【正文】 LED 閃亮 +1 時 pwm=0； 1 時 pwm=1； 有 次 數(shù) ℃ 水溫控制系統(tǒng) 8 實測 顯示數(shù)碼管測試 8 位 8 段數(shù)碼管顯示正常。 DS18B20 測試 在溫水中測試，并用溫度計測量水溫，實驗測試表明 18B20 的溫差在 ℃內(nèi)。 ⑷ 測量釋放電壓和釋放電流 也是像上述那樣連接測試，當繼電器發(fā)生吸合后，再逐漸降低供電電壓，當聽到繼電器再次發(fā)生釋放聲音時，記下此時的電壓和電流，亦可嘗試多幾次而取得平均的釋放電壓和釋放電流。慢慢調(diào)高電源電壓，聽到繼電器吸合聲時，記下該吸合電壓和吸合電流。 ⑵ 測線圈電阻 可用萬能表 R 10Ω檔測量繼電器線圈的阻值，從而判斷該線圈是否存在著開路現(xiàn)象。 電阻絲 繼電器 GND GND VCC 水溫控制系統(tǒng) 7 無 40 系統(tǒng)流程圖 繼電器測試 ⑴ 測觸點電阻 用萬能表的電阻檔，測量常閉觸點與動點電阻，其阻值應為 0；而常開觸點與動點的阻值就為無窮大。 P1 口傳輸要顯示的數(shù)據(jù)，利用其串 /并轉(zhuǎn)換功能，送入數(shù)碼管顯示。 顯示 部分 本圖采用了共陰極數(shù)碼管 LED5641A進行顯示， LED5641A具有四位數(shù)碼管，這四個數(shù)碼管的段選a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 dp 分別接在一起，每一個都擁有一個共陰的位選端 （我們使用 2 片） 。 熱電爐控制電路 為 通過三極管 NPN9013 來 控制繼電器的開關(guān) 的，繼電器采用的是可控硅常開式（常閉式）固態(tài)繼電器，為使其實現(xiàn)過零控制，就是要實現(xiàn)工頻電壓的過零檢測，并給出脈沖信號，由單片機控制雙向可控硅過零脈沖數(shù)目。 對電爐絲通斷的控制采用 SSR 固態(tài)繼電器 ， SSR是半導體繼電器，所以較小的驅(qū)動功 率即可使 SSR工作。 對于 DS18B20 寫 0時序和寫 1 時序的要求不同，當要寫 0 時序時，單總線要被拉低至少 60us，保證 DS18B20能夠在 15us 到 45us 之間能夠正確地采樣 IO總線上的 “0”電平，當要寫 1 時序時，單水溫控制系統(tǒng) 6 總線被拉低之后，在 15us 之內(nèi)就得釋放單總線。 DS18B20 在完成一個讀時序過程，至少需要 60us 才能完成。 對于 DS18B20 的讀時序分為讀 0 時序和讀 1 時序兩個過程。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機主動啟動寫時序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進行寫命令后，主機需啟動讀時序完成數(shù)據(jù)接收。該協(xié)議定義了幾種信號的時序：初始化時序、讀時序、寫時序。 由于 DS18B20 是在一根 I/O 線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴格的時序要求。 （ 6）、內(nèi)部有溫度上、下限告警設置。 C 之間。 （ 4）、測量溫度范圍在－ 55。 （ 2）、在 DS18B20 中的每個器件上都有獨一無二的序列號。因此用它來組成一個測溫系統(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計，十分方便。 同時 LED 報警時，改變溫度 。 KEY1: 設置 位置，十位，個位，小數(shù)位還是空閑 KEY2: 設置溫度的 加 位數(shù) ； KEY3: 設置溫度的 減 位數(shù) ； 鍵盤電路 系統(tǒng)上電后，數(shù)碼管全部顯示為 設計溫度 ， 檢測 KEY1 是否按下，再 根據(jù)按 KEY2 次數(shù) ,數(shù)碼管順序增加。具體的用法將在后面的電路設計中用到。 P1口除常規(guī)的輸入輸出功能外，還具有特殊功能。一個 8 位通用的并行 I/O 端口，這兩個口的每 一位都可通過編程單獨定義為輸入或輸出口，通常對某一位的設定包括三個基本項：數(shù)據(jù)向量 Data、屬性向量Attribution 和方向控制向量 Direction，三個向量的每個對應位組合在一起形成一個控制字，用來定義相應 I/O口位的輸入、輸出狀態(tài)和工作方式。輸入端口從外界接收檢測的輸入信號、鍵盤信號等各種開關(guān)量信號；輸出端口向外部輸出處理結(jié)果、顯示信息、控制命令、驅(qū)動信號等。 部分外部電路設計 由總體框圖可以看到，整個系統(tǒng)的設計都離不開 STC89C52 的輸入 /輸出接口。 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)較簡單，由若干個功能模塊組成。根據(jù)系統(tǒng)程序控制，以及輸出控制，最終由 CPU控制加熱回路 電熱水器棒，在和繼電器控制通斷，達到調(diào)控 目 的。 硬件設計與實現(xiàn) 系統(tǒng)的硬件的基本組成部分 本系統(tǒng)是一個簡單的單回路控制系統(tǒng)。 如圖見附錄。 水溫控制系統(tǒng) 4 數(shù)據(jù)顯示模塊： 選用數(shù)碼管。 控制器模塊：采用 AT89C52。對于繼電器的 “常開、常閉 ”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為 “常開觸點 ”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為 “常 閉觸點 ”。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合。 電磁繼電器的工作原理和特性 電磁式繼電器一般由鐵芯 、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。 方案二：繼電器 是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種 “自動開關(guān) ”。 增加負載回路中的電阻。 使導通 了的晶閘管關(guān)斷的條件是使流過晶閘管的電流減小至一個小的數(shù)值，即維持電流 IH 一下。門極所加正向觸發(fā)脈沖的最小寬度，應能使陽極電流達到維持通態(tài)所需要的最小陽極電流，即擎住電流 IL 以上。 在整流電路中，晶閘管在承受正向電壓的時間內(nèi)，改變觸發(fā)脈沖的輸入時刻，即改變控制角的大小，在負載上可得到不同數(shù)值的直流電壓，因而控制了輸出電壓的大小。 通過比較我們選用方案一，結(jié)構(gòu)簡單，便宜，易于購買，在編寫程序的時候也比較方便。 工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示 16x02 即 32 個字符 （ 16 列 2 行） 。當某一字段的陽極為低電平時，相應字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應用時應將公共極COM 接到 +5V，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應字段就點亮。 （ 3）數(shù)據(jù)顯示模塊 方案一： 8 段 LED數(shù)碼管顯示 ， 數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個 “8”可分為 1 位、 2 位、 4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。最大精度為 ℃。因此用它來組成一個測溫系統(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計，十分方便。雖然價格較高但是精度高。對于一個精度要求高的系統(tǒng)不宜采用 。 基于以上方分析使用方案二，單片機擔任了由傳感器過來的溫度的采集，并且控制繼電器，還有就是現(xiàn)實溫度值。 方案二：采用 ATMEL 公司的 AT89C52作為系統(tǒng)的控制器的雙 CPU 方案。 FPGA 采用并行的輸入輸出的方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)模實時系統(tǒng)控制核心。對于控制器選擇有兩種方案。 系統(tǒng)的基本方案 各模塊的選擇和論證 （ 1）控制器模塊 根據(jù)題目要求，控制器主要用于采集水的 溫度及控制水溫在一定范圍內(nèi)變化。 ⑸ 在設定溫度發(fā)生突變（由 40℃提高到 60℃）時， led 報警 發(fā)揮部分 十進制數(shù)碼管顯示水的實際溫度的同時我們顯示設定的溫度方便比較。 ⑶采用適當?shù)目刂品椒?，當設定溫度突變（由 40℃提高到 60℃）時，減小系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間和超調(diào)量。 系統(tǒng)設計具體要求： ⑴ 溫度設定范圍