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12日将发亡父讣闻

? 2018-09-20 16:48 ? 次阅读
新时代东风浩荡,中国梦曙光在前,勤劳勇敢的中国人民更加自信自尊自强。

单片机为核心的控制系统可准确实现交互信息的输入输出,信息量大,被广泛应用于工控系统、移动电子设备中。利用电力线网络作为高速数据的传输媒介,能够创造出很高的经济效益和社会效益。电力线载波通讯是利用电网的电力线作为传输媒介的有线传输模式,作为载波通讯在同一电力变压器范围内无需另外架设线路,成本低,使用方便。双音多频DTMF(Dual Tone Multi Frequency)信号由于具有较强的抗干扰能力和可靠的信号传输等优点,已逐渐被广泛使用。本系统设计采用以单片机为核心结合PID算法的智能载波温湿控制系统,实验证明系统运行稳定可靠。

1 P89V51单片机简介

P89V51是PHILIPS生产的高性能、低功耗的8位微控制器。它具有64 KB的Flash,1 KB RAM,双工UART通道,有很强的外部扩展能力。片上集成了存储、控制单元,能有效地控制系统体积,可以很容易地嵌入设备内部。在需交互控制的设备中,基于单片机的控制系统可以单独工作,而不跟设备其他部分发生交叉影响。其低廉的成本及稳定的工作状态成为工控、家电、仪器仪表设计的首选。

2 电力线载波温度控制系统

2.1 系统总体设计原理

电力线载波是一种有线传输方式,不需要专门的传输线路,只需借助通常的电力线就可以完成数据传输。其传输信号由专门的芯片产生,本系统采用DTMF信号为载体,即:

以P89V51单片机为核心控制系统的电力线载波远程温湿控制系统设计

其中f1、f2为不同信号的频率,A1、A2为两个频率信号的幅值。发送端通过调制耦合至电力线;接收端通过解调还原获得传输信号。电力线上的信号为电源信号和载波信号的叠加。载波信号的加载和卸载也就是电源信号和载波信号的叠加和分离过程。

本系统以单片机为核心,系统包括终端模块、控制模块、编码解码模块、耦合电路等部分,分别实现信息的发送、接收和处理。系统框图如图1所示。

以P89V51单片机为核心控制系统的电力线载波远程温湿控制系统设计

控制单元通过接收外部键盘信息或传感器信息产生控制信号,经信息识别、处理后通过编解码芯片MT8888产生发送端信号,经耦合电路至电力线发送。在接收端,通过耦合电路将载波信息卸载,逆向通过MT8888解码至控制单元,从而执行相应的响应功能。

2.2 系统终端

采用Sensirion公司推出的可以同时测量温度和湿度的数字式传感器SHT15。内部集成温湿传感器、A/D转换、放大器I2C等,不需外围器件即可直接输出标定的数字信号。测量稳定、精度高,湿度精度为±2.0%RH,温度精度为±0.5℃。将SHT15输出的数字量做如下的转换成实际温湿度值。

以P89V51单片机为核心控制系统的电力线载波远程温湿控制系统设计


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以P89V51单片机为核心控制系统的电力线载波远程温湿控制系统设计

温箱内部采用电热丝和电风扇调节温度。检测到温度低于设定温度时,电热丝通电,当温度超过设定温度时,电风扇通电降温,两者均通过继电器实现工作。

按键模块选用8缓冲驱动器,三态的74LS244扩展8个按键。按键没有按下时,IO输入被拉高为高电平;当按键按下时,相应管脚被拉低,产生外部中断信号,在中断服务程序中读按键信息。使能芯片,单片机通过74LS244读取按键状态。每个按键对应于电力线上的各个温箱设备,各控制设备既是主控设备也是被控设备,方便实验员随时调节各温箱情况。

温度调节模块通过旋转编码器即旋钮进行温度调节,能比较准确地设定温度值。旋转编码器是通过转轴旋转,经内部电路产生90°相位差的正、反计数脉冲,不直接改变信号,转速越高其脉冲宽度就越窄。当旋转编码器正向旋转时,A相相位超前B相90°;反向旋转时,B相超前A相90°。编码器旋转时,每转过一个栅格,A相就产生一个脉冲信号,触发一次中断,在中断服务程序中通过判断B相的值来确定是正转还是反转并计数。为了有效地消除旋转时的抖动,编码器产生的信号通过施密特触发器整形后再接到单片机,同时在代码中做一个相应的延时能达到很好的效果。

为了能直观地反映温箱内的环境情况,本设计增加了通用的12864液晶模块。该液晶模块的控制芯片为ST7920,支持绘图、字符和汉字,在一般的应用中足以胜任。当液晶控制码为写状态时,数据通过串口发送至液晶控制单元,显示各温箱温湿度值及变化趋势,并能显示预计温度变化时间等信息。

2.3 编解码模块

编解码电路以MT8888为核心单元,通过控制单元的控制,可以分别执行编码、解码。当有按键操作时,单片机被唤醒进入中断,读旋转编码器变量,获取温度调节信息,对所选择温箱进行温度设定,将数据由单片机P1口送至MT8888。MT8888工作于DTMF发送模式时,单片机发送4位BCD码于TDR(发送数据寄存器)中控制芯片内部分频器合成DTMF发送信号,由8号引脚输出经耦合电路加载至电力线上,同时将修改信息送液晶显示,方便管理。

在被控设备端,其原理大致与主控设备端相似。此时,MT8888工作于接收模式。通过耦合电路卸载电力线上的DTMF信号,送MT8888解码后经RDR(接收数据寄存器)送单片机。单片机通过中断服务程序,在P1口获取解码后的BCD码信息。通过对比接收到的数据和各终端设备设定数据,判断是否执行操作,并返回操作信息。在整个过程中,任意终端设备均可以了解在整个电力线系统中其他设备的工作状况。

2.4 电力线耦合模块

按照低压电力线通信耦合技术的要求,必须进行强弱电隔离,同时确保较高的载波信号加载效率。为此,本系统采用“电磁耦合”与“阻容耦合”相结合的“复合耦合”[4]。载波接收耦合电路如图2所示,变压器在耦合载波信号的同时使通信电路与强电隔离。二极管D1、D2起限幅作用,用来保护后续电路。其调谐回路的谐振频率应满足:

以P89V51单片机为核心控制系统的电力线载波远程温湿控制系统设计

以P89V51单片机为核心控制系统的电力线载波远程温湿控制系统设计


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若将中心频率选在460 kHz,电容取值为22 nF,经计算可得电感L的取值在5.7 nH左右,即通过调节变压器初级绕组电感量来调节中心频率。变压器T1将电力线与耦合电路的其余部分相隔离,从电力线上接收载波信号,滤除来自电力线上的干扰噪声。

发送耦合电路如图3所示,三极管Q1和变压器T1组成调谐功率放大电路。同样变压器在耦合载波信号的同时使通信电路与强电隔离。在Q1和前级运放之间通过一个电阻R1耦合载波信号,同时避免后级电路产生自激振荡,也能相应的增加放大器的负载阻抗。前级运放输出的信号经R1输入到功率放大管Q1,再经Q1和谐振网络组成的单调谐放大器放大耦合到电力线上,实现信号的发送。

以P89V51单片机为核心控制系统的电力线载波远程温湿控制系统设计

3 控制系统的软件设计

3.1 系统软件结构

系统软件采用并行逻辑结构,主要分为主控部分和被控部分。根据各设备在网络中的角色不同,自行切换到相应的模式。系统默认为被控模式,即接收模式。系统程序由初始化程序、中断程序、接收发送程序、温度控制程序及终端人机交互程序等构成。初始化程序包括单片机初始化、MT8888预置模式、按键初始化、显示初始化等。系统上电后执行初始化程序,完成后进入待机状态,等待收发中断信号,从而判断是否主控。当有按键中断产生时,系统进入主控发送模式,通过解析按键信息,执行发送动作,将温湿度调节信号经电力线网络发送。处于被控接收模式的设备,在MT8888收到接收中断后,耦合卸载电力线数据。通过单片机解析收到的数据信息,判断是否是本机需要执行的操作。若是则控制温湿度调节模块执行操作,否则放弃信息。同时,每台设备还间隔2 s将本地状态广播给电力线网络上的其他设备。从而让使用者可以在任一设备了解及控制所有设备。为了增强系统的稳定性和抗干扰能力,单片机通过中断信号唤醒工作,在判断中断信号的合法性后再执行操作,可以避免误操作和毛刺信号等干扰,同时利用看门狗定时器,保证了系统的稳定可靠。系统软件框图如图4所示。

以P89V51单片机为核心控制系统的电力线载波远程温湿控制系统设计

3.2 PID控制算法

系统将传感器采集的数据与设定值比较,通过PID算法,经单片机发送控制量e(k)=(测量值-设定值),调节温箱温湿度。由于温湿度的测控响应缓慢有滞后性,本文采用增量PID算法[6],并进行简单的调整,以克服超调和振荡。其公式为:

以P89V51单片机为核心控制系统的电力线载波远程温湿控制系统设计

本系统以单片机为核心,以电力线网络作为传输通道,通过PID算法实现对同一网络的各温箱设备的温湿度控制,是集监测、管理、控制于一体的计算机测控设备。实验证明本系统成本低廉,安装调试方便,工作稳定,抗干扰能力强。可增添其他传感器测控模块,适用于需要分散布局的应用环境,有较强的实用性。

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如何精确设计三极管开关电路?

对于一个完整的电子设计来讲,首要问题就是为整个系统提供电源供电模块,电源模块的稳定可靠是系统平稳运行...

发表于 2018-09-20 08:56 ? 323次阅读
如何精确设计三极管开关电路?

基于单片机控制系统的远程数据传输系统设计

对MODEM的性能要求为:有电话号码参数存储器;有自动拨号功能、自动应答功能;可进行速度缓冲和流量控...

发表于 2018-09-20 17:16 ? 103次阅读
基于单片机控制系统的远程数据传输系统设计

利用单片机远程控制设计的无线温度监测系统

该模块的主要功能是接收和处理数据,由单片机控制无线模块接收数据,同时控制USB模块将数据发送到PC机...

发表于 2018-09-20 17:11 ? 97次阅读
利用单片机远程控制设计的无线温度监测系统

以AT89C52单片机控制系统为核心的备料机械手...

机械手的工作方式分为手动或自动状态。手动由本工作站的控制按钮控制,自动采用串行通信接收上位机命令,并...

发表于 2018-09-20 17:03 ? 127次阅读
以AT89C52单片机控制系统为核心的备料机械手...

以单片机控制为中心的高精度PWM式12位D/A电...

在用单片机制作的变送器类和控制器类的仪表中,需要输出1—5V或4—20mA的直流信号的时候,通常采用...

发表于 2018-09-20 16:59 ? 113次阅读
以单片机控制为中心的高精度PWM式12位D/A电...

告诉你怎么编写一个最简单的单片机程序

这样还不够,单片机工作还需要两个条件,一是需要加上一定的工作电压,AT89S51工作电压为5V,第2...

发表于 2018-09-20 16:22 ? 394次阅读
告诉你怎么编写一个最简单的单片机程序

教你如何玩转STM8单片机!

最初从单片机学习整个计算机系统是个非常正常的阶梯学习方法。因为直到今天,计算机系统的那些事,也没逃离...

发表于 2018-09-20 15:46 ? 287次阅读
教你如何玩转STM8单片机!

先进的微控制器总线体系结构AMBA规范定义了三种...

一个典型的基于AMBA 的微控制器同时集成AHB(或ASB )和APB 接口,如图2 所示。ASB...

发表于 2018-09-20 09:45 ? 245次阅读
先进的微控制器总线体系结构AMBA规范定义了三种...

世界各大汽车制造商都在竞相开发手势控制系统

这家成立于2016年的初创公司,将总部设在了有“加拿大硅谷”之称的滑铁卢。公司目前的研发团队由6名P...

发表于 2018-09-20 17:11 ? 651次阅读
世界各大汽车制造商都在竞相开发手势控制系统

以单片机为主控中心的高精度温度测量显示系统设计

整个系统主要由主控中心(单片机)、温度传感器DS18B20、数码管显示及开关控制等功能模块组成。可以...

发表于 2018-09-20 17:06 ? 113次阅读
以单片机为主控中心的高精度温度测量显示系统设计

如何设计一个以单片机为核心的继电器控制电路?

现代自动化控制设备都存在一个电子与电气电路的互相联结问题,一方面要使电子电路的控制信号能够控制电气电...

发表于 2018-09-20 16:59 ? 189次阅读
如何设计一个以单片机为核心的继电器控制电路?

以单片机为核心的频率响应测试仪方法设计

本设计中的单片机C8051F060可控制扫频信号源, 以产生一系列不同频率的正弦信号, 然后将这些信...

发表于 2018-09-20 16:55 ? 318次阅读
以单片机为核心的频率响应测试仪方法设计

如何设计一个以单片机为核心的线阵CCD驱动电路?

通常时钟脉冲可取自以下途径:单片机XTAL端、ALE端、独立脉冲源。其中取自XTAL端时,经分频电路...

发表于 2018-09-20 16:46 ? 106次阅读
如何设计一个以单片机为核心的线阵CCD驱动电路?

PLC应用在无负压供水控制系统中的优势介绍

可编程控制板是将PLC系统软件构建于控制器内,根据用户控制需要定制硬件,以PLC的应用方式解决对象控...

发表于 2018-09-20 16:24 ? 61次阅读
PLC应用在无负压供水控制系统中的优势介绍

PLC在污水处理电气控制系统中的应用设计

污水处理电气控制系统采用集中控制方式,采用毅天可编程控制器,系统运行稳定可靠。电控系统分为主电控制柜...

发表于 2018-09-20 16:18 ? 64次阅读
PLC在污水处理电气控制系统中的应用设计

【新专利介绍】一种民用智能燃气表整机功能检测设备...

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种民用智能燃气表整机功能检测设备的控制系统。该专利由杭州先锋...

发表于 2018-09-20 09:13 ? 63次阅读
【新专利介绍】一种民用智能燃气表整机功能检测设备...

以16位单片机SPCE061A为控制核心的智能温...

可供选择的主控芯片比较多,如使用面最广的MCS-5l系列、资源丰富的ARM7TDMI-S系列微控制器...

发表于 2018-09-20 17:33 ? 212次阅读
以16位单片机SPCE061A为控制核心的智能温...

以HC9SDGl28单片机为主控芯片的智能车系统...

电机驱动系统要求大功率的电源供应:低内阻、大电流、对电源的纹波不敏感;单片机和图像采集系统对电源质量...

发表于 2018-09-20 17:29 ? 90次阅读
以HC9SDGl28单片机为主控芯片的智能车系统...

以C8051F340单片机为核心的USB数据采集...

诱发设备出现故障的原因很多, 为保证设备正常运行需要检测多方面的数据, 本系统主要是检测设备的温度和...

发表于 2018-09-20 17:21 ? 72次阅读
以C8051F340单片机为核心的USB数据采集...

以分布控制式单片机为核心的无线呼叫系统设计

该设计可用3.3V电压供电,故采用ASM1117-3.3电源供电系统,如图3所示。无线发送模块和ST...

发表于 2018-09-20 17:17 ? 74次阅读
以分布控制式单片机为核心的无线呼叫系统设计

以单片机MSP430F149为主控芯片的超低功耗...

该系统以单片机MSP430F149 为核心,以环境温度、烟雾浓度作为判断火灾的依据,完成了对火灾的预...

发表于 2018-09-20 17:14 ? 101次阅读
以单片机MSP430F149为主控芯片的超低功耗...

以单片机为核心的智能路灯控制系统电路设计

经纬型路灯控制器,采用单片机技术,模拟日照规律,天黑能自动开灯,天亮能自动关灯。它具有光控开关自动变...

发表于 2018-09-20 17:04 ? 61次阅读
以单片机为核心的智能路灯控制系统电路设计

单片机与SIM300相结合的远程无线报警监控系统...

远程无线报警监控系统采用STC89C52单片机,STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS 8 b...

发表于 2018-09-20 17:00 ? 51次阅读
单片机与SIM300相结合的远程无线报警监控系统...

以单片机控制系统为核心的LED智能照明系设计

AC LED驱动电路,采用以双向可控硅为核心器件的触发电路,由单片机输出信号经D/A转换后,通过运算...

发表于 2018-09-20 16:56 ? 86次阅读
以单片机控制系统为核心的LED智能照明系设计

基于单片机控制的智能巡线小车多模式速度控制系统设...

通过控制MC33886 的四根输入线可以方便地实现电机正转、反转、能耗制动及反接制动。图3为经过简化...

发表于 2018-09-20 16:54 ? 60次阅读
基于单片机控制的智能巡线小车多模式速度控制系统设...

如何使用单片机开发设计一款产品?七个步骤告诉你

首先要清楚你要做一个什么样的产品,这个产品包含哪些功能,要采集哪些信号?要控制哪些设备?要走哪些通讯...

发表于 2018-09-20 16:45 ? 151次阅读
如何使用单片机开发设计一款产品?七个步骤告诉你

以Arm-Linux为平台的智能家居控制系统的设...

嵌入式系统以其占用资源少、专用性强、功耗低的特点使其广泛应用在移动通信、工业生产、安全监控等领域。针...

发表于 2018-09-20 16:27 ? 124次阅读
以Arm-Linux为平台的智能家居控制系统的设...

按键复位是什么 单片机按键复位程序

简而言之,复位电路的目的就是在上电的瞬间提供一个与正常工作状态下相反的电平。

发表于 2018-09-20 14:54 ? 64次阅读
按键复位是什么 单片机按键复位程序

单片机按键复位电路原理和电路图解析

在单片机系统中,系统上电启动的时候复位一次,当按键按下的时候系统再次复位,如果释放后再按下,系统还会...

发表于 2018-09-20 14:32 ? 459次阅读
单片机按键复位电路原理和电路图解析

渭南智能电网调度控制系统工厂测试工作正式在南京南...

渭南地区智能电网调度控制系统(即 D5000系统)工厂测试工作在南京南瑞公司正式开展。测试工作开始前...

发表于 2018-09-20 11:09 ? 204次阅读
渭南智能电网调度控制系统工厂测试工作正式在南京南...

常见的复位电路 单片机复位电路的原理

复位电路的目的就是在上电的瞬间提供一个与正常工作状态下相反的电平。

发表于 2018-09-20 10:39 ? 147次阅读
常见的复位电路 单片机复位电路的原理

51单片机手动复位和手动/上电复位的区别和解决方...

复位电路是一种用来使电路恢复到起始状态的电路设备,它的操作原理与计算器有着异曲同工之妙,只是启动原理...

发表于 2018-09-20 10:21 ? 317次阅读
51单片机手动复位和手动/上电复位的区别和解决方...

51单片机复位电路图分析 浅析复位电路构成

复位电路的原理是单片机RST引脚接收到2US以上的电平信号,只要保证电容的充放电时间大于2US,即可...

发表于 2018-09-20 09:42 ? 338次阅读
51单片机复位电路图分析 浅析复位电路构成

城市轨道交通推动其向智能化方向发展

数据显示,“十二五”期间全国轨道交通建成1900公里,完成投资1.1万亿元。2010-2015年,我...

发表于 2018-09-20 17:37 ? 837次阅读
城市轨道交通推动其向智能化方向发展

以HT46RU232单片机为核心的智能家居电话远...

语音提示是系统的重要组成部分,能为用户提供直观的反馈信息,引导用户更好地进行系统的操作。语音芯片能将...

发表于 2018-09-20 16:00 ? 634次阅读
以HT46RU232单片机为核心的智能家居电话远...

以C8051F340单片机为核心的红外测温系统设...

程序依照USBXpress提供的API函数编写,在程序界面初始化时调用SI_GetNumDevice...

发表于 2018-09-20 15:42 ? 57次阅读
以C8051F340单片机为核心的红外测温系统设...

以单片机为核心的步进电机控制系统驱动设计

AT89C52具有8KB Flash,256B内部RAM,32个I/O口线,3个16位定时/记数器,...

发表于 2018-09-20 15:29 ? 120次阅读
以单片机为核心的步进电机控制系统驱动设计

以C8051F021单片机和RA8835液晶控制...

本系统中的CAT28C256单独占用A0~A14地址总线,同时A15、A14、A13用作74HC13...

发表于 2018-09-20 15:24 ? 86次阅读
以C8051F021单片机和RA8835液晶控制...

以80C196KB单片机为核心的控制系统灭菌器设...

该灭菌器主要进行包裹类、器械类、乳胶类、液体类及其它类五项进行灭菌,其工艺大体相同,不同之处可由程序...

发表于 2018-09-20 15:16 ? 38次阅读
以80C196KB单片机为核心的控制系统灭菌器设...

关于单片机汇编延时程序的一些了解

如果用高级语言编程,只需要简单地调用延时函数就可以实现,但是计算机具体是怎么实现的呢?要想知其所以然...

发表于 2018-09-20 09:19 ? 104次阅读
关于单片机汇编延时程序的一些了解

STM32Cube最新的软件功能包FPS-SNS...

可用于STEVAL-BCNKT01V1(BlueCoin)和STEVAL-STLKT01V1(Sen...

发表于 2018-09-20 16:41 ? 881次阅读
STM32Cube最新的软件功能包FPS-SNS...
预定总统套房整层楼 四帝后加盟 还不如 家人霸凌 盼婚后生6个小孩 谢霆锋发声明谈家事 食用油出镜率堪比胡军 猫眼低价票竞争力下降或遭集体封杀 26年 酒吧女
李小冉欢喜上演婚姻变奏曲 秋季档美剧定归期 吃爆米花看高清电影(图) 自称会教魔童性观念(图) 重组 力证未怀孕夫妻感情好(图) 成龙范冰冰否认持博纳股 看黄片看得吃不下去饭 展现都市爱情浮世绘 男主撩妹技能满分 蒙嘉慧新婚后获王维基重金挖角 张韶涵晒磨皮自拍变网红 有竞争心态