《基于大林算法的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《基于大林算法的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計.doc（26頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 計算機控制技術(shù)課程設(shè)計 2015/2016學(xué)年第二學(xué)期 設(shè)計課題：基于大林算法的電路溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計 專 業(yè)：__ __ 班 級： __ _ 學(xué) 號：___ _______ 姓 名：_______ _ _____ 2016年5月 目 錄 第一章 課題簡介 1 1.1課題的目的 1 1.1.1 本機實現(xiàn)的功能 1 1.1.2 擴展功能： 1 1.2課題的任務(wù)及要求 1

2、第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計 2 2.1 水溫控制系統(tǒng)的總體介紹 2 2.2 系統(tǒng)框圖 2 2.3 閉環(huán)系統(tǒng)的工作原理 2 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 3 3.1 系統(tǒng)原理圖 3 3.2 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 3 第四章 大林控制算法設(shè)計 5 4.1 大林控制算法原理： 5 4.2 控制器的設(shè)計及公式推導(dǎo)過程 6 4.3 采樣周期的選擇： 7 第五章 水溫控制系統(tǒng)的仿真 7 5.1振鈴現(xiàn)象 7 5.2 Matlab仿真 9 5.2 大林算法控制系統(tǒng)編程設(shè)計： 10 5.3各模塊子程序設(shè)計 11 5.3.1主程序設(shè)計 11 5.3.2讀出溫度子程序 12 5.5.3數(shù)碼管顯示

3、模塊 13 5.5.4溫度處理程序 14 第六章 小結(jié)與體會 15 第七章 參考文獻 16 第八章 附錄 17 第一章 課題簡介 1.1課題的目的 1.1.1 本機實現(xiàn)的功能 （1）利用溫度傳感器采集到當前的溫度，通過AT89S52單片機進行控制，最后通過LED數(shù)碼管以串行口傳送數(shù)據(jù)實現(xiàn)溫度顯示。 （2）可以通過按鍵任意設(shè)定一個恒定的溫度。 （3）將水環(huán)境數(shù)據(jù)與所設(shè)置的數(shù)據(jù)進行比較，當水溫低于設(shè)定值時，開啟加熱設(shè)備，進行加熱；當水溫高于設(shè)定溫度時，停止加熱，從而實現(xiàn)對水溫的自動控制。 （4）當系統(tǒng)出現(xiàn)故障，超出控制溫度范圍時，自動蜂鳴報警。 1.1.2 擴展

4、功能： （1）具有通信能力，可接收其他數(shù)據(jù)設(shè)備發(fā)來的命令，或?qū)⒔Y(jié)果傳送到其他數(shù)據(jù)設(shè)備。 （2）采用適當?shù)目刂品椒▽崿F(xiàn)當設(shè)定溫度或環(huán)境溫度突變時，減小系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間和超調(diào)量。 （3） 溫度控制的靜態(tài)誤差。 1.2課題的任務(wù)及要求 一升水由800W的電熱設(shè)備加熱，要求水溫可以在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，并能在環(huán)境溫度降低時實現(xiàn)自動調(diào)整，以保持設(shè)定的溫度基本不變。 （1）溫度測量范圍：10~100℃，最小區(qū)分度不大于1℃。 （2）控制精度在0.2℃以內(nèi)，溫度控制的靜態(tài)誤差小于1℃。 （3）用十進制數(shù)碼管顯示實際水溫。 第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計 2.1

5、水溫控制系統(tǒng)的總體介紹 本次設(shè)計采用采樣值和鍵盤設(shè)定值進行比較運算的方法來簡單精確地控制溫度。先通過鍵盤輸入設(shè)定溫度，保存在AT89S52單片機的指定單元中，再利用溫度傳感器DS18B20進行信號的采集，送入單片機中，保存在采樣值單元。然后把采樣值與設(shè)定值進行比較運算，得出控制量，從而調(diào)節(jié)繼電器觸發(fā)端的通斷，來實現(xiàn)將水溫控制在一定的范圍內(nèi)。當水溫超出單片機預(yù)存溫度時，蜂鳴器進行報警。單片機控制系統(tǒng)是一個完整的智能化的集數(shù)據(jù)采集、顯示、處理、控制于一體的系統(tǒng)。由傳感器、LED顯示單片機及執(zhí)行機構(gòu)控制部分等組成。 2.2 系統(tǒng)框圖 DS18B2

6、0 溫度傳感器 LED顯示 指示燈 蜂鳴器 AT89S52單片機 加熱繼電器 按鍵 2.3 閉環(huán)系統(tǒng)的工作原理 本設(shè)計以AT89S52單片機系統(tǒng)進行溫度采集與控制。溫度信號由模擬溫度傳感器DS18B20采集輸入AT89S52，利用溫度傳感器采集到當前的溫度，通過AT89S52單片機進行控制，最后通過LED數(shù)碼管以串行口傳送數(shù)據(jù)實現(xiàn)溫度顯示?？梢酝ㄟ^按鍵任意設(shè)定一個恒定的溫度。將水環(huán)境數(shù)據(jù)與所設(shè)置的數(shù)據(jù)進行比較，當水溫低于設(shè)定值時，開啟加熱設(shè)備，進行加熱；當水溫高于設(shè)定溫度時，停止加熱，從而實現(xiàn)對水溫的自動控制。當系統(tǒng)出現(xiàn)故障，超出控制溫度范圍時，自動蜂鳴報

7、警。用單片機控制水溫可以在一定范圍內(nèi)設(shè)定，并能在環(huán)境溫度變化時保持溫度不變。 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 3.1 系統(tǒng)原理圖 在溫度測量控制系統(tǒng)中，實際溫度值由PT100恒流工作調(diào)理電路進行測量。為了克服PT100線性度不好的缺點，在信號調(diào)理電路中加入負反饋非線性校正網(wǎng)絡(luò)；調(diào)理電路的輸出電壓經(jīng)ADC0808轉(zhuǎn)換后送入單片機AT89S51；對采樣數(shù)據(jù)進行濾波及標定處理后，由3位7段數(shù)碼管顯示。輸入的設(shè)定值由4位獨立按鍵電路進行設(shè)定，可分別對設(shè)定值的十位和個位進行加1、減1操作。設(shè)定值送入單片機后，由另外一組3位7段數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管的段碼由74HC05驅(qū)動，位碼由三極管2N2222A驅(qū)動

8、。 系統(tǒng)采用PID閉環(huán)控制方案。將預(yù)置初值與溫度傳感器反饋信號比較得到偏差(e)進行PID運算處理得到控制量(u)，通過此量來控制加熱器的加熱時間，從而控制加熱功率。由于水本身具有很大的熱慣性，所以必須對水溫的變化趨勢作出預(yù)測，并且根據(jù)需要及時反方向抑制，以防止出現(xiàn)較大的超調(diào)量的波動。在PID控制中，積分環(huán)節(jié)（I）具有很強的滯后效應(yīng)，而微分環(huán)節(jié)（D）具有預(yù)見性，所以該方案最終采用PD算法，能夠很好的控制超調(diào)，并且穩(wěn)態(tài)誤差也很小。 圖3-1 系統(tǒng)原理圖 3.2 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 基本的AVR硬件線路，包括以下幾部分： (1)復(fù)位線路的設(shè)計 AT89S52已經(jīng)內(nèi)置了上電復(fù)位設(shè)

9、計。并且在熔絲位里，可以控制復(fù)位時的額外 時間，故AVR外部的復(fù)位線路在上電時，可以設(shè)計得很簡單：直接拉一只10K的電 阻到VCC即可(R6)。 為了可靠，再加上一只0.1uF的電容(C0)以消除干擾、雜波。 D3(1N4148)的作用有兩個：作用一是將復(fù)位輸入的最高電壓鉗在Vcc+0.5V 左右，另一作用是系統(tǒng)斷電時，將R1(10K)電阻短路，讓C0快速放電，讓下一次來電時，能產(chǎn)生有效的復(fù)位。 當AVR在工作時，按下S0開關(guān)時，復(fù)位腳變成低電平，觸發(fā)AVR芯片復(fù)位。 重要說明：實際應(yīng)用時，如果你不需要復(fù)位按鈕，復(fù)位腳可以不接任何的零件，AVR芯片也能穩(wěn)定工作。即這部分不需要任何的

10、外圍零件。 圖3-2 復(fù)位電路設(shè)計 （2）晶振電路的設(shè)計 Mega16已經(jīng)內(nèi)置RC振蕩線路，可以產(chǎn)生1M、2M、4M、8M的振蕩頻率。不過， 內(nèi)置的畢竟是RC振蕩，在一些要求較高的場合，比如要與RS232通信需要比較精確的波特率時，建議使用外部的晶振線路。 早期的90S系列，晶振兩端均需要接22pF左右的電容。Mega系列實際使用時，這兩只小電容不接也能正常工作。不過為了線路的規(guī)范化，我們?nèi)越ㄗh接上。 重要說明：實際應(yīng)用時，如果你不需要太高精度的頻率，可以使用內(nèi)部RC振 蕩。即這部分不需要任何的外圍零件。 圖3-3 晶振電路設(shè)計 (3)電源設(shè)計 AV

11、R單片機最常用的是5V與3.3V兩種電壓。本線路以轉(zhuǎn)換成5V直流電壓，電路需要變壓器把220交流電壓轉(zhuǎn)換成28V交流電，再通過整流器，把交流電轉(zhuǎn)化成直流電，通過7809和7805三端正電源穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)化成直流5V。電源如圖3-4。 圖3-4 電源電路設(shè)計圖 第四章 大林控制算法設(shè)計 4.1 大林控制算法原理： 在許多工業(yè)過程中，被控對象一般都有純滯后特性，而且經(jīng)常遇到純滯后較大的對象。美國IBM公司的大林，在1968年提出了一種針對工業(yè)生產(chǎn)過程中，含有純滯后對象的控制算法，具有較好的效果。 假設(shè)帶有純滯后的一階、二階慣性環(huán)節(jié)的對象為： 式中，為純滯后時間

12、，、為時間常數(shù)，K為放大系數(shù)。為簡單起見，設(shè)=NT，N為正整數(shù)。 大林算法的設(shè)計目標是設(shè)計合適的數(shù)字控制器，使整個閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為具有時間純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)，而且要求閉環(huán)系統(tǒng)的純滯后時間等于對象的純滯后時間。 4.2 控制器的設(shè)計及公式推導(dǎo)過程 - 電爐 溫度傳感器 D/A A/D 被控對象的傳遞函數(shù)： 采樣周期T=1s,期望閉環(huán)傳遞函數(shù)的慣性時間常數(shù)： 設(shè)期望閉環(huán)傳遞函數(shù)為： 系統(tǒng)的廣義對象傳遞函數(shù)： 系統(tǒng)廣義對象的脈沖傳遞函數(shù)為： 系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)為： 數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)為： 當輸入為單位階躍時，

13、輸出為： 控制量的輸出為： 4.3 采樣周期的選擇： 在本實驗中，定時中斷間隔選取100ms，采樣周期T要求既是采樣中斷間隔的整數(shù)倍，又要滿足，而由被控對象的表達式可知，所以取N=1，=T，=1s，取T=1s。 因為，，因為采樣周期T=1s，定時中斷為1s，就是說1個定時中斷后進行采樣。 第五章 水溫控制系統(tǒng)的仿真 5.1振鈴現(xiàn)象 直接用上述控制算法構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)時，人們發(fā)現(xiàn)數(shù)字控制器輸出U（z)會以1/2采樣頻率大幅度上下擺動。這種現(xiàn)象稱為振鈴現(xiàn)象。 振鈴現(xiàn)象與被控對象的特性、閉環(huán)時間常數(shù)、采樣周期、純滯后時間的大小等都有關(guān)系。振鈴現(xiàn)象中的振蕩是衰減的，

14、并且于由被控對象中慣性環(huán)節(jié)的低通特性，使得這種振蕩對系統(tǒng)的輸出幾乎無任何影響，但是振鈴現(xiàn)象卻會增加執(zhí)行機構(gòu)的磨損。在交互作用的多參數(shù)控制系統(tǒng)中，振鈴現(xiàn)象還有可能影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所以，在系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)設(shè)法消除振鈴現(xiàn)象。 可引入振鈴幅度RA來衡量振蕩的強烈程度。振鈴幅度RA的定義為：在單位階躍信號的作用下，數(shù)字控制器D（z）的第0次輸出與第1次輸出之差值。 設(shè)數(shù)字控制器D(z)可以表示為： （5-1） 其中 （5-2） 那么，數(shù)字控制器D（z)輸出幅度的變

15、化完全取決于Q（z)，則在單位階躍信號的作用下的輸出為： （5-3） 根據(jù)振鈴的定義，可得： （5-4） 上述表明，產(chǎn)生振鈴現(xiàn)象的原因是數(shù)字控制器D（z）在z平面上位于z=-1附近有極點。當z=-1時，振鈴現(xiàn)象最嚴重。在單位圓內(nèi)離z=-1越遠，振鈴現(xiàn)象越弱。在單位圓內(nèi)右半平面的極點會減弱振鈴現(xiàn)象，而在單位圓內(nèi)右半平面的零點會加劇振鈴現(xiàn)象。由于振鈴現(xiàn)象容易損壞系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，因此，應(yīng)設(shè)法消除振鈴現(xiàn)象。 大林提出了一個消除振鈴的簡單可行的方法，就是先找

16、造成振鈴現(xiàn)象的因子，然后令該因子中的z=1.這樣就相當于取消了該因子產(chǎn)生振鈴的可能性。根據(jù)終值定理，這樣處理后，不會影響輸出的穩(wěn)態(tài)值。 本設(shè)計的被控對象是含有純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)，大林算法求得的數(shù)字控制器為式： （5-5） 有可表示為式3-14所示： （5-6） 可能引起振鈴現(xiàn)象的因子是式3-15所示： （5-7） 其振鈴的幅度為： （5-8） 根據(jù)r值的不

17、同，有一下幾種情況： （1）當r=0時，不存在振鈴極點因子，此時不產(chǎn)生振鈴現(xiàn)象 （2）當r=1時，存在一個極點z=-()； 當τ<= 時，z≈-1，存在嚴重的振鈴。 當r=2時，存在極點Z= 當τ<

18、要求，合理地安排監(jiān)控軟件和各執(zhí)行模塊之間地調(diào)度關(guān)系。 本部分詳細介紹了基于AT89S52單片機的多路溫度采集控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計。根據(jù)系統(tǒng)功能，可以將系統(tǒng)設(shè)計分為若干個子程序進行設(shè)計，如溫度采集子程序，數(shù)據(jù)處理子程序、顯示子程序、執(zhí)行子程序。采用Keil uVision3集成編譯環(huán)境和C語言來進行系統(tǒng)軟件的設(shè)計。本章從設(shè)計思路、軟件系統(tǒng)框圖出發(fā)，先介紹整體的思路后，再逐一分析各模塊程序算法的實現(xiàn)，最終編寫出滿足任務(wù)需求的程序。 采集到當前的溫度，通過LED數(shù)碼管實現(xiàn)溫度顯示。通過按鍵任意設(shè)定一個恒定的溫度將水環(huán)境數(shù)據(jù)與所設(shè)置的數(shù)據(jù)進行比較。當水溫低于設(shè)定值時，開啟加熱設(shè)備，進行加熱；當水溫高

19、于設(shè)定溫度時，停止加熱。當系統(tǒng)出現(xiàn)故障，超出控制溫度范圍時，自動蜂鳴報警并對溫度進行實時顯示。采用C語言編寫代碼，鑒于篇幅限制及DS18B20的應(yīng)用已經(jīng)規(guī)范和成熟，本文僅就主程序流程圖和顯示子程序流程圖及其代碼進行說明。通過定時器T0 P3.4口的定時來實現(xiàn)，在此不再贅述。有關(guān)DS18B20的讀寫程序，編程時序分析等請見附錄三。功能主程序流程圖主程序通過調(diào)用溫度采集子程序完成溫度數(shù)據(jù)采集，然后調(diào)用溫度轉(zhuǎn)換子程序轉(zhuǎn)換讀取溫度數(shù)據(jù)，調(diào)用顯示子程序進行溫度顯示和判斷溫度數(shù)據(jù)。 主程序（見附錄二）調(diào)用四個子程序，分別是溫度采集程序、數(shù)碼管顯示程序、溫度處理程序和數(shù)據(jù)存儲程序。 溫度采集程序：對溫度

20、芯片送過來的數(shù)據(jù)進行處理，進行判斷和顯示。 數(shù)碼管顯示程序：向數(shù)碼的顯示送數(shù)，控制系統(tǒng)的顯示部分。 溫度處理程序：對采集到的溫度和設(shè)置的上、下限進行比較，做出判斷，向繼電器輸出關(guān)斷或閉合指令。 數(shù)據(jù)存儲程序：對鍵盤的設(shè)置的數(shù)據(jù)進行存儲。 設(shè)定溫度值 顯示當前溫度 判斷當前溫度值 超過設(shè)定1℃ 低于設(shè)定1℃ 報警 報警 是 否 否 是 圖1 系統(tǒng)總流程圖 5.3各模塊子程序設(shè)計 5.3.1主程序設(shè)計 主程序的主要功能是負責(zé)溫度的實時顯示、讀出并處理DS18B20的測量的當前溫度值，溫度測量每1s進行一次。這樣可以在一秒之內(nèi)測量一次被測溫度，

21、其程序流程見圖2所示。 通過調(diào)用讀溫度子程序把存入內(nèi)存儲中的整數(shù)部分與小數(shù)部分分開存放在不同的兩個單元中，然后通過調(diào)用顯示子程序顯示出來。 開始 調(diào)用讀溫度子程序 數(shù)字變換程序 顯示子程序 圖2 主程序流程圖 5.3.2讀出溫度子程序 讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9字節(jié)，在讀出時需進行CRC校驗，校驗有錯時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫。DS18B20的各個命令對時序的要求特別嚴格，所以必須按照所要求的時序才能達到預(yù)期的目的，同時，要注意讀進來的是高位在后低位在前，共有12位數(shù)，小數(shù)4位，整數(shù)7位，還有一位符號位。 DS18B20的數(shù)據(jù)讀寫是通過時序處理位來確認信息交換

22、的。當總線控制器發(fā)起讀時序時，DS18B20僅被用來傳輸數(shù)據(jù)給控制器。因此，總線控制器在發(fā)出讀暫存器指令[BEh]或讀電源模式指令[B4H]后必須立刻開始讀時序，DS18B20可以提供請求信息。所有讀時序必須最少60us,包括兩個讀周期間至少1us的恢復(fù)時間。當總線控制器把數(shù)據(jù)線從高電平拉到低電平時，讀時序開始，數(shù)據(jù)線必須至少保持1us,然后總線被釋放在總線控制器發(fā)出讀時序后，DS18B20通過拉高或拉低總線上來傳輸1或0。當傳輸邏輯0結(jié)束后，總線將被釋放，通過上拉電阻回到上升沿狀態(tài)。從DS18B20輸出的數(shù)據(jù)在讀時序的下降沿出現(xiàn)后15us內(nèi)有效。因此，總線控制器在讀時序開始后必須停止把I/O

23、腳驅(qū)動為低電平15us,以讀取I/O腳狀態(tài)。 DS18B20復(fù)位、應(yīng)答子程序 跳過ROM匹配命令 寫入子程序 溫度轉(zhuǎn)移命令 寫入子程序 延時顯示子程序 DS18B20復(fù)位、應(yīng)答子程序 跳過ROM匹配命令 寫入子程序 讀溫度命令子程序 終止 圖3 讀出溫度子程序 5.5.3數(shù)碼管顯示模塊 本系統(tǒng)采用八位共陽極數(shù)碼管，用模擬串口的動態(tài)顯示數(shù)據(jù)。其流程圖如圖4所示： 子程序入口 初始化 查表取段碼 位碼送譯碼器選通低位數(shù)碼管 數(shù)字是否顯示亮 關(guān)顯示 返回 段碼送驅(qū)動顯示 顯示緩沖區(qū)左移 Y N 圖4 數(shù)碼管顯示流程圖 5.5.4溫度處

24、理程序 基于單片機水溫控制系統(tǒng)通過DS18B20溫度傳感器采集到的溫度和設(shè)置的溫度上、下限進行比較得出結(jié)果。如果低于下限溫度或是高于上限溫度，則報警器進行進行報警。 第六章 小結(jié)與體會 這次的課程設(shè)計分配到兩個人一組完成，雖然只有短短的兩周時間，但是通過這些天的學(xué)習(xí)使我收獲巨大，讓我更加深刻的復(fù)習(xí)了課本知識，使得自己在專業(yè)技能和動手能力方面有了很大的提高，為以后自己進入社會打下了一個良好的基礎(chǔ)。 在這次的課程設(shè)計過程中，我與周航一組，我很感謝老師對我的指導(dǎo)及同學(xué)的幫助，我主要負責(zé)軟件的仿真，周航負責(zé)硬件系統(tǒng)的設(shè)計。在大林控制算法的設(shè)計中，遇到

25、了許多的難題，對于原理概念十分模糊，一些公式也忘了如何去使用，拿出了以前的課本對遺忘的知識進行了回顧，在同學(xué)的幫助下，與周航的討論中一步一步的完成了控制器的設(shè)計和大林算法公式的推導(dǎo)。使得我能夠順利的完成此次的課程設(shè)計，通過完成這次的課程設(shè)計，使我深刻的體會到了團隊的重要性，這次的課程設(shè)計很，但兩人一組的團隊的合作使課程設(shè)計簡單了許多，每個人都有明確的分工，這樣，再加上自己的努力終能取得成功。 感謝此次的課程設(shè)計讓我收獲良多！ 第七章 參考文獻 [1]于海生主編，微型計算機控制技術(shù)[M]，北京:清華大學(xué)出版社，2009 [2]李小堅

26、,趙山林,馮曉軍,龍懷冰.Protel DXP電路設(shè)計與制版實用教程(第2版).北京:人民郵電出版社.2009 [3]全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽組委會.全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽獲獎作品選編（第一屆-第五屆）.北京: 北京理工大學(xué)出版社.2004 [4]張琳娜,劉武發(fā).傳感檢測技術(shù)及應(yīng)用.北京:中國計量出版社.1999 [5]沈德金,陳粵初. MCS-51系列單片機接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗?北京:北京航空航天大學(xué)出版社.1990 [6]周立功等.增強型80C51單片機速成與實戰(zhàn).北京:北京航空航天大學(xué)出版社.2003.7 [7]馬忠梅等.單片機的C語言應(yīng)用程序設(shè)計.北京:北京航空航天大學(xué)出版社

27、社.1998.10 [8]胡漢才.單片機原理及接口技術(shù).北京:清華大學(xué)出版社社.1996 [9]李志全等.智能儀表設(shè)計原理及應(yīng)用.北京:國防工業(yè)出版社.1998.6 [10]何立民．MCS-51系列單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計.北京:北京航空航天大學(xué)出版社.1990.1 第八章 附錄 附錄一：系統(tǒng)程序 #include //52系列頭文件 #include #define uchar unsigned char #define uint u

28、nsigned int sbit ds=P3^4; sbit dula=P2^6; sbit beep=P1^4; //定義蜂鳴器 sbit led=P1^1; sbit jdq=P1^0; uint temp,t,w; //定義整型的溫度數(shù)據(jù) uchar flag; float f_temp; //定義浮點型的溫度數(shù)據(jù) uint low; //定義溫度下限值 是溫度乘以10后的結(jié)果 uint high; //定義溫度的上限值 sbit led1=P1^0; //控制發(fā)光二極管 sbit led2=P1^1; //

29、控制發(fā)光二極管 sbit s1=P3^5; sbit s2=P3^6; sbit s3=P3^7; uchar flag1,flag2,flag3,flag4,s1num,qian,bai,shi,ge; uchar code table[]= { 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99, 0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xc6 }; //共陽數(shù)碼管段碼表 uchar code table1[]= {0x40,0x79,0x24,0x30,0x19, 0x12,0x02,0x78,0x00,0x10};//帶小數(shù)點的編碼

30、void delay(uchar z) //延時函數(shù) { uchar a,b; for(a=z;a>0;a--) for(b=100;b>0;b--); } void init() { EA=1; ET1=1; TR1=1; TMOD=0x10; TH1=(65536-4000)/256; TL1=(65536-4000)%256; flag=0; high=100; jdq=1; } void didi() { beep=0; led=0; delay(500); beep=1; led=1;

31、 delay(500); } void dsreset(void) //DS18b20復(fù)位， 初始化函數(shù) { uint i; ds=0; i=103; //延時最短480us while(i>0) i--; ds=1; //等待16-60us，收到低電平一個約60-240us則復(fù)位成功 i=4; while(i>0) i--; } bit tempreadbit(void) //讀1位數(shù)據(jù)函數(shù) { uint i; bit dat; ds=0;i++; ds=1;i++;i++;

32、 //i++起到延時作用 dat=ds; i=8; while(i>0)i--; return(dat); } uchar tempread(void) //讀1字節(jié)的數(shù)據(jù)函數(shù) { uint i,j,dat; dat=0; for(i=1;i<=8;i++) { j=tempreadbit(); dat=(j<<7)|(dat>>1); //讀出的數(shù)據(jù)最低位在最前面，這樣剛好一個字節(jié)在dat里 } return(dat); } void tempwritebyte(uchar dat) //向DS18B20寫一個

33、字節(jié)的數(shù)據(jù)函數(shù) { uint i; uchar j; bit testb; for(j=1;j<=8;j++) { testb=dat&0x01; dat=dat>>1; if(testb) //寫1 { ds=0; i++;i++; ds=1; i=8; while(i>0) i--; } else //寫0 { ds=0; i=8; while(i>0) i--; ds=1; i++;i++;

34、 } } } void tempchange(void) //DS18B20開始獲取溫度并轉(zhuǎn)換 { dsreset(); delay(1); tempwritebyte(0xcc); //寫跳過讀ROM指令 tempwritebyte(0x44); //寫溫度轉(zhuǎn)換指令 } uint get_temp() //讀取寄存器中存儲的溫度數(shù)據(jù) { uchar a,b; dsreset(); delay(1); tempwritebyte(0xcc); //寫跳過讀ROM指令 tempwritebyte(0xbe)

35、; //寫溫度轉(zhuǎn)換指令 a=tempread(); //讀低8位 b=tempread(); //讀高8位 temp=256*b+a; f_temp=temp*0.0625; //溫度在寄存器中為12位，分辨率為0.0625 temp=f_temp*10+0.5; //乘以10表示小數(shù)點后面只取一位 return temp; //temp是整型 } void keyscan() { if(s1==0) {P2=0xff; delay(5); if(s1==0) {

36、 while(!s1); s1num++; if(s1num==1) { flag=1; } if(s1num==2) { s1num=0; flag=0; } } } if(s1num==1) { flag=1; if(s2==0) { delay(5); if(s2==0) { while(!s2); high+=10; if(high==1000)

37、 high=100; } } if(s3==0) { delay(5); if(s3==0) { while(!s3); high-=10; if(high==0) high=100; } } } } void main() //主函數(shù) { init(); while(1) { tempchange(); //溫度轉(zhuǎn)換函數(shù) if(temp

38、idi(); } if((temp>=high-10)&&(temp<=high)) { jdq=0; beep=1; } if((temp>high)&&(temp<=high+10)) { jdq=1; beep=1; } if(temp>high+10) { jdq=1; didi(); } } } void time1() interrupt 3 { TH1=(65536-4000)/256; TL1=(65536-4000)%256;

39、t++; keyscan(); if(flag==0) { if(t==4) t=0; switch(t) { case 1:P0=table[get_temp()/100]; P2=0xfd;break; case 2:P0=table1[get_temp()%100/10];P2=0xfb;break; case 3:P0=table[get_temp()%10]; P2=0xf7;break; } } if(flag==1) { if(t==4) t=0; switch(t)

40、 { case 0:P0=0xff; P2=0xfe;break; case 1:P0=0xff; P2=0xfd;break; case 2:P0=table[high/100]; P2=0xfb;break; case 3:P0=table[high%100/10]; P2=0xf7;break; } } } 班級： 姓名： 學(xué)號： 1.簡要敘述系統(tǒng)的工作原理。 2.簡述復(fù)位電路設(shè)計原理。 3.系統(tǒng)如何產(chǎn)生報警？ 4.簡述大林算法的原理。 5.采樣周期如何確立？ 23