【正文】 序的完成，無(wú)不是對(duì)我個(gè)人專業(yè)能力的一次提高和體現(xiàn)。開(kāi)機(jī)溫度測(cè)試仿真圖如圖51所示圖51 開(kāi)機(jī)溫度測(cè)試仿真設(shè)置溫度測(cè)試仿真圖如圖52所示圖52 設(shè)置溫度測(cè)試仿真圖當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，報(bào)警啟動(dòng)，報(bào)警測(cè)試仿真圖如圖53所示53 報(bào)警測(cè)試仿真圖6 總結(jié)與展望 總結(jié) 將近四個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，這也意味著我的大學(xué)生活快要結(jié)束了，但我們的學(xué)習(xí)沒(méi)有結(jié)束，在本次設(shè)計(jì)中，我們所學(xué)過(guò)的理論知識(shí)接受了實(shí)踐的檢驗(yàn)，增強(qiáng)我的綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力及動(dòng)手能力，為以后的學(xué)習(xí)和工作打下了良好的基礎(chǔ)。綜合調(diào)試一般采用全速斷點(diǎn)運(yùn)行方式，這個(gè)階段的主要工作是排除系統(tǒng)中遺留的錯(cuò)誤，以提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和系統(tǒng)精度。如果用于測(cè)試的數(shù)據(jù)沒(méi)有全部覆蓋實(shí)際計(jì)算的原始數(shù)據(jù)的類型，調(diào)試沒(méi)有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤則可能在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中暴露出來(lái)。調(diào)試時(shí)，首先用仿真器的寫命令，將數(shù)據(jù)寫入計(jì)算程序的參數(shù)緩沖單元，然后從計(jì)算程序開(kāi)始運(yùn)行直至結(jié)束，運(yùn)行的結(jié)果和正確數(shù)據(jù)比較，如果對(duì)所有的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，都沒(méi)有發(fā)生錯(cuò)誤，則該計(jì)算程序調(diào)試成功；如果發(fā)現(xiàn)結(jié)果不正確，則改用單步運(yùn)行方式，即可檢查出錯(cuò)誤所在。（1）計(jì)算程序的調(diào)試方法計(jì)算程序的錯(cuò)誤是一種靜態(tài)固定的錯(cuò)誤，因此主要用斷點(diǎn)或單拍運(yùn)行方式來(lái)調(diào)試。若讀出寫入內(nèi)存不一致，則可能是地址數(shù)據(jù)線短路，此時(shí)應(yīng)該寫入不同的數(shù)據(jù)觀察讀出結(jié)果，或縮小對(duì)RAM的讀寫范圍，檢查對(duì)RAM中其它區(qū)域的影響，這樣可初步對(duì)地址數(shù)據(jù)線短路錯(cuò)誤定位，再用萬(wàn)用表、示波器等進(jìn)一步確診。最后是在不加電情況下，除單片機(jī)以外，插上所有的元器件，最后用仿真適配器將樣機(jī)的單片機(jī)插座和仿真器的仿真接口相連，為聯(lián)機(jī)調(diào)試做準(zhǔn)備。（1）靜態(tài)測(cè)試在樣機(jī)加電之前，根據(jù)硬件電器原理圖和裝配圖仔細(xì)檢查樣機(jī)線路的正確性，并核對(duì)元器件的型號(hào)、規(guī)格和安裝看是否符合要求，特別注意電源的走線，防止電源之間的短路和極性錯(cuò)誤，并重點(diǎn)檢查擴(kuò)展系統(tǒng)總線（地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線）是否存在相互間的短路或與其它信號(hào)線的短路。 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件和軟件調(diào)試往往是交叉進(jìn)行的，但通常是先從硬件著手，排除樣機(jī)中明顯的硬件故障，尤其是電源故障，才能安全地和仿真器相連，以進(jìn)行綜合調(diào)試。圖45為溫度數(shù)據(jù)處理程序的流程圖。當(dāng)數(shù)據(jù)是個(gè)負(fù)數(shù)時(shí)，在顯示之前進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將其整數(shù)部分取反并加一。所以可先將數(shù)據(jù)提取出來(lái)，分成三部分：小數(shù)部分、整數(shù)部分與符號(hào)部分。DSl8B20的供電方式很靈活，還可以利用外接電源來(lái)增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性[11]。DSl8B20可以從單總線獲取電源，當(dāng)信號(hào)線為高電平時(shí)，可以將能量貯存在內(nèi)部電容中；而當(dāng)單信號(hào)線為低電平時(shí)，將該電源斷開(kāi)，直到信號(hào)線變?yōu)楦唠娖街匦陆由霞纳?電容)電源為止。本設(shè)計(jì)中采用的LCD1602液晶模塊是標(biāo)準(zhǔn)16針插座，連接圖電路如圖36所示。圖35 報(bào)警電路 顯示電路顯示模塊內(nèi)部自帶字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM）,其中字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是（41H），在顯示時(shí)模塊把代碼41H發(fā)給液晶模塊，我們就能在液晶上看到字母“A”。圖34為DSl8820與單片機(jī)的接口電路。在訪問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，可執(zhí)行MOVX RI指令，P2端口內(nèi)容即為特殊功能寄存器(SFR)區(qū)中R2寄存器的內(nèi)容，并在整個(gè)訪問(wèn)期間不改變。對(duì)該端口寫“1”，可通過(guò)內(nèi)部上拉電阻將其端口拉至高電平，此時(shí)可作為輸入口使用。 溫度傳感器與單片機(jī)的連接溫度傳感器的單總線(1Wire)。R1和R0用來(lái)設(shè)置分辨率，如表31所示：（DS18B20出廠時(shí)被設(shè)置為12位）表31 DS18B20溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間表R1R0分辨率/位溫度最大轉(zhuǎn)向時(shí)間009011010113751112750DS18B20的通訊協(xié)議表明，主機(jī)控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須要經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟：首先，每一次讀寫之前都要對(duì)DS18B20進(jìn)行復(fù)位，然后復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對(duì)DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。 如：TM R1 R0 1 1 1 1 1該字節(jié)各位的意義如下：TM是測(cè)試模式位，低五位一直都是1 ，主要用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是測(cè)試模式。第六、七、八個(gè)字節(jié)主要用于內(nèi)部計(jì)算。 暫存存儲(chǔ)器包含8個(gè)連續(xù)字節(jié)，前兩個(gè)字節(jié)表示測(cè)得的溫度信息，第一個(gè)字節(jié)的內(nèi)容是溫度的低八位，第二個(gè)字節(jié)是溫度的高八位。光刻ROM的作用是能使每一個(gè)DS18B20都各不相同，這樣就實(shí)現(xiàn)了一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目的[10]。光刻ROM中的64位序列號(hào)為出廠前被光刻好的，可以看作是該DS18B20芯片的地址序列碼。漏極開(kāi)路，常態(tài)下為高電平。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，該引腳必須接地。圖32 DS18B20TO－92封裝溫度傳感器溫度傳感器DS18B20引腳如圖32所示。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，可選更小的封裝方式與更寬的電壓適用范圍。176。其電路連接圖24如下：圖24 數(shù)據(jù)處理及控制模塊3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)控制單元單片機(jī)控制單元，如圖31所示，為按鍵控制電路，其中按鍵控制電路這一模塊放置了“設(shè)置”、“加1”、“減一”三個(gè)按鍵，以實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，設(shè)定溫度門限值，使系統(tǒng)電路在人為設(shè)定的某一溫度區(qū)間相對(duì)穩(wěn)定的工作[14]。本次設(shè)計(jì)中，由AT89S52芯片連同附加電路，構(gòu)成的單片機(jī)最小系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)處理及控制模塊。 最小系統(tǒng)模塊本次設(shè)計(jì)中，選用ATMEL公司的AT89S52單片機(jī)作為數(shù)據(jù)處理及操作控制芯片。在從片外程序存儲(chǔ)器取址期間，在每個(gè)機(jī)器周期中，當(dāng)PSEN有效時(shí)，程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容被送上P0口（數(shù)據(jù)總線）。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。注意：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在EPROM編程期間，作輸入，輸入編程脈沖（PROG）。輸入、輸出：ALE/PROG——地址鎖存允許信號(hào)，輸出。注意：在加密方式1時(shí)，EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 圖23 按鍵電平復(fù)位EA/Vpp——片外程序存儲(chǔ)器訪問(wèn)允許信號(hào)，低電平有效。復(fù)位后，P0～P3輸出高電平；SP寄存器為07H；其它寄存器全部清0；不影響RAM狀態(tài)。RESET 此腳為高電平時(shí)（約2個(gè)機(jī)器周期）可將單片機(jī)復(fù)位。(7) 控制線(共4根)輸入：RST：復(fù)位輸入。(6) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器選通——WR低電平有效，輸出，片外存儲(chǔ)器寫選通。(5) 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器——T0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的外部輸入，輸入。(4) 中斷——INT0外部中斷0，輸入。(3) 串行口——RXD（串行輸入口），輸入。在提供這些功能時(shí)，其輸出鎖存器應(yīng)由程序置1。P3口：8位、準(zhǔn)雙向I/O口，具有內(nèi)部上拉電路。在編程/校驗(yàn)期間，接收高位字節(jié)地址。P2口：8位、準(zhǔn)雙向I/O口。對(duì)于80C51，——T2，是定時(shí)器的計(jì)數(shù)端且位輸入；——T2EX，是定時(shí)器的外部輸入端。在編程/校驗(yàn)期間，用于輸入低位字節(jié)地址。P0口（作為總線時(shí)）能驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載。當(dāng)使用片外存儲(chǔ)器（ROM、RAM）時(shí)，作地址和數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。此外，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。圖21 AT89C52圖22 AT89S52邏輯引腳圖在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，AT89S52單片機(jī)內(nèi)部的功能單元已經(jīng)能夠滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要，不需要系統(tǒng)擴(kuò)展。AT89S52在單芯片上擁有靈巧的8 位CPU 和系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案[8]。在考慮經(jīng)濟(jì)性和滿足設(shè)計(jì)需求的前提下，本設(shè)計(jì)選用ATMEL公司生產(chǎn)的8位AT89S52單片機(jī)來(lái)作為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)具有掉電記憶功能，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性，具備一定的生產(chǎn)實(shí)用性，對(duì)后續(xù)研究開(kāi)發(fā)有著一定的參考意義。本課題分析了目前國(guó)內(nèi)在花椒烘干加工中的諸多問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)系統(tǒng)花椒烘干加工溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)，這是溫度控制系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中的應(yīng)用。而且還要以單片機(jī)為控制主機(jī)，使溫度傳感器通過(guò)一根口線與單片機(jī)相連接，外加上人機(jī)對(duì)話部分與溫度控制部分共同實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制[7]。同時(shí)DS18S20能提供九位溫度的讀數(shù)，無(wú)需外圍硬件即可構(gòu)成溫度檢測(cè)系統(tǒng)。它具有微型化、高性能、低功耗、抗干擾能力強(qiáng)與易配微處理器等的優(yōu)點(diǎn)，非常適合于構(gòu)成多點(diǎn)的溫度測(cè)控系統(tǒng)，可以直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(hào)，以供微機(jī)處理，而且每片DS18S20傳感器都有唯一的產(chǎn)品號(hào)，可以一并存入其ROM中，在構(gòu)成大型溫度測(cè)控系統(tǒng)時(shí)，在單線上可掛接多個(gè)DS18S20傳感器芯片。系統(tǒng)的溫度控制部分，采用PID閉環(huán)負(fù)反饋控制系統(tǒng)，由DS18S20檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部溫度，采用中值濾波的方法，取一個(gè)值存入程序存取器內(nèi)部一個(gè)單元來(lái)作為最終檢測(cè)信號(hào)，并在LED上顯示[6]。對(duì)于花椒烘干溫度控制部分，采用DS18S20傳感器、AT89S52單片機(jī)及LED的硬件電路，以完成對(duì)花椒溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè)與顯示。所以，經(jīng)過(guò)了對(duì)三種系統(tǒng)方案的比較，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用方案三。結(jié)論：方案一與方案二是傳統(tǒng)的模擬控制方式，而模擬控制系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能，控制方案的執(zhí)行與修改也較為繁瑣。在單片機(jī)控制系統(tǒng)中可以用數(shù)碼管來(lái)顯示花椒烘干溫度控制系統(tǒng)溫度的實(shí)際值，并能使用鍵盤輸入設(shè)定值。DS18B20溫度數(shù)據(jù)采集AT89S52單片機(jī)按鍵設(shè)置驅(qū)動(dòng)顯示報(bào)警電路圖13 單片機(jī)控制方案方案三如圖13所示，此方案采用89S52單片機(jī)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。固態(tài)繼電器上限比較負(fù)載信號(hào)采集信號(hào)處理信號(hào)放大溫度預(yù)置下限比較圖12 “二位式”模擬控制方案方案二如圖12所示，此方案是傳統(tǒng)的“二位式”模擬控制方案，方案二基本思想與方案一相同，但采用了上下限比較電路，因此控制精度有所提高。對(duì)于這種溫控對(duì)象，一般認(rèn)為其具有如下（11）的傳遞函數(shù)形式[5]： （11）負(fù)載固態(tài)繼電器信號(hào)放大信號(hào)放大數(shù)據(jù)采集比較器溫度預(yù)置圖11 “一位式”模擬控制方案方案一如圖11所示，此方案是傳統(tǒng)“一位式”模擬控制方案，方案選用模擬電路，采用電位器設(shè)定值，反饋溫度值與設(shè)定值比較后，決定是否加熱。溫度是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中重要的被控參數(shù)之一，現(xiàn)在單片機(jī)控制技術(shù)在這方面的應(yīng)用，使溫度控制系統(tǒng)達(dá)到智能化與自動(dòng)化，相比過(guò)去單純采用電子線路進(jìn)行PID調(diào)節(jié)的控制效果要好很多，在可控性方面也有了很大的進(jìn)步與提高。最后是對(duì)組成花椒烘干加工溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行調(diào)試實(shí)驗(yàn)和整體運(yùn)行調(diào)試，找出研究中存在的問(wèn)題與尚未完成的工作，對(duì)下一步的研究方向提出意見(jiàn)和建議。其次是電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求和總體框架，按照模塊化的設(shè)計(jì)方法，分別設(shè)計(jì)了主控模塊、鍵盤模塊、溫度控制模塊、顯示模塊，完成了電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 研究的內(nèi)容和方法本課題先對(duì)國(guó)內(nèi)花椒烘干生產(chǎn)現(xiàn)狀做基本闡述與介紹，提出了花椒烘干加工溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，確立論文研究的主題內(nèi)容及意義。溫度控制系統(tǒng)已應(yīng)用于人們生產(chǎn)生活的各個(gè)方面，成為與人們息息相關(guān)的一個(gè)實(shí)際性問(wèn)題。特別是近幾年來(lái)，單片機(jī)控制在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛，且在很多的電子產(chǎn)品中也用到了溫度檢測(cè)與溫度控制[3]。在國(guó)外，干燥技術(shù)起步于四十年代，到二十世紀(jì)九十年代，已