【正文】 deD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 3共陽數(shù)碼管+ 5VR13 00abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 1共陽數(shù)碼管P 3. 0A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713C L K8MR9U17 4L S 1 64P 3. 1+ 5V 圖 37 溫度控制模塊 電爐控制采用 可控硅 來實現(xiàn)， 水箱 加熱絲串接在交流 220 V 市電回路中。 表 這是 12位轉(zhuǎn)化后得到的 12位數(shù)據(jù)，存儲在 18B20 的兩個 8位的 RAM 中，二進制中的前面 5位是符號位，如果測得的溫度大于 0，這 5位為 0，只要將測到的數(shù)值乘以 即可得到實際溫度。 的結(jié)構(gòu)及原理 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64 位光刻 ROM、溫度傳感器、非易失性溫度報警觸發(fā)器 TH和 TL、配置寄存器。 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳 ， 開漏單總線接口引腳 ， 當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電 源。 F． 內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。 C． 實際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實現(xiàn)測溫。 1. DS18B20 產(chǎn)品的特點 A． 只要求一個端口即可實現(xiàn)通信。 圖 32 溫度采集電路模塊 DS18B20 的簡介 DS18B20 數(shù)字溫度計是 DALLAS 公司生產(chǎn)的 1－ Wire，即單總線器件，具有線路簡單，體積小的特點。由于 DS18B20按照工業(yè)設(shè)計要 求設(shè)計，溫度測量范圍從 55℃ —— 125℃， 且具有高精度、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強等。 智能溫度傳感器 DS18B20，它的最高分辨率為 12位，可識別 溫度。 表 寄存器 IE 中斷允許控制位 =1 允許中斷 中斷允許控制位 =0 禁止中斷 表 中斷允許控制寄存器 符號 地址 位功能 EA 中斷允許總控制位。它們的值一直到下一個周期被電路捕捉下來。實際上，中斷服務(wù)程序必須判定是否是 TF2 或 EXF2 激活中斷，標(biāo)志位也必須由軟件清 0。定時器 2可以被寄存器 T2CON 中的 TF2 和 EXF2 的或邏輯觸發(fā)。用戶軟件不應(yīng)給這些位寫 1。如表 所示， 位是不可用的。每個中斷源都可以通過置位或清除特殊寄存器IE 中的相關(guān)中斷允許控制位分別使得中斷源有效或無效。為了確保給定的電平在改變前采樣到一次，電平應(yīng)該至少在一個完整的機器周期內(nèi)保持不變。在檢測到跳變的這個周期的 S3P1 期 間，新的計數(shù)值出現(xiàn)在寄存器中。在這種方式下，每個機器周期的 S5P2 期間采樣外部輸入。由于一個機器周期由 12 個晶振周期構(gòu)成，因此，計數(shù)頻率就是晶振頻率的 1/12。定時器 2 有2 個 8位寄存器： TH2 和 TL2。定時器 2有三種工作模式：捕捉方式、自動重載（向下或向上計數(shù)）和波特率發(fā)生器。 定時器 0 和定時器 1:定時器 0和定時器 1 與 AT89C21 和 AT89C52 一樣 . 定時器 2: 定時器 2是一個 16位定時 /計數(shù)器，它既可以做定時器 ，又可以做事件計數(shù)器。當(dāng)一條指令訪問高于 7FH 的地址時，尋址方式?jīng)Q定 CPU 訪問高 128 字 RAM 還是特殊功能寄存器空間。高 128 字節(jié)與特殊功能寄存器重疊。對于 89S52，如果 EA 接 VCC，程序讀寫先從內(nèi)部存儲器（地址為 0000H～ 1FFFH）開始，接著 從外部尋址，尋址地址為： 2020H～ FFFFH。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 PSEN 信號將不出現(xiàn)。 PSEN：外部程序存儲器的選通信號。 否則 ， ALE將 被略微拉高。在 地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位 置 “ 1”， ALE 操作將無效 。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 RST：復(fù)位輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流 ， 這是由于上拉的緣故。 P3 口： P3 口管腳是 8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL門電流。P2口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號 。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P1 口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的 低 八位。 P0 口： P0 口為一個 8位漏 級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。同時， AT89S52可降至 0HZ 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。反饋通道采用的 DS18B20 做測溫 傳感器 。在進行系統(tǒng)實現(xiàn)時，從精度高、使用安全、系統(tǒng)硬件簡單、使用操作方便的角度出發(fā)，選擇高可靠性的器件和電路方案 .本設(shè)計 采用 AT89S52 為主控芯片，前向通道采用可控硅做執(zhí)行元件，反饋通道則是采用了 DS18B20 作測溫元件。在信號放大模塊中采用模糊 PID（具體工作原理見 ），其將自適應(yīng)的控制可控硅觸發(fā)線路中的偏置電壓，從 而實現(xiàn)自動控制溫度。而只要改變可控硅管的導(dǎo)通時間便可改變加熱線功率，以達到調(diào)節(jié)溫度的目的。 電熱爐的供電電壓是經(jīng)可控硅整流電源提供的，它的電壓連續(xù)可調(diào)。 其總體硬件框圖如圖 22： 圖 22 功能硬件框圖 單片機 （產(chǎn)生控制號） 信號放大 功率驅(qū)動電路 電熱絲 DS18B20 測溫電路 單 片 機 驅(qū)動電路 可控硅 電 爐 爐 溫 DS18B20 測溫電路 輸入輸出設(shè)備 3 系統(tǒng)工作原理 本設(shè)計是對溫度進行實時監(jiān)測與控制，設(shè)計的溫度控制系統(tǒng)實現(xiàn)了基本的溫度控制功能： 當(dāng)溫度低于設(shè)定下限溫度時，系統(tǒng)自動啟動 可控硅 加溫，使溫度上升。反饋回路由 DS18B20 電路組成。單片機系統(tǒng)可用數(shù)碼管顯示溫度的實際值和預(yù)設(shè)值，可用鍵盤輸入設(shè)定值。過程輸入輸出通道由測量電路和輸出電路等構(gòu)成，其中測量電路功能為將測量到的信號經(jīng)過處理變成數(shù)字信號送入單片機中進行處理，組成測量電路 2 的元器件類型的選擇和被控溫度及精度等級有關(guān)。 要求恒溫范圍為 40℃ 90℃中的某一溫度值 ,溫度誤差在 ℃以內(nèi)，要求采用合適的控制算法 。本系統(tǒng)采用單片機編程實現(xiàn) 模糊 PID 算法進行溫度控制。這種方法實現(xiàn)簡單、成本低，但控制效果不理想，控制溫度精度不高、容易引起震蕩，達到穩(wěn)定點的時間也長 ， 而采用 模糊 PID 算法進行溫度控制，它具有控制精度高，能夠克服容量滯后的特點，特別適用于負荷變化大、容量滯后較大、控制品質(zhì)要求又 很高的 并且能夠自適應(yīng)的 控制系統(tǒng)?？梢哉f溫度控制技術(shù)無處不在。 關(guān)鍵詞 ： 恒溫箱 溫度控制 ； PID控制 ； 模糊控制； 單片機 Based on fuzzy PID control temperature control system design Abstract： In industrial production, temperature control usually has oneway, hysteresis, large inertia and timevarying characteristic, the realization of temperature control of the rapidity and the accuracy, to improve the quality of our products and production efficiency has very important practical significance. This system design with the thermostatic water tank as controlled object, by microputer as the controller design a temperature control system, constant temperature range for 40 ℃ ~ 90 ℃ temperature, the temperature of a certain error within ℃ . In the control algorithm, due to the traditional PID algorithm its parameters Settings, the operation of the system, control environment changes, actuator parameters change and cause mathematic model of the system change, these parameters are not fit to change. And fuzzy control its advantage is not need to be controlled object, and the mathematical model according to artificially control laws governing decision table, and then by the quantity of decision control table, fuzzy control and PID control bined, you will get more flexible and adaptable fuzzy control, and can get PID control precision and static performance good points. Key words: Constant temperature box temperature control； PID control； Fuzzy control； SCM 目錄 1 緒論 ..........................................................................................................................................1 設(shè)計背景 及意義 ...................................................................................................................1 ............................................................................