采用同步文件讀寫方式。//讀串口COMMTIMEOUTS結(jié)構(gòu)用于設(shè)置超時(shí),指定讀寫函數(shù)的等待時(shí)間在ReadFile 函數(shù)中 hComport 為待讀串口句柄。 //設(shè)置總超時(shí)系數(shù)SetCommTimeouts(m_hFile,amp。例如：（以C++ Builder編程語言為例下同）COMMTIMEOUTS cto。開發(fā)Windows環(huán)境下的串口通信程序主要有以下2種方法： API（Application Program Interface）用戶程序接口函數(shù)；；后者的主要特點(diǎn)是簡(jiǎn)單易學(xué)，但前者的功能更為強(qiáng)大控制手段更為靈活。(2) DOS環(huán)境下的高級(jí)編程語言,如: C語言等。01H PIC16F877A 單片機(jī)方寫入芯片發(fā)生錯(cuò)誤主動(dòng)通知PC退出通訊。4 正響應(yīng)幀幀頭標(biāo)志 幀類型 空 校驗(yàn)字 幀尾標(biāo)志空無意義:為了PIC16F877A 編程的方便而加入。其它分析同上。長(zhǎng)度(1Byte): 一次命令所轉(zhuǎn)輸?shù)臄?shù)據(jù)長(zhǎng)度。 信號(hào)幀格式1 讀命令幀格式幀頭標(biāo)志 幀類型 器件地址 起始地址長(zhǎng)度 校驗(yàn)和 幀尾標(biāo)志幀頭標(biāo)志(1 Bit): 表示此數(shù)據(jù)包屬于本串口通信協(xié)議,并為是否接收此包數(shù)據(jù)的標(biāo)志。3 數(shù)據(jù)幀：當(dāng)PC讀數(shù)據(jù)時(shí)， PIC16F877A向PC發(fā)送的內(nèi)含數(shù)據(jù)信息的信號(hào)。3 如果在轉(zhuǎn)輸過程中，其間PC或MCU 所接收任何一幀信號(hào)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，均會(huì)向?qū)Ψ桨l(fā)送重發(fā)此幀信號(hào)的請(qǐng)求。即在向RS232串口發(fā)送命令信號(hào)，應(yīng)答信號(hào)及數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，是一幀一幀地發(fā)送的。因此在將PC機(jī)和單片機(jī)的RXD 和TXD交叉連接時(shí)，必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。即：將PC機(jī)和單片機(jī)的 “發(fā)送數(shù)據(jù)線（TXD ）”與“ 接收數(shù)據(jù)（ RXD）”交叉連接，二者的地線（GND）直接相連而其它信號(hào)線如握手信號(hào)線均不用，而采用軟件握手。NX 測(cè)量值對(duì)應(yīng)的數(shù)字量。AM 為一次測(cè)量?jī)x表的上限。而這兩方面的問題，可靠性是第一位的,速度只能是在可靠的基礎(chǔ)上的速度。由 Micro Chip PIC16F877A單片機(jī)構(gòu)成的數(shù)字控制器進(jìn)行比較運(yùn)算，經(jīng)過比較后輸出控制量控制由加熱和降溫電路構(gòu)成的溫度調(diào)節(jié)電路對(duì)培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)液溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖 35 溫度控制系統(tǒng)的組成框圖培養(yǎng)皿的傳遞函數(shù)為 ，其中 τ1 為電阻),1/()(???sKesG??LT??加熱的時(shí)間常數(shù)， 為電阻加熱的純滯后時(shí)間， 為采樣周期。其工作原理如圖 34圖 34 半導(dǎo)體降溫片工作原理圖半導(dǎo)體制冷片由許多 N 型和 P 型半導(dǎo)體之顆?；ハ嗯帕卸桑鳱 P 之間以一般的導(dǎo)體相連接而成一完整線路，通常是銅、鋁或其他金屬導(dǎo)體，最後由兩片陶瓷片像夾心餅乾一樣夾起來，陶瓷片必須絕緣且導(dǎo)熱良好，通上電源之後，冷端的熱量被移到熱端，導(dǎo)致冷端溫度降低，熱端溫度升高。其工作電路如下圖所示：圖 33 RS232C 接口電路 繼電器繼電器是具有隔離功能的自動(dòng)開關(guān)，廣泛用于遙控，遙測(cè)，通信，自動(dòng)控制，機(jī)電一體化及電力電子設(shè)備中，是最重要的控制元件之一。即 要求接收器能識(shí)別低至+3V 的信號(hào)作為邏輯“0”，高到3V 的信號(hào) 作為邏輯“1” 。:在 RS232C 中任何一條信號(hào)線的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系。它是在 1970 年由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、 調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo) 準(zhǔn)。 RS232C 接口電路計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。帶有 SPI（主模式）和 I2C（主/從）模式的 SSP。其中 ：捕捉器是 16 位的，最大分辨率為 。 典型的靜態(tài)電流值小于 1uA。高輸入/輸出電流 25mA。在線串行編程(ICSP)。低功耗睡眠方式。上電復(fù)位（POR） 。引腳輸出和 PIC16C73B/74B/76/77 兼容。運(yùn)行速度：DC20M 時(shí)鐘輸入。 硬件介紹 計(jì)算機(jī)，及計(jì)算機(jī)工作的外圍電路設(shè)備 溫度傳感器溫度傳感器采用補(bǔ)償型 NTC 熱敏電阻其主要性能如下：1 補(bǔ)償型 NTC 熱敏電阻 B 值誤差范圍小，對(duì)于阻值誤差范圍在5％的產(chǎn)品，其一致性、互換性良好。顯示系統(tǒng)：商用計(jì)算機(jī)。 受控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型生物繁殖的培養(yǎng)液主要用于生物的繁殖研究，而溫度是影響生物繁殖的重要因素。溫度控制范圍為 15 ～25，升溫、降溫階段的溫度控制精度要求為 度，保溫階段溫度控制精度為 度 。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括溫度傳感器，A/D 轉(zhuǎn)換模塊，輸出控制模塊，數(shù)據(jù)傳輸模塊，溫度顯示模塊和溫度調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路六個(gè)部分。文中傳感器理論單片機(jī)實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，詳細(xì)地講述了利用熱敏電阻作為熱敏傳感器探測(cè)環(huán)境溫度的過程，以及實(shí)現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)換的原理過程。傳感器技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。溫度傳感器是其中重要的一類傳感器。由于傳感器能將各種物理量、化學(xué)量和生物量等信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，使得人們可以利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量、信息處理和自動(dòng)控制，但是它們都不同程度地存在溫漂和非線性等影響因素。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)正是為了完成溫度數(shù)據(jù)的采集和控制而設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)靠人工控制的溫度、濕度、液位等信號(hào)的測(cè)壓﹑力控系統(tǒng)，外圍電路比較復(fù)雜，測(cè)量精度較低，分辨力不高，需進(jìn)行溫度校準(zhǔn)(非線性校準(zhǔn)、溫度補(bǔ)償、傳感器標(biāo)定等)；且它們的體積較大、使用不夠方便，更重要的是參數(shù)的設(shè)定需要有其它儀表的參與，外界設(shè)備多，成本高，因而越來越適應(yīng)不了社會(huì)的要求。設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)具有操作方便，控制靈活等優(yōu)點(diǎn)。在過程控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，通?？梢愿淖兊南到y(tǒng)參數(shù)有：采集點(diǎn)；采樣率；數(shù)據(jù)字長(zhǎng)；增益；幀格式。摘 要本文利用單片機(jī)結(jié)合傳感器技術(shù)而開發(fā)設(shè)計(jì)了這一溫度數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以具有多個(gè)遠(yuǎn)程控制采集單元，采用分散遠(yuǎn)置的方法，將各個(gè)遠(yuǎn)控采集單元放置在各個(gè)被采集部位