【正文】 電平有效，持續(xù)時間要有24個時鐘周期以上。 主控器與傳感器的連接電路由AT89C52根據(jù)總線的接口規(guī)范向智能溫度傳感器發(fā)送諸如啟動轉(zhuǎn)換、設(shè)置配置寄存器、讀取溫度等命令。二者之間的數(shù)據(jù)傳輸完全是串行的。同步通信時要建立發(fā)送方時鐘對接收方時鐘的直接控制，使雙方達到完全同步。發(fā)送方對接收方的同步通過外同步來實現(xiàn)。接收方根據(jù)這些同步脈沖來完成接收過程。單線總線在空閑狀態(tài)下呈高電平。單線總線加低電平的時間超過480μs時，總線上所有的器件都被復(fù)位。除了應(yīng)答脈沖，其余信號均由CPU控制。所有寫時序都至少需要60μs，且在兩次獨立的寫時序之間至少需要1μs的恢復(fù)時間。對于寫“1”時序，主機在拉低總線后，接著必須在15μs內(nèi)釋放總線，由上拉電阻將總線拉至高電平；而對于寫“0”時序，在主機拉低總線后，只需要在整個時序內(nèi)保持低電平即可（至少60μs）。如果在此期間采樣為高電平，則對該器件寫入邏輯1，低電平則寫入邏輯0。所以一般在主機給單線器件發(fā)送了讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時序，以便器件能傳輸數(shù)據(jù)。每個讀時序都由主機發(fā)起，拉低總線至少1μs，然后釋放單線。若其發(fā)送1，則保持總線為高電平。從機發(fā)出的數(shù)據(jù)在起始時序之后15μs內(nèi)保證可靠有效。每次的命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機啟動寫時序開始的，如果要求單線器件回送數(shù)據(jù)，在進行完寫命令后，主機需要啟動讀時序完成數(shù)據(jù)接收。在對一位的“0”和“1”規(guī)定好時序后，命令字節(jié)和數(shù)據(jù)字節(jié)的發(fā)送就表現(xiàn)為多個“0”、“1”在時間上的排列。CPU對ROM操作完畢即發(fā)出控制操作命令，使DS18B20完成溫度測量并將測量結(jié)果存入高速暫存器中，然后讀出結(jié)果。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第2字節(jié)。當(dāng)符號位S=0時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進制位轉(zhuǎn)換為十進制；當(dāng)符號位S=1時，表示測得的溫度值為負值，要先將補碼變成原碼，再計算十進制值。所有ROM操作命令均為8位字長。該命令允許CPU讀取DS18B20中的8位產(chǎn)品系列編碼、48位序列號以及8位的CRC。(2)符合ROM命令。(3)搜索ROM命令。(4)跳過ROM命令。在單線總線的情況下可以節(jié)省時間。該命令僅在最近一次溫度測量出現(xiàn)報警的情況下，DS18B20才對該命令做出響應(yīng)。只要DS18B20不掉電，報警狀態(tài)將一直保持，直到再一次測得的溫度值達不到報警條件。D/A轉(zhuǎn)換器是一種能把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的電子器件。 DAC0832的硬件電路DAC0832主要由兩個8位寄存器和一個8位D/A轉(zhuǎn)換器組成。8位DAC寄存器用于存放等待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，由控制。因此，DAC0832通常需要外接運算放大器才能得到模擬輸出電壓。CS為片選線，當(dāng)CS為低電平時，本片被選中工作；當(dāng)為高電平時，本片不被選中工作。當(dāng)ILE為高電平時，8位輸入寄存器允許數(shù)字量輸入。和為兩條寫命令輸入線。用于控制D/A轉(zhuǎn)換的時間：若和同時為低電平，則8位DAC寄存器輸出跟隨輸入；否則8位DAC寄存器鎖存數(shù)據(jù)。DAC0832采用R2R T型網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換法。Rfb為運算放大器反饋線，常常接到運算放大器輸出端。IOUT1+IOUT2為一常數(shù)：若輸入數(shù)字量為全“1”，則IOUT1為最大，IOUT2為最??；若輸入數(shù)字量為全“0”，則IOUT1最小，IOUT2最大。為此，IOUT1和IOUT2通常接運算放大器輸入端。VREF為參考電壓輸入端，用來將外部基準電壓與片內(nèi)的T型電阻網(wǎng)絡(luò)連接。由D/A轉(zhuǎn)換器原理可得出輸出電壓對輸入數(shù)字量的關(guān)系為：式中；為一常數(shù)。輸入數(shù)字量B為0時，也為0，輸入數(shù)字量為255時，為負的最大值，輸出電壓為負的單極性。這樣CPU只要執(zhí)行一條輸出指令，就可以把數(shù)據(jù)直接寫入0832的DAC寄存器，然后輸出一個模擬的電壓信號。使用觸點式繼電器控制，由于采用電磁吸合方式，在開關(guān)瞬間，觸點容易產(chǎn)生電火花，從而引起干擾。所以本系統(tǒng)中采用固態(tài)繼電器，較好地克服了這方面的問題。因此，固態(tài)繼電器實際上是一種帶光電隔離器的無觸點開關(guān)。對于交流供電的負載，其開關(guān)量的輸出控制可用交流型固態(tài)繼電器來實現(xiàn)。下面說明交流型SSR的工作原理。工作時只要在A、B上加上一定的控制信號，就可以控制C、D兩端之間的“通”和“斷”，實現(xiàn)“開關(guān)”的功能，其中耦合電路的功能是為A、B端輸入的控制信號提供一個輸入/輸出端之間的通道，但又在電氣上斷開SSR中輸入端和輸出端之間的(電)聯(lián)系，以防止輸出端對輸入端的影響，耦合電路用的元件是“光耦合器”，它動作靈敏、響應(yīng)速度高、輸入與輸出端間的絕緣(耐壓)等級高；由于輸入端的負載是發(fā)光二極管，這使SSR的輸入端很容易做到與輸入信號電平相匹配，在使用時可直接與計算機輸出接口相接，即受“1”與“0”的邏輯電平控制。但由于開關(guān)電路在不加特殊控制電路時，將產(chǎn)生射頻干擾并以高次諧波或尖峰等污染電網(wǎng)，為此特設(shè)“過零控制電路”。這種設(shè)計能防止高次諧波的干擾和對電網(wǎng)的污染。 溫度控制電路原理由于DAC0832輸出的電壓范圍是5～0V，不能直接加在固態(tài)繼電器上。 溫度控制電路=+5V，設(shè)DAC0832的輸出電壓為，設(shè)四個電阻相交于A點，R4的作用是限制電流，其電流很小，在計算中暫時不考慮。 鍵盤顯示接口 ，鍵盤顯示系統(tǒng)采用8155芯片控制44矩陣鍵盤和4個七段數(shù)碼管LED顯示，以實現(xiàn)用戶的輸入和數(shù)據(jù)輸出。 系統(tǒng)中將8155的B口作為顯示接口，經(jīng)74LS48的驅(qū)動器與LED相連，8155的A口的PA3－PA0作為掃描接口，從B口的PB3－PB0讀入列值，鍵盤處理為中斷方式，所以8155的B口工作在兩種方式下：在顯示狀態(tài)時為輸入方式，在鍵盤中斷服務(wù)程序處理過程中為輸入方式。這兩種顯示方式各有利弊；靜態(tài)顯示雖然數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的CPU時間，但每個顯示單元都需要單獨的顯示驅(qū)動電路，動態(tài)顯示雖然有閃爍感，占用的CPU時間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間。 功率放大電路我們選用采用了PNP型共發(fā)射極放大電路，它的輸入阻抗幾百～幾千歐，輸出阻抗幾千～幾十千歐，電壓放大倍數(shù)大，電流放大倍數(shù)大，功率放大倍數(shù)大。 第4章 軟件設(shè)計 溫度控制程序所要完成的任務(wù)：8031，8155芯片的初始化以及分配內(nèi)存單片及設(shè)置定時器參數(shù)，溫度采樣，數(shù)字濾波，進行轉(zhuǎn)換計算，判斷溫度是否在規(guī)定范圍內(nèi)，超限報警和處理；顯示溫度及輸入控制。程序開始內(nèi)部RAM和顯示初始化 有key處理key確認鍵按下測 溫顯示溫度控溫時刻到PID超限報 警結(jié) 束YNNYNNY 圖 PID計算程序我們可以根據(jù)上式編程，根據(jù) 計算計算返回計算計算計算P（K）計算 PID計算程序流程圖程序清單如下：PID: MOV R5,31H 。UR送R5R4 MOV R3,2AH 。Ui(K)送R3R2 ACALL CPL1 。計數(shù)E(K) MOV 39H,R7 。E(K)送39H和3AH單元 MOV R5,35H 。KI送R5R4 MOV R0,4AH 。計算PI=KI*E(K)MOV R5,39H 。E(K)送R5R4 MOV R3,3BH 。E(K1)送R3R2 ACALL CPL1 。求[E(K)E(K1)] MOV R5,33H 。Kp送R5R4 MOV R0,46H 。求得Pp MOV R5,49H 。Pp的高16位送R5R4 MOV R3,4DH 。KP1送R3R2 ACALL DSUM 。存入4AH和4BH單元 MOV 4BH,R6 。E(K)送R5R4 MOV R4,3AH 。E(K2)送R3R2 MOV R2,3EH 。計算E(K)+E(K2) MOV R5,R7 。存入R5R4 MOV R3,3BH 。E(K1)送R3R2 ACALL CPL1 。計算E(K)+E(K2)E(K1) MOV R5,R7 。存入R5R4 MOV R3,3BH 。E(K1)送R3R2 ACALL CPL1 。求E(K)2E(K1)+E(K2) MOV R5,37H 。KD送R5R4 MOV R0,46H 。求得PD MOV R5,49H 。送入R5R4 MOV R3,4AH 。Pp+PI送R3R2 ACALL DAUM 。送入R3R2 MOV R2,R6 。P(K1)送R5R4 MOV R4,30H 。求出P(K) MOV 2FH,R7 。存入2FH和30H單元 MOV 3DH,3BH 。E(K1)送E(K2)單元 MOV 3BH,39H 。E(K)送E(K1)單元 RET 結(jié) 論本系統(tǒng)核心是控制算法的設(shè)計和實現(xiàn)，各方面指標基本達到題目要求。此系統(tǒng)是一種高效低成本的系統(tǒng)，他具有很多優(yōu)點，適合在很多場所中的具體情況，具有很強的推廣優(yōu)勢，而且很方便實現(xiàn)應(yīng)用場所的實時操控。如對于溫度傳感器，供我們選擇的也有很多種，但是DS18B20溫度傳感器芯片可直接把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號供單片機讀取是我們選擇該芯片的主要原因。 通過對溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計，我在各方面都掌握了很多有用的知識，比如在傳感器方面、計算機軟件硬件技術(shù)等。參考文獻：[1] 胡漢才. 單片機原理及接口技術(shù)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，1996，46～70[2] 何立民. 單片機應(yīng)用技術(shù)選編—5[M]. 北京：，380～385[3] 張振榮. MCS51單片機原理及實用技術(shù)[M]. 北京：人民郵電出版社，2000，192～221[4] 曹玉林，曹巧媛. 單片機原理與接口技術(shù)[M]. 北京：，64～92[5] 楊忠煌. 單芯片8051實務(wù)與應(yīng)用[