【正文】 1R19100Ω1R20200Ω1附錄二 系統(tǒng)總程序org 0000hjmp startorg 0003hstart:mov 50h,4bh mov 51h,96hmian:clr setb 。當(dāng)我在設(shè)計(jì)過程中存在疑問時(shí)，老師總是在百忙之中抽出時(shí)間及時(shí)的給予我指導(dǎo)，在老師的教導(dǎo)下，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利、及時(shí)地完成。在設(shè)計(jì)的初期，陳東淼老師對(duì)我的設(shè)計(jì)思想進(jìn)行了深刻的指導(dǎo)，讓我在設(shè)計(jì)的開始就明確了設(shè)計(jì)方向，樹立正確的設(shè)計(jì)觀念。該系統(tǒng)初步完成了溫度測(cè)控方案的預(yù)定目標(biāo)，為今后實(shí)現(xiàn)數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化的溫度測(cè)控系統(tǒng)工程提供了一種新的參考。 ，以后可以在該部分進(jìn)行PID算法控制，以提高控制精度。由于實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的欠缺，設(shè)計(jì)上難免有考慮不周之處。溫度采集方面，一次命令全部單總線上的DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，減少系統(tǒng)所需時(shí)間。 、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，易于修改和維護(hù)。 ，采用ATMEL公司的 AT89S51單片機(jī)為總線命令，實(shí)現(xiàn)與DSl8B20的總線接口，并提供具體電路設(shè)計(jì)。本文在深入分析多點(diǎn)智能測(cè)溫系統(tǒng)的工作原理基礎(chǔ)上，完成了該系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試任務(wù)，并且系統(tǒng)的性能誤差達(dá)到了任務(wù)書的要求，使之能達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行水平。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展和傳統(tǒng)工業(yè)改造的逐步實(shí)現(xiàn)，基于DS18B20的多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于控制、化工等諸多領(lǐng)域。四、結(jié)束語 該基于DS18B20的多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)具有硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制作、價(jià)格低廉、測(cè)量值精確和易于操作等許多優(yōu)點(diǎn)，但由于實(shí)驗(yàn)室條件所限，暫時(shí)只做兩點(diǎn)的溫度測(cè)量,并且控制端暫時(shí)只對(duì)一個(gè)DS18B20傳感器周圍環(huán)境進(jìn)行控制，與另一個(gè)傳感器作參考比較。為了實(shí)際應(yīng)用的方便我們還加做了鍵盤輸入功能，及可以改變?cè)O(shè)定溫度的上下限，以達(dá)到實(shí)際使用的要求。如果次溫度值低于設(shè)定的下限值，則低溫報(bào)警指示燈亮，同時(shí)單片機(jī)經(jīng)P0口輸出下限值給DAC0832，DAC0832經(jīng)過數(shù)摸轉(zhuǎn)換在通過運(yùn)算放大器LM741輸出一個(gè)電平信號(hào)來控制晶閘管的導(dǎo)通角，使溫度逐步升高。 如以25℃為參考值，■ 第二步設(shè)VR2使0℃時(shí)，=0V,而25℃時(shí)，=(零位調(diào)整)■ 第三步：調(diào)VR3使OPA3放大5倍，■ 各OPA的功能：OPA1：阻抗匹配；OPA2；，并反相；OPA3：放大5 倍 并反相。三．功能說明（一）、采集部分■ 利用AD590以及接口電路把溫度轉(zhuǎn)換成模擬電壓，經(jīng)由ADC0804轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。 ■ 再次，對(duì)A/D、D/A部分調(diào)試輸入一定的變化數(shù)值看其輸出的情況如果偏差較大則從新調(diào)整參數(shù)，直到符合要求則完畢。 B 調(diào)節(jié)LM741的增益?！?首先， 對(duì)溫度傳感器及其信號(hào)放大電路進(jìn)行調(diào)試：A 對(duì)運(yùn)算放大器LM741進(jìn)行調(diào)零。（二）、電路的調(diào)試 根據(jù)原理圖，可將整個(gè)電路分成溫度傳感器及其信號(hào)放大電路和A/D、D/A變換電路兩大模塊。元件的固定要按原理圖呈模塊化固定，盡量避免線路的交叉。2 元件的固定及焊接。溫度傳感器的信號(hào)放大線路中所使用的運(yùn)算放大器其型號(hào)也有很多，但由于741型的運(yùn)算放大器可以通過調(diào)節(jié)其5號(hào)管腳和4號(hào)管腳間的電位器，使得輸入端為零時(shí)，輸出也為零，從而提高了精度，而常用的LM324型運(yùn)算放大器雖然其價(jià)格較低，但其“零漂”現(xiàn)象較嚴(yán)重，不穩(wěn)定，所以選用741型的運(yùn)算放大器。 選擇元件時(shí)應(yīng)從其性能價(jià)格比考慮，在保證性能要求的前提下，盡量減少成本。在電路原理圖設(shè)計(jì)好之后，就可以開始制作實(shí)物了。所謂積分分離法就是在系統(tǒng)偏差較大時(shí)，取消積分作用；當(dāng)系統(tǒng)的偏差較小時(shí)，投入積分作用；為此，設(shè)置一個(gè)誤差積分限A，以判別誤差的大小。一般認(rèn)為當(dāng)擾動(dòng)響應(yīng)曲線的兩個(gè)峰值之比為4時(shí)，參數(shù)最佳，即A1 A2 = 4（4—10） 這個(gè)比例確定的參數(shù)是一個(gè)綜合值，如果系統(tǒng)有特殊要求，可在此基礎(chǔ)上再作修正或采取其他措施，如消除設(shè)定值變化沖擊的PID控制、帶死區(qū)的PID控制以及具有積分分離的PID算法等。用擾動(dòng)曲線法精整參數(shù)就是當(dāng)系統(tǒng)按參考參數(shù)閉環(huán)運(yùn)行時(shí)，給系統(tǒng)施加一定的擾動(dòng)，記錄被控制量的擾動(dòng)響應(yīng)曲線，根據(jù)曲線的狀態(tài)來判斷和修正相應(yīng)的參數(shù)；再加擾動(dòng)，記錄響應(yīng)曲線，修正相應(yīng)參數(shù)，直至最佳。所謂最佳控制狀況即是最佳響應(yīng)特性和最小誤差。3。現(xiàn)我采用簡(jiǎn)便且行之有效的測(cè)算Kp、Ki、和Kd的工程方法，其要點(diǎn)是： 1 由系統(tǒng)的開環(huán)單位階躍響應(yīng)曲線確定系統(tǒng)的增益（比例系數(shù)）K,系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)T和死區(qū)時(shí)間τ，并計(jì)算出系統(tǒng)的響應(yīng)率：R= K T—τ(4—6) Kp=1 R*τ（4—7）2如果控制系統(tǒng)只采用比例環(huán)節(jié)，則應(yīng)?。?如果控制系統(tǒng)只采用比例環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)，則應(yīng)?。篕p = R*τ ， Ki = R*τ2（4—8） 4如果控制系統(tǒng)中比例、積分和微分三個(gè)環(huán)節(jié)都采用時(shí)，則應(yīng)?。篕p = (—2)1 R*τ ；Ki = τ ； Kd = *τ（4—9） 控制系統(tǒng)PID參數(shù)的確定也可以采用其他工程方法，如擴(kuò)充臨界比例度法和擴(kuò)充響應(yīng)曲線法等，在實(shí)際應(yīng)用中也很有效。 PID控制參數(shù)的確定（1）采樣周期Ts的確定根據(jù)采樣定理亦稱香農(nóng)（Shanon）定理可知，采樣頻率應(yīng)大于或等于被采樣信號(hào)所含最高頻率的兩倍，才能還原出原信號(hào)，即： ωs≥2ωmax其中：ωs——采樣頻率； ωmax——被采樣信號(hào)中最高頻率?？紤]到采樣時(shí)間Ts對(duì)輸出控制量的影響，故將式4—2的控制算法改為： （4—3）其中，Bs為系統(tǒng)偏移量。PID調(diào)節(jié)器的方框圖如圖4—1所示。 可編程控制器PID調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)是以連續(xù)系統(tǒng)的PID控制規(guī)律為基礎(chǔ)，然后將其數(shù)字化，寫成離散形式的控制方程，根據(jù)離散方程進(jìn)行控制程序設(shè)計(jì)。 （2）參數(shù)調(diào)整方便，易于達(dá)到滿意的控制效果。比例、積分、微分三者結(jié)合起來可以滿足不同的控制要求。積分調(diào)節(jié)可以消除靜差，微分調(diào)節(jié)可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。其工作原理：首先寫CPU個(gè)指令（例mov、inc、dptr、rrc、等）是否正常，如正常跳過檢查，否則繼續(xù)檢查CPU直到正常；在檢查鍵盤的方法是寫一段鍵盤掃描程序，掃描一次如果沒有鍵按下正常跳過到顯示檢測(cè)，否則繼續(xù)檢查鍵盤直到正常；在檢查顯示的方法是分別點(diǎn)亮2個(gè)數(shù)碼管以0、9如正常則自檢完畢。 （2）自檢子程序設(shè)計(jì)自檢就是系統(tǒng)開始工作前，對(duì)系統(tǒng)所有的硬件進(jìn)行檢測(cè)，只有當(dāng)所有硬件準(zhǔn)備就緒才能進(jìn)行系統(tǒng)工作。這樣制作簡(jiǎn)單實(shí)用溫度增減的單位是10℃，及首先確定是要增加溫度還是降低溫度，按下第一個(gè)鍵。我在實(shí)際制作電路時(shí)考慮到實(shí)用性和可行性決定用獨(dú)立式鍵盤，用來改變單片機(jī)設(shè)定溫度值的上下限，在我的電路中有三個(gè)按鍵，第一個(gè)按鍵用來控制溫度的增減，第二個(gè)按鍵用來控制上限的溫度。這樣就必須進(jìn)行數(shù)字和模擬量之間的轉(zhuǎn)換，從而引入了ADC0804模數(shù)轉(zhuǎn)換器，在比較完成后單片機(jī)要發(fā)出控制指令通過一電壓量來控制荊閘管的導(dǎo)通角，從而控制溫度的升降。我們用單片機(jī)芯片80C51作接口電路，本次設(shè)計(jì)我們用四位LED顯示器數(shù)碼管采用的共陽極數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)，動(dòng)態(tài)掃描輸出顯示。使用這種接口方法，雖然軟件簡(jiǎn)單，僅需使用一條輸出指令就可以進(jìn)行LED顯示，但使用硬件卻比較多，而硬件譯碼又缺乏靈活性，所以較少使用。表　3代碼式Ｄ７Ｄ６Ｄ５Ｄ４Ｄ３ Ｄ２ Ｄ１Ｄ０顯示段dp G f e d c b aLED顯示器接口比較簡(jiǎn)單，使用如圖316譯碼驅(qū)動(dòng)器就可以實(shí)現(xiàn)BCD碼到七位段碼的轉(zhuǎn)換，完成一位LED顯示器的接口。因此提供給LED顯示器的字形代碼正好一個(gè)字節(jié)。為了顯示數(shù)字或符號(hào)，要為LED顯示器提供代碼，因?yàn)檫@些代碼是為顯示字形的，因此稱之字形代碼。使用時(shí)公共陰極接地，這樣陽極端輸入高電平的段發(fā)光二極管就尋通點(diǎn)亮，而輸入低電平的則不點(diǎn)亮。這樣陰極端輸入低電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入高電平的則不點(diǎn)亮。LED顯示器中的發(fā)光二極管共有兩種連接方法：A．共陽極接法　把發(fā)光二信用證管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極。此外，顯示器中還有一個(gè)圓點(diǎn)型發(fā)光二極管（在圖中以dp表示），用于顯示小數(shù)點(diǎn)。LED顯示器在單片機(jī)中的應(yīng)用非常普遍。這樣就可以實(shí)現(xiàn)該鍵所設(shè)定的功能了。，每隔一定時(shí)間執(zhí)行一次鍵盤掃描程序，定時(shí)可由單片 機(jī)的定時(shí)器完成?！? 鍵盤接口的控制方式：，每當(dāng)CPU空閑時(shí)執(zhí)行鍵盤掃描程序。這些操作內(nèi)容通常都是由軟硬件結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)的。第一項(xiàng)工作是使用接口電路實(shí)現(xiàn)的，而第二項(xiàng)工作是通過執(zhí)行中斷服務(wù)程序來完成的。矩陣式鍵盤也稱為行列式鍵盤，因?yàn)殒I的數(shù)目較多，所以鍵按行列組成矩陣。（六）、單片機(jī)鍵盤和鍵盤接口■ 我們可以把單片機(jī)使用的鍵盤分為獨(dú)立式和矩陣式兩種。VCC：電源供應(yīng)以及作為電路的參考電壓。VREF：輔助參考電壓。輸入單端正電壓時(shí)，VIN（）接地；而差動(dòng)輸入時(shí)，直接加VIN（+）VIN（）。/INTR：中斷請(qǐng)求信號(hào)輸出，低電平動(dòng)作。/WR：用來啟動(dòng)轉(zhuǎn)換的控制輸入，相當(dāng)于ADC的轉(zhuǎn)換開始，當(dāng)/WR由HI變?yōu)長O時(shí)轉(zhuǎn)換器被清除；當(dāng)/WR回到HI時(shí)，轉(zhuǎn)換正式開始。/RD：外部讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的控制腳輸出信號(hào)?！?分辨率：8位；■ 轉(zhuǎn)換時(shí)間：100us； ■ 總誤差：177。信號(hào)輸入端的信號(hào)可以是傳感器（Sensor）或轉(zhuǎn)換器（Transducer）的輸出，而ADC輸出的數(shù)字信號(hào)可以提供給微處理器，以便更廣泛的應(yīng)用。 （4）、單緩沖方式連接：所謂單緩沖方式就是使DAC0832的兩個(gè)輸入寄存器中有一個(gè)（多為DAC寄存器）處于直通方式，而另一個(gè)處于受控的鎖存方式。此外，在使用多個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器分時(shí)輸入數(shù)據(jù)的情況下，兩級(jí)緩沖可以保證同時(shí)輸出模擬電壓。（3）、DAC0832的原理框圖如下所示：由圖可知數(shù)字量是通過兩級(jí)寄存器送至D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端。AGND:模擬信號(hào)地。電流IOUT1與IOUT2的和為常數(shù)，IOUTIOUT2隨DAC寄存器的內(nèi)容線性變化。Rfb:反饋信號(hào)輸入引腳，反饋電阻在芯片內(nèi)部。當(dāng)XFER為低電平，WR2輸入負(fù)脈沖，則在LE2產(chǎn)生正脈沖；LE2為高電平，DAC寄存器的輸出和輸入寄存器的狀態(tài)一致，LE2負(fù)跳變，輸入寄存器的內(nèi)容打入DAC寄存器。DAC寄存器的寫選通信號(hào)。XFER：數(shù)據(jù)傳送信號(hào)，低電平有效。輸入寄存器鎖存信號(hào)LE1有ILE、CS 、WR1的邏輯組合產(chǎn)生。 D0~D7:數(shù)據(jù)輸入線；ILE:數(shù)據(jù)允許鎖存信號(hào)，高電平有效；CS:輸入寄存器選擇信號(hào)，低電平有效。DAC0832的應(yīng)用特性n DAC0832是微處理器兼容型D/A轉(zhuǎn)換器，可以充分利用微處理器的控制力實(shí)現(xiàn)對(duì)D/A轉(zhuǎn)換的控制；n 有兩級(jí)鎖存控制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)多通道D/A的同步轉(zhuǎn)換輸出；n DAC0832內(nèi)部無參考電壓源；須外接參考電壓源；n DAC0832為電流輸出型D/A轉(zhuǎn)換器，要獲得模擬電壓輸出是，需要外加轉(zhuǎn) 換電路。XTAL218O晶體2 晶振輸出（二）、功能圖（三）、DAC0832 （1）DAC0832芯片是一種具有兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)寄存器的8位DAC，它能直接與MCS51單片機(jī)接口，其具有以下特性參數(shù)：n 分辨率為8位；n 電流穩(wěn)定時(shí)間1us。該引腳在對(duì)FLASH 編程時(shí)接12V 編程電壓(Vpp)。如果EA為高時(shí)，將執(zhí)行內(nèi)部程序除非程序，計(jì)數(shù)器可以大于0FFFH(4k 器件) ，1FFFH(8k 器件)， 3FFFH(16k 器件)， 7FFFH(32k 器件)。ALE30O地址鎖存使能：在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，輸出脈沖鎖存地址的低字節(jié)，在正常情況下，ALE 輸出信號(hào)恒定為1/6 振蕩頻率。當(dāng)作為輸入腳時(shí)，被外部拉低的P2口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流(見DC 電氣特性) 。當(dāng)作為輸入腳時(shí)被外部拉低的P1口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流(見DC 電氣特性)。P0也可以在訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)作地址的低字節(jié)，在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)作數(shù)據(jù)總線此時(shí)通過內(nèi)部強(qiáng)上拉傳送1。要實(shí)現(xiàn)對(duì)器件串行在系統(tǒng)編程(ISP)和在應(yīng)用中編程(IAP) ，該系列單片機(jī)是80C51微控制器的派生器件是采用先進(jìn)CMOS工藝制造的8位微控制器指令系統(tǒng)與80C51 完全相同。5．軍事裝備方面 科技強(qiáng)軍，在國防現(xiàn)代化離不開計(jì)算機(jī)，在各種軍事設(shè)施和武器中都有單片機(jī)在發(fā)揮其作用。4．信息和通信產(chǎn)品方面 信息和通信產(chǎn)品的自動(dòng)化和智能化程度很高，這當(dāng)然離不開單片機(jī)的參與。3．家用電器方面 當(dāng)前，家用電器產(chǎn)品的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)是不斷提高其智能化程度，而家電智能化的進(jìn)一步提高就需要有單片機(jī)參與。2．儀器儀表方面 現(xiàn)代儀器儀表的自動(dòng)化和智能化要求越來越高，對(duì)此最好使用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，而單片機(jī)的使用又將加速儀器儀表向數(shù)字化、智能化、多功能化方向發(fā)展。應(yīng)用領(lǐng)域：1．工業(yè)自動(dòng)化方面自動(dòng)化能使工業(yè)系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)，提高經(jīng)濟(jì)效益、改善產(chǎn)品質(zhì)量和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。通常所說的單片機(jī)系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)某一控制應(yīng)用需要由用戶設(shè)計(jì)的，是一個(gè)圍繞單片機(jī)芯片而組建的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。目 錄一．主要器件的使用和介紹 1（一）、單片機(jī) 1（二）、功能圖 6（三）、DAC0832 6（四）、ADC0804 9（五）、LM741運(yùn)算放大器 11（六）、單片機(jī)鍵盤和鍵盤接口 11（七）、LED顯示器接口 11