简易温度控制系统
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智能温控仪AI-808系统简易操作说明①、面板说明及操作说明;②、操作说明1、要改变温度设定值,请点击一下键,这时SV 窗小数点闪烁,按键或键增加或减少数据。
2、按键可移动修改数据的位置,按、键可增加或减少数据值,设定完成后6秒自动复位。
3、报警温度值的设定,按动键3秒以上,这时PV 屏显示HIAL (上限报警),SV 屏最后一位小数点开始闪动。
调整步骤按第2条完毕,6秒后自动复位。
LOAL (下限报警)设定只要再点击一下,操作同上。
4、启动自调整,按键并保持3秒钟,等仪表的SV 窗显示AT 再放开,自整定开始,如果提前终止自整定,再按键并保持到SV 窗AT 字样不显示,再放开,自整定终止。
通常自整定只需操作一次即可。
5、LOC 为数据锁功能,当LOC=0时允许设置现场数据,当LOC=2时不允许改变已设数据值。
LOC=808开锁功能。
6、例如要设置成一台K 型,输出0~10mA ,上限报警1000℃、下限报警200℃的仪表,厂方设置现场参数:Sn 为0、Ctr1为1、HIAL 为1000、LOAL 为200、OPI 为1、OPH 为100。
仪表显示现场参数:HIAL (上限报警)、LOAL (下限报警)、Ctr1(自整定设置)、OPH (功率调整)、LOC (数据自锁)。
7、该仪表智能化程序较高,有些功能没有使用,请勿随意调节仪表参数,以免仪表不能正常工作。
① OUT 调节输出指示灯 ② AUX 辅助接口工作指示灯 ③显示转换键(兼参数设置进入)④ 数据移位键(兼手动/自动切换及程序设置进入)⑤数据减少键(兼程序运行/暂停操作) ⑥ 数据增加键(兼程序停止操作)⑦ AL1 报警指示灯1(上限) ⑧ AL2 报警指示灯2(下限)⑨ PV 测量值显示窗 ⑩SV 给定值显示窗①② ⑦ ⑧ ⑨⑩ ③ ④ ⑤ ⑥① ⑦ ⑧ ② ③ ④⑤⑥ ⑨ ⑩⑨ ⑩ ③④⑤⑥① ⑦ ② ⑧ 图1:AI-808B 系列 图2:AI-808A 系列 图3:AI-808E 系列③参数功能及设置④输入规格选择参数Sn⑤仪表维修和保存:仪表因制造质量发生故障由本厂负责全面保修,因使用不当而造成损坏的则本厂酌收修理成本费,本厂仪表终身维修,仪表应在包装齐全的情况下存放在干燥不通风,无腐蚀性气体的场合。
温度控制是工业控制的主要对象之一,常用的温控数学模型是一阶惯性加上纯滞后环节,但其随着加热对象和环境条件的不同,会存在着较大的差异。
因为温控对象这种较为普遍的含有纯滞后环节的特点,容易引起系统超调和持续的振荡,温度控制对象的参数会发生幅度较大的变化。
因此无法采用传统的控制方法(如常规的PID控制)对温度进行有效的控制,而智能控制不需要对象的精确数学模型就可以对系统实施控制[1]。
温度控制多采用由单片机系统来实现温度控制,其缺点是远程控制系统复杂,可靠性差,特别是当控制点较多、距离较远时,采取总线方式的通讯出错概率较高,影响到温度的控制精度[2]。
目前,多家厂商(如日本导电、岛通)均推出精度可达0.1级的基于PID算法的智能型温控仪表,然而这些公司对其核心技术并不公开,同时也不开放用于系统改进的接口或者代码。
本文的设计基于STM32硬件单元,采用一种温控单元与计算机相结合的主从式远程温度控制模式。
利用工控机进行PID参数整定后通过网络控制温控单元的输出,温控单元输出控制信号调整可控硅的开角,从而达到改变加热功率的目的。
本文采用仪表与计算机相结合的主从控制模式,软、硬件部分分别独立工作,便于系统的升级改造,可以有效地提高控制策略的灵活性。
本文所研究的基于组态软件实现的模糊PID算法智能温度远程监控系统,能较好地解决温度的远程控制问题,且系统结构非常简单,温度控制精度高。
系统总体方案设计温度控制系统用于控制电加热炉内的温度,热源为高温电阻丝,采用可控硅电压调整器来进行电加热炉的温度调整,此调整器是通过控制可控硅的导通角而调整输出电压、改变加热体的发热功率、从而达到控制电加热炉温度的目的。
如图1所示,加热炉实时的温度由温控单元采集热电偶转变为电压信号,经温控单元整理后,通过TCP/IP协议将打包后的温度数据传送至工控机端,将此温度的采样值与设定值比较,采取相应的控制算法计算出实时的PID参数,通过网络控制温控单元,温控单元输出4~20mA电流信号至可控硅调压器,对可控硅的导通角的开度进行控制,调整加热炉的温度。
温度控制系统工作原理温度控制系统工作原理温度控制系统是一种用于控制温度的自动化设备,它能够根据输入信号对环境温度进行调节,以实现期望的空间温度。
温度控制系统具有自动控制、节能、节约、方便等特点,可用于家庭、厂房、机房和其他场所的温度控制。
下面我们就一起来了解一下温度控制系统的工作原理及控制系统的结构与功能。
一、温度控制系统的工作原理1、环境温度检测:温度控制系统首先必须要到采集环境温度,一般使用温度传感器来采集环境温度值,经过温度控制系统的控制器处理,将采集到的温度值发送给控制系统以实现温度控制系统的控制。
2、控制输出:根据温度控制系统的设定值和环境温度值,温度控制系统的控制器能够做出正确的控制决策,控制系统控制器就会根据其决策通过开关来控制负载,实现对负载的控制,使得环境温度满足控制系统的设定值。
3、温度控制系统调节:温度控制系统的调节是持续进行的,当环境温度大于或小于控制系统设定的温度值时,控制器就会持续进行控制,以维持环境温度等于或接近控制系统的设定值。
二、温度控制系统的结构与功能1、温度控制系统的主要组成部分:温度控制系统由温度传感器、控制器、显示装置、开关、负载等部分组成。
2、温度传感器:温度传感器的作用是采集环境温度,然后将采集到的温度值发送给控制器。
3、控制器:控制器的功能是根据温度控制系统的设定值和环境温度值,做出控制输出决策,控制负载,以实现温度控制的目的。
4、显示装置:显示装置的作用是实时显示环境温度值和控制系统的设定值,以便于温度控制系统的调整和监控。
5、开关:温度控制系统的开关的作用是根据控制器的控制输出决策控制负载,以实现温度控制的目的。
6、负载:负载的作用是根据控制器的决策控制负载,以实现温度控制系统控制的目的。
以上就是温度控制系统的工作原理及控制系统的结构与功能介绍,温度控制系统的优点在于它具有自动控制、节能、节约、方便等特点,可用于家庭、厂房、机房和其他场所的温度控制,是大家非常理想的温度控制设备。
高二通用技术期末试卷带答案解析考试范围:xxx ;考试时间:xxx 分钟;出题人:xxx 姓名:___________班级:___________考号:___________1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上一、选择题1.下列日常用语没有反应系统整体性的是( ) A .丢卒保车 B .春捂秋冻C .一招不慎,全盘皆输D .三个小皮匠顶个诸葛亮 2.Windows2000操作系统属于( )A .抽象系统B .人造系统C .实体系统D .自然系统3.李波设计了一个简易的温度控制系统。
该系统工作过程如下:设置好上限温度(39℃)和下限温度(37℃),确定孵化室的温度(37℃-39℃)。
然后将温度传感器安放在孵化室内,用于检测温度并随时将信息反馈给比较器。
当反馈的温度低于下限温度时,控制器受到触发后发出接通电加热器电路的指令,指令信号经接口电路推动电磁继电器电路动作,闭合电加热器电路,电加热器对孵化室加热;当反馈的温度达到上限温度时,控制器则发出断开指令,电加热器电路断开,停止加热。
该控制系统中被控对象是( ) A .温度传感器 B .电磁继电器C .孵化室(孵化室的温度)D .电加热器4.以下关于流程的说法,不正确的是( )A .在生产活动中,针对不同的生产过程和工艺要求,往往会有相应的流程B .流程是由一系列连续有规律的环节组成的C .流程中各个环节出现的时序是不能改变的D .流程是指若干环节随着时间变化,依序完成的进程 5.下列关于控制系统说法,正确的是( ) A .开环控制原理筒单,控制过程不能人工干预B.闭环系统能实现自动控制,开环系统不可以C.所有的控制系统都有反馈环节D.控制系统独立运行,不受外界干扰6.在下列关于系统,哪个是有关整体性的理解( )A.系统是一个整体,具有整体的特性功能、目标和作用的有机整体B.也称为功能性,每个系统都具有特殊的功能,这是区别不同系统的主要标志C.构成系统的各元素之间,是相互联系、相互作用、相互依赖、相互影响的关系,是彼此相关的D.系统都存在于一定的环境中,并不断地与外界环境进行物质的、能量的和信息的交换,系统必须适应外部环境的变化7.大型电器包装箱一般在侧面开有二端是圆角的长方形手提孔,以方便搬移电器。
长安大学《单片机原理及接口技术》课程设计(简易温度控制系统)专业:电气工程及其自动化学号: 2804060132姓名:任晴利指导老师:段晨东时间: 2008.12.22~2009.01.03目录目录。
题目。
摘要。
需求分析。
方案比较。
硬件设计。
硬件电路设计。
总体电路设计。
软件设计。
调试及结果分析。
附录1 电路程序。
附录2 电路总图。
题目:简易温度控制系统一.任务设计并制作一个简易的单片机温度自动控制系统(见图一)。
控制对象为自定。
图一 恒温箱控制系统二.要求设计要求如下(1)温度设定范围为40℃~90℃,最小区分度为1℃(2)用十进制数码显示实际温度。
(3)被控对象温度采用发光二极管以光柱形式和数码形式显示。
(4)温度控制的静态误差≤2℃。
扩充功能:控制温度可以在一定范围内设定,并能实现自动调整,以保持设定的温度基本保持不变(测量温度时只要求在现场任意设置一个检测点)。
恒温箱 执行器 可编程 控制器 显示器 变送器 设置键盘 电源 220V AC 温度传感器摘要本系统以A T89S52单片机芯片为核心,组成温度测量和控制系统,采用DS18B20数字温度传感器对温度进行实时采样,并将测量结果用数码管实显示,可以运用键盘按钮对温度进行设定,并且驱动加热器或制冷器将温度调整到设定温度,其功能完善,人机界面良好,可靠性高,AbstractThe system to single-chip AT89S52 chip as the core, the composition of the control of temperature control system of the adoption of digital temperature sensor DS18B20 temperature sampling, real-time display with digital temperature control, you can use the keyboard for temperature regulation, the use of heater and cooler temperature adjustments to improve its functions, a good man-machine interface, high reliability一、需求分析根据题目的具体要求,经过阅读思考,可对题目的具体任务、功能、技术指标等作如下分析。
简易水温控制系统 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-一个简易水温控制系统的设计———控制算法设计摘要在工农业生产和日常生活中,对温度的检测与控制始终有着非常重要的实际意义和广泛的实际应用。
为了加深计算机控制理论的理解,故设计一个温度控制系统,该系统主要由温度信号采集与转换模块、主机控制模块、温度控制模块、液晶显示模块四部分组成,控制算法为PID算法。
系统可实现稳态误差小于1℃,最大超调小于1℃,并且调节时间较短,恒定效果好。
温度控制系统的对象存在滞后,它对阶跃信号的响应会推迟一些时间,对自动控制产生不利的影响,因此对温度准确的测量和有效的控制是此类工业控制系统中的重要指标。
温度是一个重要的物理量,也是工业生产过程中的主要工艺参数之一,物体的许多性质和特性都与温度有关,很多重要的过程只有在一定温度范围内才能有效的进行,因此,对温度的精确测量和可靠控制,在工业生产和科学研究中就具有很重要的意义。
本文阐述了过程控制系统的概念,介绍了一个基于数字传感器DS18B20和单片机STC89C52的简单温度控制系统,以电热水壶为被控对象,通过实验的方法建立温度控制系统的数学模型,采用了PID算法进行系统的设计,达到了比较好的控制目的。
该系统可通过液晶显示器LCD1602显示数据或字符,通过按键设定参数;通过DS18B20测温,实现电热杯水温控制;通过PL2303下载端口,实现单机和上位机的通讯。
实验表明该系统能够实现对温度的控制,具有一定的控制精度。
该系统测温电路简单、连接方便,可用于简单温度控制的场合。
关键词:单片机;温度传感器;液晶显示器;PID算法AbstractIn industrial and agricultural production and daily life, the testing and control of temperature has always had very important practical significance and extensive practical application. In order to deepen the understanding of the computer control theory, the design of a temperature control system, the system is mainly composed of temperature signal acquisition and conversion module, host control module, temperature control module, liquid crystal display module four parts, the control algorithm for PID algorithm. System can realize the steady state error is less than 1 ℃, the maximum overshoot less than 1 ℃, and the adjustment time is shorter, constant effect is good. Lagged temperature control system of the object, its response to the step signal will delay some time, produce adverse effect to the automatic control, so effective for accurate temperature measurement and control is an important indicator in the industrial control system. Temperature is an importantphysical quantities, it is also one of the main process parameters in industrial production process, many properties of objects and features are related to temperature, a lot of important process can only be effective in a certain temperature range, thus, accurate measurement and reliable control of temperature, in the industrial production and scientific research has the very vital significance. This paper expounds the concept of process control system, introduced a digital sensor DS18B20 and single chip microcomputer based STC89C52 simple temperature control system, electric kettle for controlled object, and through the experiment the method to establish the mathematical model of temperature control system, using PID algorithm to the design of the system, to achieve the better control. Through DS18B20, the temperature control of the electric heat cup is achieved. Through the PL2303 download port, the communication between the single machine and the above machine is achieved. The experiment shows that the system can control the temperature, and has certain control accuracy. The system is simple and easy to connect, which can be used for simple temperature control.Key words: single chip microcomputer;the temperature sensor;Liquid crystal display;PID algorithm目录一﹑设计任务与要求1.基本要求1L水由1kW的电路加热,要求水温可以在一定范围内由人工设定,并能在环境温度变化时实现自动调整,以保持在设定的温度。
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一种简易温控智能风扇控制系统的设计
作者:李娣娜王洋
来源:《现代电子技术》2012年第21期
摘要:为了实现温度对电风扇的智能控制,设计并制作了一种以AT89C51为控制核心的简易智能风扇控制系统,包括硬件和软件两部分,重点介绍DS18B20对温度检测的方法及利用温度如何实现风扇的智能控制。
该系统通过仿真和实物测试,可实现温度的显示及根据温度智能控制风扇的开启和关闭,且具有电路结构简单、操作容易、硬件少、成本低等特点。
关键词:AT89C51;智能风扇; DS18B20;温度检测
0 引言。
采用555时基电路的简易温度控制器本电路是采用555时基集成电路和很少的外围元件组成的一个温度自动控制器。
因为电路中各点电压都来自同一直流电源,所以不需要性能很好的稳压电源,用电容降压法便能可靠地工作。
电路元件价格低、体积小、便于在业余条件下自制。
该电路制作的温度自动控制器可用于工业生产和家用的电加热控制,效果良好。
一、电路工作原理电路原理如图所示。
采用555时基电路的简易温度控制器电路图当温度较低时,负温度系数的热敏电阻Rt阻值较大,555时基集成电路(IC)的2脚电位低于Ec 电压的1/3(约4V),IC的3脚输出高电平,触发双向晶闸管V导通,接通电加热器RL进行加热,从而开始计时循环。
当置于测温点的热敏电阻Rt 温度高于设定值而计时循环还未完成时,加热器RL 在定时周期结束后就被切断。
当热敏电阻Rt 温度降低至设定值以下时,会再次触发双向晶闸管V导通,接通电加热器RL 进行加热。
这样就可达到温度自动控制的目的。
二、元器件的选择电路中,热敏电阻Rt 可采用负温度系数的MF12 型或MF53 型,也可以选择不同阻值和其他型号的负温度系数热敏电阻,只要在所需控制的温度条件下满足Rt+VR1=2R4这一关系式即可。
电位器VR1取得大一些能获得较大的调节范围,但灵敏度会下降。
双向晶闸管V也可根据负载电流的大小进行选择。
其他元件没有特殊要求,根据电路图给出参数来选择。
三、制作和调试方法整个电路可安装在一块线路板上,一般不需要调试,时间间隔为1 1R2×C3,应该比加热系统的热时间常数选得小一些,但也不能太小,否则会因为双向晶闸管V急速导通或关闭而造成过分的射频干扰。
安装调试完后可装入一个小塑料盒内,并将热敏电阻Rt引出至测温点即可。
温度自动控制系统简介温度自动控制系统是一种利用现代控制技术对环境温度进行自动调节的系统。
它通过感知环境温度,并根据设定的温度范围自动调节控制器来实现温度的自动控制。
构成温度自动控制系统主要由以下几个部分构成:1. 温度感知器温度感知器是一种能够感知环境温度的传感器。
常见的温度感知器有热敏电阻、热电偶和红外线温度传感器等。
它们能够将温度转化为电信号,供控制器进行处理。
2. 控制器控制器是温度自动控制系统的核心组件,负责接收来自温度感知器的温度信号,并根据设定的温度范围进行判断和控制。
控制器通常采用微处理器或微控制器实现,它可以根据信号进行计算和判断,并控制执行器的工作状态。
3. 执行器执行器是根据控制器的指令来执行相应动作的设备。
在温度自动控制系统中,执行器通常是一种能够调节环境温度的设备,例如电加热器、冷却风扇或空调系统等。
控制器会根据当前温度与设定温度的差值,发送信号给执行器,以调整环境温度。
4. 电源电源是为整个温度自动控制系统提供电能的设备。
温度自动控制系统通常使用直流电源,以保证稳定可靠的供电。
工作原理温度自动控制系统的工作原理可以简要描述如下:1.温度感知器感知环境温度,并将温度信息转化为电信号。
2.控制器从温度感知器接收到温度信号,并判断当前温度是否在设定的温度范围内。
3.如果当前温度在设定的温度范围内,控制器不做任何动作。
4.如果当前温度超过设定的温度范围上限,控制器会发送信号给执行器,使其启动冷却设备,以降低温度。
5.如果当前温度低于设定的温度范围下限,控制器会发送信号给执行器,使其启动加热设备,以提高温度。
6.控制器会定期检测温度,并根据需要调整执行器的工作状态,以保持环境温度在设定范围内。
应用领域温度自动控制系统在许多领域都有广泛应用,下面是几个常见的应用领域:1. 家庭空调系统家庭空调系统是最常见的应用之一。
温度自动控制系统可以根据家庭成员的需求,自动调节空调的工作状态,以保持室内温度在舒适范围内。
目录摘要 (2)第1章系统综述 (3)第2章开发平台及模块介绍 (3)2.1开发工具 (3)2.2处理器AT89C51简介 (5)2.3芯片DS18B20的介绍 (6)第3章系统的软硬件设计 (7)3.1设计框图 (7)3.2硬件电路设计 (8)3.2软件设计 (9)第4章调试及结果 (13)4.1调试中所遇问题以及解决方法 (13)4.2仿真结果 (13)结束语 (14)致谢 (15)参考文献 (15)简易温度控制系统摘要单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛,温度则是人们日常生活中常常需要测量和控制的一个量。
本文采用AT89C51单片机和温度传感器DS18B20,从硬件和软件两方面介绍一款简易温度控制器的设计过程,并对硬件原理图和流程图做了简要的描述。
本系统要求能够实时可靠监控温度变化,指示准确,要实现温度的自动控制,首先,要准确的检测环境温度;其次,要把检测到信号转换成控制器件可识别的数字信号;再次,用单片机完成控制加热,保证温度不低于设定值。
如果温度将高于设定值,关闭加热器件,使其自行冷却。
保持温度在设定值,误差不高于1℃。
关键字:单片机;AT89C51 ;温度传感器;DS18B20第1章系统综述随着单片机技术的不断发展,单片机在日常电子产品中的应用越来越广泛,温度传感器DS18B20具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、抗干扰能力强、使用方便等特点,广泛应用于冰箱、空调器、饮水机等日常生活中温度的测量和控制。
传统的温度控制器反应速度慢,读数麻烦,测量精度不高,误差大等缺点,本文利用集成温度传感器DS18B20设计制作了一款基于AT89C51的1位数码管显示的温度控制器,其电路简单,软硬件结构模块化易于实现。
该温度控制器利用DS18B20集成温度传感器及其接口电路完成温度的测量,最后将温度值显示在2位数码管上。
数码管实时显示温度值,温度测量值与温度设定值送入由AT89C51组成的控制主板后,由处理器AT89C51对数据进行处理和比较分析。
若测量温度值低于设定温度界限,根据系统程序控制,由单片机发出控制信号,经过驱动电路使加热器工作。
当加热后的温度达到设定的温度界限,则停止加热,单片机发出一个控制信号,关闭加热器。
整个控制系统的组成可以分成以下几个部分:控制主板,电源,复位电路,时钟电路,温度采集电路、键盘和显示。
控制主板,本测控系统采用Atmel系列的AT89C51单片机作为核心处理器,采用ADS18B20作为温度传感器,处理器通过一个I/O口输出高低电平信号来控制加热器的开关。
电源部分采用了抗干扰技术,为整个系统提供电源。
复位电路采用常用的电容加电阻的形式。
处理器通过一个并口与两位数码管相连,实现数据的显示。
第2章开发平台及模块介绍2.1 开发工具本系统采用了Proteus软件做仿真:Proteus软件是一种低投资的电子设计自动化软件,提供可仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件和多达30多个元件库。
Proteus软件提供多种现实存在的虚拟仪器仪表。
此外,Proteus还提供图形显示功能,可以将线路上变化的信号,以图形的方式实时地显示出来。
这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标,例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗,尽可能减少仪器对测量结果的影响,Proteus软件提供丰富的测试信号用于电路的测试。
这些测试信号包括模拟信号和数字信号。
提供Schematic Drawing、SPICE仿真与PCB设计功能,同时可以仿真单片机和周边设备,可以仿真51系列、A VR、PIC等常用的MCU,并提供周边设备的仿真,例如373、led、示波器等。
Proteus 提供了大量的元件库,有RAM、ROM、键盘、马达、LED、LCD、AD/DA、部分SPI器件、部分IIC器件,编译方面支持等编译器。
一台计算机、一套电子仿真软件,在加上一本虚拟实验教程,就可相当于一个设备先进的实验室。
以虚代实、以软代硬,就建立一个完善的虚拟实验室。
在计算机上学习电工基础,模拟电路、数字电路、单片机应用系统等课程,并进行电路设计、仿真、调试等。
Proteus的ISIS是一款Labcenter出品的电路分析实物仿真系统,可仿真各种电路和IC,并支持单片机,元件库齐全,使用方便,是不可多得的专业的单片机软件仿真系统。
该软件的特点:①全部满足我们提出的单片机软件仿真系统的标准,并在同类产品中具有明显的优势。
②具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS-232动态仿真、C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能;有各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。
③目前支持的单片机类型有:68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。
④支持大量的存储器和外围芯片。
总之该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件,功能极其强大,可仿真51、AVR、PIC。
该系统还采用了Keil编程软件:Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件,这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持Keil即可看出。
Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境(uVision)将这些部份组合在一起。
运行Keil 软件需要Pentium或以上的CPU,16MB或更多RAM、20M以上空闲的硬盘空间、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。
掌握这一软件的使用对于使用51系列单片机的爱好者来说是十分必要的,如果你使用C语言编程,那么Keil几乎就是你的不二之选(目前在国内你只能买到该软件、而你买的仿真机也很可能只支持该软件),即使不使用C语言而仅用汇编语言编程,其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。
Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统,与汇编相比,C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用。
用过汇编语言后再使用C来开发,体会更加深刻。
Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具,全Windows 界面。
另外重要的一点,只要看一下编译后生成的汇编代码,就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高,多数语句生成的汇编代码很紧凑,容易理解。
在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。
2.2 处理器AT89C51简介此系统用的处理器是AT89C51。
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
Atmel公司生产的AT89C51单片机是一种低功耗、低电压、高性能的8位单片机,内部除CPU外,还包括128字节RAM,4个8位并行I/O口,5个中断优先级,2层中断,2个16位可编程定时计数器,片内集成4K字节可改变程序FLASH存储器,具有低功耗,速度快,程序擦写方便等优点,完全满足本系统的设计需要。
处理器外部引脚图如图1所示。
图1 AT89C51外部引脚图2.3 芯片DS18B20的介绍DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器,具有3引脚TO-92小体积封装形式;温度测量范围为-55℃~+125℃,可编程为9位~12位A/D转换精度,测温分辨率可达0.0625℃,被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出;其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生;多个DS18B20可以并联到3 根或2根线上,CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路。
以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。
特性如下:(1)独特的单线接口方式:DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯;(2)在使用中不需要任何外围元件;(3)可用数据线供电,电压范围:+3.0~+5.5 V;(4)测温范围:-55 ~+125 ℃,固有测温分辨率为0.5 ℃;(5)通过编程可实现9~12位的数字读数方式;(6)用户可自设定非易失性的报警上下限值;(7)支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在惟一的三线上,实现多点测温;(8)负压特性,电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作;(9)精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠。
由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据,因此,对读写的数据位有着严格的时序要求。
DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。
该协议定义了几种信号的时序:初始化时序、读时序、写时序。
所有时序都是将主机作为主设备,单总线器件作为从设备。
而每一次命令和数据的传输都需要主机主动启动写时序开始,如果要求单总线器件回送数据,在进行写命令后,主机需启动读时序完成数据接收。
数据和命令的传输都是低位在先。
DS18B20的内部结构主要由4部分组成:64 位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。
DS18B20的管脚排列如图2所示,DQ为数字信号输入/输出端;GND为电源地;VDD为外接供电电源输入端。
ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的,它可以看作是该DS18B20的地址序列码,每个DS18B20的64位序列号均不相同。
64位ROM的排的循环冗余校验码(CRC=X8+X5+X4+1)。
ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同,这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。
DS18B20有两种封装模式:3脚和8脚封装,管脚排列如图所示,其中3脚封装比较常用。
DS18B20各种封装如图2所示。
图2 DS18B20芯片封装DS18B20内部结构图如图3所示图3 DS18B20内部结构图第3章系统的软硬件设计3.1 设计框图此方案采用89C51单片机系统来实现。
单片机软件编程灵活、自由度大,可用软件编程实现各种控制看法和逻辑控制。