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摘 要

：本设计以PSoC和组态王作为核心，实现对对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。该系统由温度传感器DS18B20和PSoC组成的下位机实现对温度的采集、控制以及数据采集；上位机由组态软件接受下位机的数据并及时优化处理，实现对温度的监控。上位机PC与下位机之间的通信采用RS-485协议。系统提供良好的人机交互界面，可以再现实中得到广泛的应用。

关键词：DS18B20，PSoC，温度控制，组态王

Abstract: This design uses PSoC and Kingview as the core in order to achieve the detection and control of the various types of furnaces, heat treatment furnaces, reactors and boilers’ temperature. The system consisting of temperature sensor DS18B20 and lower machine which is made up of PSoC realize the accomplishment of collecting and controlling temperature and data acquisition; PC configuration software accepts data from the lower machine and carries out timely optimization process, gaining the control function for temperature. RS-485 protocol is put to use in communication between upper PC and lower computer. The system provides great interactive interface between operators and the scene, which can be widely applied in reality.

Keywords: DS18B20，PSoC，Temperature control，King View

目 录

1 绪论 4

1.1 课题现状 4

1.2 研究意义 4

1.3 课题要求 4

2 方案总设计 4

3 主要软件和器件介绍 5

3.1 PSoC3简介 5

3.1 温度传感器 5

3.2 显示器件 6

3.3 芯片接口 6

3.4 电磁继电器 7

3.5 组态王 8

4 硬件电路设计 8

4.1 PSoC3系统及引脚功能 8

4.2 温度传感器DS18B20 11

4.3 液晶显示电路 12

4.4 上位机与下位机的通讯 13

4.5 控制电路 14

5 软件设计 14

5.1 主程序 14

5.1 PSoC Creator使用介绍 15

5.2 温度读取程序 17

5.3 DS18B20初始化、读写程序 17

5.4组态王监控界面设计 20

6 系统调试 22

总 结 23

参 考 文 献 24

致 谢 25

附录 26

程序 26

1 绪论

1.1 课题现状

近年来，在我国以信息化带动的工业化正在蓬勃发展，温度已成为工业对象控制中一种重要的参数，特别是在冶金、化工、机械等各类工业中，广泛使用各种加热炉、热处理炉、反应炉等。由于炉子的种类及原理不同，因此所采用的加热方法及燃料也不同，如煤气、天然气、油电等。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，选用的燃料，控制方案也有所不同。

与传统意义上的单片机系统相比，PSoC最大程度地实现了系统单片化的目标，也减少了PCB的面积。和其他架构的SoC相比，PSoC在保证以更简便方式实现更多更灵活功能和具备较高性能的前提下，达到了迄今为止最高的性价比。

1.2 研究意义

单片机控制器在从生活工具到工业应用的各个领域，例如生活工具的电梯、工业生产中的现场控制仪表、数控机床等。尤其使用单片机控制器改造落后的设备具有性价比高、提高设备的使用寿命、提高设备的自动化程度的特点。现代工业设计、工程建设及日常生活中常常需要用到的温度控制，早起温度控制主要应用与工厂中，例如钢铁的水溶温度，不同等级的钢铁要通过不同温度的铁水来实现，这样就可能有效的利用温度控制来掌握所需要的产品了。

1.3 课题要求

本设计是以PSoC3为核心软件，配合新型的温度传感器DS18B20来实现温度采样与控制，再用液晶显示实时显示温度，通过协议RS485完成与上位机的远距离通信。上位机又通过组态王软件对下位机的工作进行实时监视并能设定下位机的工作参数。系统具有良好的实时性、准确性和可靠性。

2 方案总设计

本论文研究的是PSoC技术在温度监控系统上的应用。从整体上分析和研究了控制系统的硬件配置、电路图的设计、程序设计，控制对象数学模型的建立、控制算法的选择和参数的整定，人机界面的设计等。

系统结构图如图2-1所示，温度传感器将所测温度送入PSoC，PSoC与上位机通信，将采集到的温度送到上位机，通过组态软件实现温度的实时显示，并将所获得的数据进行处理，进而按系统的要求控制下位机动作，以达到精确控制温度的目的。

PSoC3

下位机

上位机

图2-1 系统总设计结构图

3 主要软件和器件介绍

3.1 PSoC3简介

PSoC3是Cypress在第一代可配置片上系统PSoC1基础之上推出的新一代可配置芯片族，现包含CY8C32，CY8C34，CY8C36和CY8C38四个系列产品。与PSoC1相比，PSoC3处理核心基于增强型8051，指令集与标准8051完全兼容，支持乘法和除法指令，最高可运行在67MHz时钟 SoC3内部Flash容量最高可达64KB，并且具有多个层次的保护权限设置，能够充分保护Flash内的程序内容不被外部程序或设备读取；PSoC3包含最多8KB的SRAM，以及最多2KB的EEPROM。此外，PSoc3还提供了具有24个通道，可传输32位数据高性能的DMA模块，可以由CPU动态使能工作或是通过内部连线由模块产生的中断触发。

除了处理核心之外，PSoC3还包含三个重要组成部分：数字系统(Digital System)，模拟系统(Analog System)以及系统资源(System Wide Resources)。

3.1 温度传感器

DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻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。该装置信号线高的时候，内部电容器 储存能量通由1线通信线路给片子供电，而且在低电平期间为片子供电直至下一个高电平的到来重新充电。

光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位 （28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8 X5 X4 1）。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，如图3-1所示。

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