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1、基于单片机电阻炉炉温限制系统的设计姓名：严亮亮学号：1150193120专业：电气11-1指导老师：吴兴华在现代工业生产中，人们需对各类加热炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和限制。为适应这一须要有必要设计一特性能良好、操作便利的温度限制系统。课题主要设计一个水温测控系统，限制锅炉中水的温度，选择合适的限制规律，使锅炉中水的温度按预定规律变更，并且能够进行越限报警。可通过键盘，显示电路设定目标温度和参数。限制系统按功能分主要包括温度传感器模块、温度显示/设定模块、单片机与上位机通信模块。系统可通过键盘对电阻炉水温以及恒温时间长短进行预设，单片机依据当前炉内温度和预设温度，依据设定的算法计算出限制
2、量，依据限制量通过PwM限制固态继电器的导通和关闭从而限制电阻丝的导通时间，以实现对炉温的限制。另外通过单片机的串口与上位机通信，通过上位机软件实时显示当前温度和历史温度并且绘制出温度曲线，让系统的可读性更强，实现了远程监测的功能。关键词：电阻炉、LED、PID.温度、单片机AbstractTheprojectismainlyaboutdesigningawatertemperaturemonitoringsystemtocontrolthewatertemperatureintheboiler,andchoosingpropercontrolrulestomakewatertemperatu
3、reintheboilerchangewithinthepredeterminedpath,withthefunctionofalertingtemperaturerisinglimit.Throughthekeyboardanddisplay,wecansetthegoaltemp.andotherparameters.Controlsystem,accordingtothefunctions,includestemperaturesensormodule,thetemperaturedisplay/settingmodule,atemperaturecontrolmodule,MCUand
4、hostcomputercommunicationmodule.Systemcanpresettheresistancefurnacetemperatureandheatingtimethroughthekeyboard.Single-chipmicrocomputer,accordingtothefurnacetemperatureandpresettemperatureandthesetofalgorithms,calculatesthevolumecontrol,andaccordingtothecontrolvolume,usingthePWMcontrolsolidstaterela
5、ytoswitchonandoffsoastocontroltheresistancewireconductiontimeinordertoachievetemperaturecontrol.InadditionthroughtheserialportofMCUandhostcomputercommunication,throughthePCsoftware,thedevicecanfulfillthereal-timedisplayofcurrenttemperatureandtemperaturehistoryanddrawoutthetemperaturecurve,makingthes
6、ystemmorereadable,realizingtheremotemonitoringfunction.Keywords:STC89C52,DS18B20,PWM,PC书目1 .绪论51. 1选题意义52. 2系统的主要性能指标63. 3主要工作任务62 .系统的工作原理和模块选择72. 173. 2各模块电路的方案选择72. 2.1系统硬件总框图形822.2温度限制模块83. 2.3温度采集模块84. 2.4显示模块9225彳IjZ0*95. 3系统各模块的方案IO3.系统硬件设计103. 1STC89C52的最小系统103. 1.1晶振回路116. 1.2复位电路116.2 温度采集
7、模块的硬件设计11温度传感器DS18B20概述12温度采集模块的硬件设计86.3 报警电路设计136.4 电源电路设计106.5 5按键电路设计10矩阵式键盘的结构与工作原理10矩阵键盘两种扫描方式113.6显示电路设计113.6.1LCDI602简介123.6.2LCDI602管脚功能介绍12温度显示模块电路图153.7电平转换电路203.7.1RS-232标准介绍203.7.2DB-9连接器163.7.3MAX232芯片介绍173.7.4串口硬件连接图173.8继电器驱动电路173 .8.1固态继电器的分类与工作原理184 .8.2固态继电器的硬件连接图184.系统的软件设计201. 1主
8、程序的设计204. 2液晶显示模块215. 3温度模块软件设计224.3.1DS18B20测温数据的读取程序设计224.3.2DS18B20温度读取流程264. 4中断服务函数275. 5上位机软件设计285.装置硬件介绍5.1 处理器部分366. 1.1关于AT89C52的说明377. 1.2外部引脚的功能375. 2关于8155部分5. 2.1关于8155的说明406. 2.2外部管脚功能417. 2.38155的工作方式与基本操作438. .系统抗干扰措施446. 1软件抗干扰措施44总结46参考文献47附录A系统原理图42附录B系统总程序501绪论1.1 选题意义随着现代科学技术的迅猛
9、发展，各个领域对温度限制系统的精度、稳定性等的要求越来越高，限制系统也千变万化。如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造等诸多领域中，人们须要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和限制等等。而且在我们的日常生活中也运用微波炉、电阻炉、电热水器、空调等家用电器，温度与我们都相关。可见温度限制电路广泛应用于社会生活的各个领域，所以对温度进行限制是特别有必要和有意义的。随着电炉广泛应用于各行各业，其温度限制通常采纳模拟或数字调整仪表进行调整，但存在着某些固有的缺点。为适应以上现实须要有必要设计一个基于单片机的性能良好、操作便利的温度限制系统。1.2 系统的主要性能指标依
10、据生活环境，设计本产品的技术指标为：测温范围：0+99.9o温度测量精度：在O85时精度为0.5。可设置上限报警值，当温度超限时，发出报警信号。电源工作范围：DC4.55.5V。能够依据设定的温度曲线控温。1.3 主要工作任务在对各类温度传感器原理介绍的基础上，依据毕业设计实际的任务要求，完成温度传感器芯片的选型，系统芯片的选择，设计出电源电路、显示接口电路、键盘电路、单片机与上位机通信电平转换电路。依据设定的算法计算出限制量，依据限制量通过限制固态继电器的导通和关闭从而限制电阻丝的导通时间，以实现对炉温的限制。2系统方案选择和工作原理2.1 系统综述本文所要探讨的课题是基于单片机限制的水炉温
11、度限制系统，主要是介绍了对水箱温度的测控，实现了温度的实时显示及限制。用DS18B20STC89C52单片机及LCD的硬件电路完成对水温的实时检测及显示，由DS18B2O检测炉内温度，并在LCDI602中显示。限制器是用STC89C52单片机，依据设定的算法计算出限制量，依据限制量通过限制固态继电器的导通和关闭从而限制电阻丝的导通时间，以实现对炉温的限制。DS18B20可干脆将温度转化成串行数字信号供微机处理，而且每片DS18B20都有唯一的产品号，可以一并存入其RoM中，以便在构成大型温度测控系统时在单线上挂接随意多个DS18S20芯片。从DS18S20读出或写入DS18S20信息仅须要一根
12、口线，其读写及其温度变换功率来源于数据总线，该总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，故不须要额外电源。同时DS18B20能供应九位温度读数，它无需任何外围硬件即可便利地构成温度检测系统。本设计主要实现温度测控，温度显示，温度门限设定，超过设定的门限值时自动启动相应的功能。而且还要以单片机为主机，使温度传感器通过一根口线与单片机相连接，再结合上位机通信部分来共同实现温度的监测与限制。2.2各模块电路的方案选择及论证依据题目的基本要求，设计任务主要设计一个水温测控系统，限制锅炉中水的温度，选择合适的限制规律，使锅炉中水的温度按预定规律变更，并且能够进行越限报警。可通过键盘，显示电路设定目标温
13、度、限制参数、运行等。2.2.1 系统硬件总框图图2-1系统硬件总框图2.2.2 温度限制模块依据题目要求，可以用电阻炉进行加热，限制电阻炉的通断频率即可以限制加热的速度。当水温过高时，关掉电阻炉，即可使水温限制在设定的温度范围内。对加热限制模块有以下三种方案：方案一：采纳可控硅来限制加热器有效功率。可控硅是种半控器件，应用于沟通电的功率限制有两种形式：限制导通的沟通周期数达到限制功率的目地；限制导通角以此来限制沟通功率。可以实现对沟通电单个周期有效值周期限制，保证系统的动态性能指标合格。该方案电路稍困难，需运用光耦合驱动芯片以及变压器等器件。但该方案可以实现功率的连续调整，因此反应速度快，限
14、制精度高。方案二：采纳电磁继电器作为限制器件。电磁继电器是种电子限制器件，它具有限制系统（又称输入回路）和被限制系统（又称输出回路），通常应用于自动限制电路中，它事实上是用较小的电流、较低的电压去限制较大电流、较高的电压。但是电磁继电器开关频率低，不能用于开关频率高的场合。方案三：采纳固态继电器限制。运用固态继电器可以很简洁地实现限制较高的电压和电流，在正常条件下，工作特别牢靠。继电器无需外加光耦，自身即可实现电气隔离。固态继电器具有限制电压宽（332V）、驱动电流小（520mA）、通断延间小（10ms）等优点，适合通断频率高的限制场合。分析可知方案三无法精的确现电热丝功率限制，但是采纳固态继
15、电器限制省去光耦和沟通过零检测电路，并且可以通过算法，利用PWm波限制开关频率，同样可以达到要求的控温精度。2.2.3 温度采集模块方案一：选用Harris公司生产的采纳激光修正的精密集成温度传感器AD590。AD590的测温范围是-55+150,最大非线性误差为0.3,响应时间仅为20us,重复性误差低至0.05C,功耗低，仅为2mW。此外AD590是温度-电流传感器，对于提高系统抗干扰实力有很大的帮助，但是该器件须要模数转换电路。方案二：运用带有A/D单片集成的DS18B2O传感器。DS18B2O数字传感器无需其他外加电路，干脆就可输出数字量。可干脆与单片机通信，读取测温数据。具有线路简洁
16、，性能稳定体积小的特点，测温范围-55C+125C,固有测温辨别率0.5。比较以上方案，DS18B20传感器干脆输出数字信号，结构简洁性能牢靠，测温范围和测温精度满意设计要求，而且比方案一成本低，所以选择方案三。2.2.4 显示模块方案一：采纳三个LED八段数码管分别显示温度的十位、个位和小数位。数码管具有亮度高，寿命长，对外界环境要求低的特点。然而LED八度数码管引脚排列却不规则，显示时要加驱动电路，硬件电路且困难。方案二：它采纳带有字库的12864液晶显示屏。12864液晶显示屏具有功耗低、轻薄短小无辐射危急，不闪耀，可视面积大，画面效果好，能显示文字和图像，抗干扰实力强。但是12864价
17、格昂贵。比较以上方案，方案二是显示温度曲线的首选，但是因为设计会做单片机与上位机通信，通过上位机显示温度曲线，下位机无需再显示温度曲线，考虑经济因素，采纳方案三作为显示模块。2.2.5 上位机软件方案一：VB是VisualBasic的缩写，是微软公司于1991年推出的以结构化BaSiC语言为基础，以事务驱动为运行机制的集成开发环境。从任何标准来说，VB都是世界上运用人数最多的语言一一不仅是盛赞VB的开发者还是埋怨VB的开发者的数量。它源自于BASlC编程语言。VB拥有图形用户界面（GUI）和快速应用程序开发（RAD）系统，可以轻易的运用DAO.RD0、ADO连接数据库，或者轻松的创建Activ
18、eX控件。程序员可以轻松的运用VB供应的组件快速建立一个应用程序。方案二：VC是ViSUalC或ViSUalC+的缩写，也是微软公司推出的，支持C和C+语言。也就是在VC环境下，可以用C/C+编写代码，然后编译、运行、调试，并最终生成可运行的EXE文件及相关配置。比较以上两种语言后发觉Vb相对VC来说更简洁易学，编译快速，生成软件体积更小，所以这里选择Vb进行上位机编程。2.3系统各模块的最终方案依据以上分析，结合器件和设备等因素，实行以下方案：采纳STC89C51单片机作为限制器，分别对温度采集、LCD显示、温度设定、加热装置、上位机通信进行限制。温度测量模块采纳DS18B20,此器件的运用
19、可以省去A/D（模数转换）部分。电热丝有效功率限制采纳固体继电器限制，实现电路简洁好用，固体继电器的开关频率可以满意设计要求。显示用LCD1602显示屏显示温度值和时间，用数字键和功能设置键实现温度、时间的设置。上位机采纳Vb语言编写，因为Vb相对来说更简洁、易学，编程界面更友好。3系统硬件设计3.1STC89C52构成的最小系统微型计算机是因工业测控系统数字化，智能化的迫切需求而发展起来的。STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微限制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。它具有以下标准功能：8kFlash,512RAM,32位I/O接口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM,
20、MAX810复位电路，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。晶振回路晶振回路主要任务是为STC89C52单片机工作须要的时钟电路供应一个稳定的工作频率。依据STC89C52单片机时钟周期的要求，回路要选用频率为11.0593MHZ的晶振。晶振回路是由电容和陶瓷谐振器晶振组成的。作为单片机的时钟源，STC89C51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，这个放大器的输入和输出端分别是引脚XTALO与XTAL1,XTALO与XTALl端口接上时钟电源即可构成时钟电路。电容Cl与C2对频率有微调作用。电容CI与C2尽可能的安装在单片机芯片旁边，以削减寄生电容，保证振荡器
21、稳定牢靠的工作性。晶振电路如图3T所示图3-1晶振电路复位电路电路正常工作须要供电电源为5V5%,即4.855.25V0因为微机电路是时序数字电路，它须要稳定的时钟信号，所以在电源上电时，只有VCe超过4.75V且低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才可以被撤除，微机电路才能起先正常工作。复位电路其次功能是手动复位。手动复位须要人为在复位输入端RST上加入高电平,一般采纳的方法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮。当人为按下按钮时，则Vcc的+5V电平就会干脆加到RST端。复位电路如图3-3所示：GND图3-3复位电路3. 2温度采集模块的硬件设计3.1.1 温度传感器DS18
22、B20概述温度传感器是将温度信号转换为电信号的装置，型号有很多，数字式温度传感器常用的有DS18B20等。此设计采纳的是DS18B20。DS18B20是DALLAS公司产的一线式数字温度传感器，是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器，在其内部运用了在板(ON-BOARD)专利技术。被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；多个DS18B20可以并联到3根或者2根线上，CPU只要一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口比较少，可以节约大量的引线和逻辑电路。DS18B20内部结构如图3-4所示,主要由四部分组成:温度传感器,64位Rc）M、非挥发的温度报警触发器TH与
23、TL、配置寄存器。DQ为数字信号输入/输出端;GND为电源地；VCC为外接供电电源。供电方式 选择存储和控制逻辑高速暂存器64位 ROW 和一 线端 口温度传感器_X i温触发器TH*低温触发器TL8位CRC生成器图3-4DS18B20内部结构框图DS18B20中的温度传感器完成对温度的测量，用十六位符号扩展的二进制补码读数形式供应，以0.0625C/ISb形式表达，其中S为符号位。DS18B20主要特性如下：适应更宽的电压范围，电压范围：3.05.5V,在寄生电源方式下可以由数据线供电。独一无二的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅须要一条口线即可实现微处理器与的双向通讯。DS1
24、8B20可以支持多点组网功能，多个DS18B20能并联在唯一的三线上,实现组网多点测温等。3.1.2 温度采集模块的硬件设计当DS18B20正在执行温度转换或从高速暂存器EPPROM传送数据时，工作电流可达1.5mA,这个电流可能会引起连接单总线的弱上拉电阻的不行接受的压降，这须要更大的电流，而此时Cpp（寄生电源储能电容）无法供应，为了保证DS18B20有足够的供电，当进行温度转换或拷贝数据到EEPROM操作时，必需给单总线一个上拉电阻，一般为4.7K的上拉电阻，依据距离远近可以适当调整阻值,距离近时减小阻值，但不能低于2.1K,否则DS18B20将无法复位。其数据线DQ端接单片机P2.2o
25、硬件电路如图3-5所示。图3-5DS18B20接线图在外部电源供电方式下，DS18B20工作电源由VCC引脚接人，不存在电源电流不足的问题，可以保证转换精度，同时在总线上理论可以挂接随意多个DS18B20传感器，组成多点测温系统。3. 3报警电路设计报警电路的功能是指在AT89C52单片机的限制下达到声光报警或解除报警的目的。假如单片机检测实时温度大于设定报警温度时，通过报警电路向报警器发出信号（低电平），声音报警电路接收到有效电平后就自动发出预置的报警声，与此同时报警指示灯发出信号。报警电路结构如图所示GND*I4. 4电源电路设计系统温度测量的电源为直流电源。电源是整个系统的地基，他的稳定
26、工作对整个以单片机为核心的系统的内稳定工作起着特别重要的作用。STC89C52单片机与DS18B20温度传感器芯片工作电压范围是DC4.55.5V。为了使系统平安稳定的工作，还须要设计系统的电源电路。220V的沟通电压须要经过变压器降到15V左右。经过桥式整流电路把沟通电转变成直流电。然后的电流经过稳压器LM7805输出稳定的+5V电压。VDl和VD3两个二极管组成一对桥臂；因为二极管的启动电压比较小,所以经过变压器的电压可以使VDl与VD3二极管组成的桥臂在正半周期导通，VD2与VD42个二极管组成的桥臂可在负半周期导通。稳压器LM7805由三个管脚组成的串联型降压式电源芯片。Vin是输入端
27、，VoUt输出端。经稳压器LM7805稳压后，输出端输出稳定的+5V直流电压。电源输出基本不受外输入变动的干扰。稳压器LM7805电源电路设计如图3-7所示。1.M7S05rrGND图3-7电源电路图5. 5按键电路设计矩阵式键盘的结构与工作原理在键盘中按键数量较多时，为了削减I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式。在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不干脆连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口（如Pl口）就可以构成4*4=16个按键，比之干脆将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区分越明显，比如再多加一条线就可以构成20键的键盘，而干脆用端口线则只能多出一键（9键）。由此
28、可见，在须要的键数比较多时，采纳矩阵法来做键盘是合理的。矩阵式结构的键盘明显比干脆法要困难一些，识别也要困难一些。列线通过电阻接正电源，并将行线所接的单片机的I/O口作为输出端，而列线所接的I/O口则作为输入。这样，当按键没有按下时，全部的输入端都是高电平，代表无键按下。行线输出是低电平，一旦有键按下，则输入线就会被拉低，这样，通过读入输入线的状态就可得知是否有键按下了。矩阵键盘两种扫描方式行扫描法行扫描法又称为逐行（或列）扫描查询法，是一种最常见的按键识别方法，介绍过程如下:1）推断键盘中有无键按下。将全部行线置低电平，然后检测列线的状态。只要有一列的电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭
29、合的键位于低电平线与4根行线相交叉的4个按键之中。若全部列线均为高电平，则键盘中无键按下。2）推断闭合键所在的位置。在确认有键按下后，即可进入确定详细闭合键的过程。其方法是：依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平常，其它线为高电平。在确定某根行线位置为低电平后，再逐行检测各列线的电平状态。若某列为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键。凹凸电平翻转法首先让Pl口高四位为1,低四位为0,。若有按键按下，则高四位中会有一个1翻转为0,低四位不会变，此时即可确定被按下的键的行位置。然后让PI口高四位为0,低四位为1,。若有按键按下，则低四位中会有一个1翻转为0,高四位不会变，
30、此时即可确定被按下的键的列位置。最终将上述两者进行或运算即可确定被按下的键的位置。方法程序更简洁，这里运用其次种方法”凹凸电平翻转法硬件连接图如3-8所示：图3-8矩阵键盘电路3.6显示电路设计1.CDI602简介液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富、超薄灵巧等优点，因此,在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用，现在字符型液晶显示模块已经是单片机应用设计中最常用的信息显示器件了。本系统采纳LCDI602液晶显示模块，它可以显示两行，每行16个字符，采纳单+5V电源供电，外围电路配置简洁，价格便宜，具有很高的性价比。LCDI602实物图如3-9所示：图3-9LCDl602实物
31、图1.CD1602管脚功能介绍1.CDI602接口引脚及其功能介绍如表3-1所示：表3-1接口引脚及其功能引脚号符号状态功能1GND电源地2VCC电源+5V3VO液晶驱动电源4RS输入寄存器选择5R/W输入读、写操作6E输入使能信号7DBO三态数据总线(LSB)8DBl三态数据总线9DB2三态数据总线10DB3三态数据总线11DB4三态数据总线12DB5三态数据总线13DB6三态数据总线14DB7三态数据总线(MSB)15LEDA输入背光+5V16LEDK输入背光地主要管脚介绍：V0：液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度是最弱的，接地电源时对比度是最高的，对比度过高时会产生影响，所以可以通
32、过一个IOK的电位器调整对比度。RS：寄存器选择，高电平常选择数据寄存器；低电平常选择指令寄存器。R/W：当RS和R/W共同为低电平常可以写入指令或者显示地址；当RS为高电平RZW为低电平常可以写入数据。E：使能端，当E端由高电平跳变成低电平常，液晶模块执行吩咐。1.CD1602限制指令如表3-2所示：表3-2LCDI602限制指令指令功能清屏清DDRAM和AC值输入方式设置设置光标、画面移动方式显示开关限制设置显示、光标及闪耀开、关光标、画面位移光标、画面移动，不影响DDRAM功能设置工作方式设置(初始化指令)CGRAM地址设置设置CGRAM地址。A5A0=03FHDDRAM地址设置DDRA
33、M地址设置读BF及AC值读忙标记BF值和地址计数器AC值写数据数据写入DDRAM或CGRAM内读数据从DDRRAM或CGRAM数据读出清屏指令如表3-3所示:RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DBlDBO0000000001开关限制指令如表3-4所示：表3-4开关限制指令RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DBlDBO0000001DCB开关限制指令功能：设置显示、光标及闪耀开、关。其中：D表示显示开关:D=I为开，D=O为关；C表示光标开关：C=I为开，C=O为关；B表示闪耀开关:B=I为开，B=O为关。光标、画面位移指令如表3-5所示：表3-5光标、画面位移指令RSR
34、/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DBlDBO000001S/CR/L*光标、画面位移指令功能：光标、画面移动，不影响DDRAM。其中：SC=1:画面平移一个字符位；SC=0:光标平移一个字符位；RL=1：右移；RL=0:左移。功能设置指令如表3-6所示：表3-6功能设置指令RSRAVDB7DB6DB5DB4DB3DB2DBlDBO00001DLNF*功能设置指令功能：工作方式设置（初始化指令）。其中：DL=L8位数据接口；DL=O,四位数据接口；N=I,两行显示；N=O,一行显示；F=I,5x11点阵字符；F=O,5x7点阵字符。读写限制时序如表3-7所示:RSR/WE功能00下降沿写
35、指令代码01高电平读忙标记和AC码10下降沿写数据11高电平读数据温度显示模块电路图1.CD1602引脚详解：第1脚：GND为电源第2脚：VCC接5V电源正极第3脚：VO是液晶对比度调整端，接正极对比度弱，接负极时对比度高。第4脚：RS是寄存器选择，高电平常选择数据寄存器、低电平常选择指令寄存器。第5脚：RW是读写信号线，高电平常进行读操作，低电平常进行写操作。第6脚：E(或EN)端为使能(enable)端。第714脚：D0D7为8位双向数据端。此处为PO口输出，因为PO口的电压过于微弱，所以添加上拉电阻使其能够驱动LCD液晶显示屏。温度显示模块的电路图如图3-10所示：OlSTD图3T0温度
36、显示模块电路图3.7电平转换电路设计1.7.1 RS-232标准介绍RS-232-C标准最初是远程通信连接数据终端设备DTE和数据通信设备DCE制定的。所以对于这个标准的制定，并未考虑计算机系统的应用要求。但是目前它又被借来用于计算机与终端或外设之间的近端连接标准。明显，它和计算机系统是不一样的，甚至是相冲突的。既然我们了解了这个，对RS-232C标准与计算机不兼容的地方就不难理解了1.7.2 DB-9连接器因为在Ar机之后，不支持20mA电流环接口，所以运用DB-9连接器，作为供应多功能I/O卡或主板上Cc)MI与Ce)M2两个串行接口的连接器。它只可以供应异步通信的9个信号。RS-232是
37、异步通讯中应用最广泛的标准总线，适用于数据中端设备和数据通讯设备之间的接口。在微机通讯中，通常用的RS-232接口信号是九根引脚。如图：各引脚功能如下：-0o-CO94XC图3-12 DB9引脚图引 脚号符号方向功能1DCD输入载波检测2RXD输入接收数据3TXD输出发送数据4DTR输出数据终端就绪5GND信号地6DSR输入数据装置就绪7RTS输出恳求发送8CTS输入清除发送9RI输入振铃指示当计算机与终端之间利用RS-232作近程连接时，有几根线实现交换连接。本设计不须要检测数据等信号状态的通讯程序。数据发送和接收线：发送数据通过TxD终端将串行数据发送到MODEMo接收数据通过RxD线终端
38、接收从MODEM发来的串行数据。1.7.3 MAX232芯片介绍MAX232芯片是美信（MAXlM）公司专为RS232标准串口设计的单电源电平转换芯片，运用+5v单电源供电。电容器应选择IUF的电容。由于RS232电平较高，在接通时产生的瞬时电涌特别高，很有可能击毁max232,所以在运用中应尽量避开热插拔。符合全部的RS-232C技术标准。只须要单一+5V电源供电。片载电荷泵具有升压、电压极性反转实力，能够产生+10V和-IOV电压V+、V-o功耗低，典型供电电流5mA。内部集成2个RS-232C驱动器。高集成度，片外最低只需4个电容即可工作。1.7.4 串口硬件连接图串口硬件连接图如3-1
39、4所示:G）图3-14串口硬件连接图3. 8继电器驱动电路设计3.1.1 固态继电器的分类与工作原理固态继电器是一种无触点电子开关，由分立元器件、膜固定电阻网络和芯片组成，采纳混合工艺组装来实现限制回路和负载回路的电隔离，由固态器件实现负载的通断切换功能，内部没有任何可动部件。虽然市场上的固态继电器型号规格众多，但是它们的工作原理是相像的。主要是由负载电路，驱动电路和限制电路三部分组成的。固态继电器的输入电路是为输入限制信号供应一个回路，使之成为固态继电器的触发信号源。固态继电器的输入电路多为直流输入，个别的为沟通输入。直流输入电路又分为阻性输入和恒流输入。阻性输入电路的输入限制电流随输入电压
40、呈线性的正向变更。恒流输入电路，在输入电压达到肯定值时，电流不再随电压的上升而明显增大，这种继电器可适用于相当宽的输入电压范围。固态继电器的驱动电路包括隔离耦合电路、功能电路和触发电路三部分。隔离耦合电路，目前多采纳光电耦合器和高频变压器两种电路形式。常用的光电耦合器有光-双向可控硅、光-三极管、光-二极管阵列(光-伏)等。高频变压器耦合，是在肯定的输入电压下，形成IOMHZ的自激振荡，通过变压器磁芯将高频信号传递到变压器次级。功能电路可包括检波整流、过零、爱护、显示等各种功能电路。触发电路的作用是给输出器件供应触发信号。固态继电器原理：固态继电器是一种由固态电子组件组成的新型无触点开关，利用
41、电子组件的开关特点，达到无触点、无火花、而能接通和断开电路的目的，因此又被称为“无触点开关相对于以往的“线圈一簧片触点式”继电器，SSR没有任何可动的机械零件，具有超越EMR的优势，如反应快、牢靠度高、寿命长、耐机械冲击、具有良好的防潮防霉防腐等特性。这些特点使SSR在军事、各种工业民用电控设备中都有广泛应用。固态继电器的限制信号所需的功率很低，所以可以用弱信号限制强电流。同时沟通型的SSR采纳过零触发技术，使SSR可以平安地用在计算机输出接口，不会像EMR那样产生一系列对计算机的干扰，甚至会导致严峻当机。因此会有DC-AC、AC-AC、AC-DC等型式，它们分别在沟通或直流电源上做负载的开关
42、，不能混用.3.1.2 固态继电器的硬件连接图这里运用沟通固态继电器(ACSSR),单片机高电平驱动三极管9014的基极，固态继电器的一端接在三极管的放射极。电路连接图如3-15所示：4系统的软件设计设计软件时需遵循以下原则：简洁理解、简洁维护。实时。当系统发生变更，须要刚好的反馈信号，做出应答精确。当我们限制系统时，须要精确的测量数据，以达到对温度优越的限制3.1.3 序的设计STC89C52单片机上电复位后，即进入欢迎界面显示程序，显示“dianZUIuwenkongzhixitong，按切换键可以进行温控1、温控1时间、温控2、温控2时间及报警温度的设置，按运行键启动温控。主程序的作用是
43、完成温度的检测，并把检测结果通过LCD1602显示出来。主程序首先要做初始化，包括DS18B20测量起先吩咐的初始化，LCD1602显示初始化，串口通信初始化等等。主程序的流程图如图4-1所示。NN图4-1系统流程图4. 2液晶显示模块液晶显示模块主要完成人机交互界面的显示及系统相关的操作指示。详细能显示预设温度值、预设温控时间、当前的温度值。液晶工作流程如图4-2：图4-2液晶显示流程图4. 3温度模块软件设计DS18B20测温数据的读取程序设计对炉内温度的检测通过数字温度传感器DS18B20实现的，在温度模块硬件电路的设计中已经对的硬件电路做了设计，现在设计DS18B20的软件部分。 .D
44、S18B20的内部数据部件1)光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是DS18B20的地址序列码。64位光刻的ROM排列是:起先8位(24H)是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最终8位是前面56位的循环冗余校验码(CRC=X8+X5+X4l)o光刻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。2)DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例用16位符号扩展的二进制补码读数形式供应，以0.0625C/LSB的形式表达，其中S为符号。如表4-1所示：表4TDS18B20温度值格式
45、表Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2BitlBitOLSByteSSSSS262524Bitl5Bitl4Bitl3Bit12BitllBitlOBit9Bit8MSByte2322222,2炉24这是12位转化后得到的12位数据，存储在的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，假如测得的温度大于0,这位为0,只要将测到的数值乘以0.0625即可得到实际温度,假如温度小于0,这位为1,测到的数值须要取反加1再乘以0.0625即可得到实际温度。例如+125的数字输出为,07D0H,+25.0625的数字输出为,0191H,-25.0625C的数字输出为,FF6FH-55C的数字输出为FC90Ho .单总线协议单总线协议能够实现数据的双向传输，操作包括数据的读写和复位功能。下面对各个方面进行详细的介绍。1)总线复位,首先必需对DS18B20进行复位，由单片机给DS18B20单总线至少480US的低电平信号，当DS18B20接到此复位信号后，延时15-60us,通过大地总线60-240us来产生应答脉冲。主机接收到从机的应答脉冲后，说明有单
