實用溫度控制器的設計_畢業(yè)設計(論文)

1、 編 號： 審定成績： 重慶郵電大學移通學院畢業(yè)設計論文設計論文題目：實用溫度控制器的設計單 位系別 ：通信工程系學 生 姓 名 ：專 業(yè) ：通信工程班 級 ：學 號 ：指 導 教 師 ：辯論組 負責人 ：填表時間： 2021 年 6 月重慶郵電大學移通學院教務處制重慶郵電大學移通學院畢業(yè)設計(論文)任務書設計(論文)題目 實用溫度控制器的設計 學生姓名 系別 通信工程系 專業(yè) 通信工程 班級 指導教師 職稱 副教授 聯(lián)系 教師單位 重慶郵電大學 下任務日期_ 2021 _年_ 1 月_ 4_ 日 主 要 研 究 內 容 、 方 法 和 要 求一、研究內容1、掌握溫度控制器的原理，溫度控制系統(tǒng)

2、及開展等相關知識；2、進行基于溫度控制器的設計。二、方法與要求通過查資料，結合所學的知識，在老師的指導下進行溫度控制器的設計。 進 度 計 劃1月4日至3月6日：查閱資料對課題進行了解和學習；3月7日至3月15日：做開題報告，研究內容分析與設計；3月16日至4月15日：研究內容實踐、實例研究，關鍵問題研究；4月16日至5月23日：提綱研究，論文的撰寫，定稿；5月24日至6月初：準備辯論。 主 要 參 考 文 獻1 辜小兵韓光勇單片機與根底應用重慶大學出版社20212 曹龍漢MCS-51單片機原理及應用M重慶大學出版社20043 HYPERLINK :/search.dangdang /book

3、/search_pub.php?category=01&key2=%BA%CE%C1%A2%C3%F1&order=sort_xtime_desc t _blank 何立民單片機高級教程:應用與設計(第2版)M HYPERLINK :/search.dangdang /book/search_pub.php?category=01&key3=%B1%B1%BE%A9%BA%BD%CC%EC%BA%BD%BF%D5%B4%F3%D1%A7%B3%F6%B0%E6%C9%E7&order=sort_xtime_desc t _blank 北京航天航空大 學出版社20074 陳躍東DS18B20集成

4、溫度傳感器原理與應用J2002指導教師簽字： 2021年 1 月 5 日教研室主任簽字： 2021年 1 月 6 日備注：此任務書由指導教師填寫，并于畢業(yè)設計(論文)開始前下達給學生。摘 要溫度是日常生活中無時不在的物理量，溫度的控制在各個領域都有積極的意義。很多行業(yè)中都有大量的用電加熱設備，如用于熱處理的加熱爐，用于融化金屬的坩鍋電阻爐及各種不同用途的溫度箱等，采用單片機對它們進行控制，不僅具有方便、簡單、靈活性強等特點，而且還可以大幅度提高被控溫度的技術指標，從而能夠大大提高產品的質量。因此，智能化溫度控制技術正被廣泛地采用。本溫度設計采用現(xiàn)在流行的AT89S51單片機，配以DS18B20

5、數(shù)字溫度傳感器，該溫度傳感器可自行設置溫度上下限。單片機將檢測到的溫度信號與輸入的溫度上、下限進行比擬，由此作出判斷是否啟動繼電器以開啟設備。本設計還參加了常用的數(shù)碼管顯示及狀態(tài)燈顯示燈常用電路，使得整個設計更加完整，更加靈活。它可以實時的顯示和設定溫度，實現(xiàn)對溫度的自動控制。通過測試說明，本設計對溫度的控制有方便、簡單的特點，從而大幅提高了被控溫度的技術指標。【關鍵詞】AT89S51單片機 DS18B20溫度傳感器 溫度控制 繼電器ABSTRACTThe temperature is constantly in the daily life of physical and temperatu

6、re controls in various fields have a positive meaning. A lot of businesses have a lot of power heating equipment, such as that used for the heat treatment furnace, for melting metal crucible resistance heaters and the various uses of temperature bins, SCM using their right to control not only easy t

7、o control, simple, such as the characteristics of flexibility, but can also significantly increase the temperature was charged with the technical indicators, which can greatly enhance the quality of the products. Therefore, intelligent temperature control technology is being widely adopted.The tempe

8、rature was designed with the now popular AT89S51 SCM, and with DS18B20 digital temperature sensor. The temperature sensor can set up their own temperature collars. SCM will detect that the temperature of the input signal and temperature, the lower comparisons this judgment whether to activate the re

9、lay to open the equipment. The design also includes commonly used digital display and control state lights commonly used circuit, making the whole design more complete, more flexible. Passed the tests show that the design of the temperature control is convenient and simple characteristics, thus grea

10、tly raising the temperature was charged with the technical indicators. 【Key word】AT89S51 micro controller DS18B20 temperature sensor Temperature control Relay目 錄前 言1第一章 緒論2第一節(jié) 溫度控制系統(tǒng)設計的背景、開展歷史及意義2第二節(jié) 溫度控制系統(tǒng)的目的2第三節(jié) 溫度控制系統(tǒng)完成的功能3第二章 系統(tǒng)總體設計方案4第一節(jié) 單片機的介紹4一、單片機的特點.4二、單片機系統(tǒng)的根本組成.4第二節(jié) 系統(tǒng)功能確實定和器件選取4一、單片機的選擇.

11、5二、顯示器的選擇.6三、溫度傳感器的選擇.6第三節(jié) 溫度傳感器DS18B20的簡介.7一、DS18B20的特點.8二、DS18B20的內部結構.8三、DS18B20的工作原理.10第四節(jié) 人機交互與串口通信.14一、人機交互.14二、串口通信.14第三章 系統(tǒng)硬件電路設計16第一節(jié) 系統(tǒng)結構框圖17第二節(jié) 人機交互與串口通信單元設計18一、輸入電路設計18二、顯示電路設計18三、串口通信電路19第三節(jié) 控制執(zhí)行單元設計20一、鍵盤單元.20二、溫度控制及超溫警報單元.22第四章 系統(tǒng)軟件設計23第一節(jié) 系統(tǒng)軟件設計整體思路23第二節(jié) 系統(tǒng)主程序流程圖24第三節(jié) 溫度采集子程序流程圖25第四節(jié)

12、 數(shù)據(jù)轉換子程序流程圖26第五節(jié) 動態(tài)顯示子程序流程圖27第六節(jié) 控制執(zhí)行子程序流程圖28結 論29參考文獻30致 謝31附 錄32一、程序代碼.32二、英文文獻.37三、英文翻譯.40前 言溫度控制系統(tǒng)廣泛應用于社會生活的各個領域 ,如家電、汽車、材料、電力電子等 ,常用的控制電路根據(jù)應用場合和所要求的性能指標有所不同 , 在工業(yè)企業(yè)中,如何提高溫度控制對象的運行性能一直以來都是控制人員和現(xiàn)場技術人員努力解決的問題。這類控制對象慣性大,滯后現(xiàn)象嚴重,存在很多不確定的因素,難以建立精確的數(shù)學模型,從而導致控制系統(tǒng)性能不佳,甚至出現(xiàn)控制不穩(wěn)定、失控現(xiàn)象。傳統(tǒng)的繼電器調溫電路簡單實用，但由于繼電器

13、動作頻繁 ,可能會因觸點不良而影響正常工作?？刂祁I域還大量采用傳統(tǒng)的PID控制方式,但PID控制對象的模型難以建立,并且當擾動因素不明確時,參數(shù)調整不便仍是普遍存在的問題。而采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20，因其內部集成了A/D轉換器，使得電路結構更加簡單，而且減少了溫度測量轉換時的精度損失，使得測量溫度更加精確。數(shù)字溫度傳感器DS18B20只用一個引腳即可與單片機進行通信，大大減少了接線的麻煩，使得單片機更加具有擴展性。由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通過單跳數(shù)據(jù)線就可以和主電路連接，故可以把數(shù)字溫度傳感器DS18B20做成探頭，探入到狹小的地方，增加了實用性。更能串接多個數(shù)字溫度傳

14、感器DS18B20進行范圍的溫度檢測。第一章 緒論第一節(jié) 溫度控制系統(tǒng)設計的背景、開展歷史及意義隨著社會的開展，科技的進步，以及測溫儀器在各個領域的應用，智能化已是現(xiàn)代溫度控制系統(tǒng)開展的主流方向。特別是近年來，溫度控制系統(tǒng)已應用到人們生活的各個方面，但溫度控制一直是一個未開發(fā)的領域，卻又是與人們息息相關的一個實際問題。針對這種實際情況，設計一個溫度控制系統(tǒng)，具有廣泛的應用前景與實際意義。溫度是科學技術中最根本的物理量之一，物理、化學、生物等學科都離不開溫度。在工業(yè)生產和實驗研究中，像電力、化工、石油、冶金、航空航天、機械制造、糧食存儲、酒類生產等領域內，溫度常常是表征對象和過程狀態(tài)的最重要的參

15、數(shù)之一。比方，發(fā)電廠鍋爐的溫度必須控制在一定的范圍之內；許多化學反響的工藝過程必須在適當?shù)臏囟认虏拍苷＿M行；煉油過程中，原油必須在不同的溫度和壓力條件下進行分餾才能得到汽油、柴油、煤油等產品。沒有適宜的溫度環(huán)境，許多電子設備就不能正常工作，糧倉的儲糧就會變質霉爛，酒類的品質就沒有保障。因此，各行各業(yè)對溫度控制的要求都越來越高。可見，溫度的測量和控制是非常重要的。單片機在電子產品中的應用已經越來越廣泛，在很多的電子產品中也用到了溫度檢測和溫度控制。隨著溫度控制器應用范圍的日益廣泛和多樣，各種適用于不同場合的智能溫度控制器應運而生。第二節(jié) 溫度控制系統(tǒng)的目的本設計的內容是溫度測試控制系統(tǒng)，控制對

16、象是溫度。溫度控制在日常生活及工業(yè)領域應用相當廣泛，比方溫室、水池、發(fā)酵缸、電源等場所的溫度控制。而以往溫度控制是由人工完成的而且不夠重視，其實在很多場所溫度都需要監(jiān)控以防止發(fā)生意外。針對此問題，本系統(tǒng)設計的目的是實現(xiàn)一種可連續(xù)高精度調溫的溫度控制系統(tǒng)，它應用廣泛，功能強大，小巧美觀，便于攜帶，是一款既實用又廉價的控制系統(tǒng)。第三節(jié) 溫度控制系統(tǒng)完成的功能本設計是對溫度進行實時監(jiān)測與控制，設計的溫度控制系統(tǒng)實現(xiàn)了根本的溫度控制功能：當溫度低于設定下限溫度時，系統(tǒng)自動啟動加熱繼電器加溫，使溫度上升，同時綠燈亮。當溫度上升到下限溫度以上時，停止加溫；當溫度高于設定上限溫度時，系統(tǒng)自動啟動風扇降溫，使

17、溫度下降，同時紅燈亮。當溫度下降到上限溫度以下時，停止降溫。溫度在上下限溫度之間時，執(zhí)行機構不執(zhí)行。三個數(shù)碼管即時顯示溫度，精確到小數(shù)點一位。第二章 系統(tǒng)總體設計方案第一節(jié) 單片機的介紹一、單片機的特點高集成度，體積小，高可靠性 單片機將各功能部件集成在一塊晶體芯片上，集成度很高，體積自然也是最小的。芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設計的，內部布線很短，其抗工業(yè)噪音性能優(yōu)于一般通用的CPU。單片機程序指令，常數(shù)及表格等固化在ROM中不易破壞，許多信號通道均在一個芯片內，故可靠性高。 控制功能強 為了滿足對對象的控制要求，單片機的指令系統(tǒng)均有極豐富的條件:分支轉移能力，I/O口的邏輯操作及位處理能力

18、，非常適用于專門的控制功能。 低電壓，低功耗，便于生產便攜式產品 為了滿足廣泛使用于便攜式系統(tǒng)，許多單片機內的工作電壓僅為，而工作電流僅為數(shù)百微安。 易擴展 片內具有計算機正常運行所必需的部件。芯片外部有許多供擴展用的三總線及并行、串行輸入/輸出管腳，很容易構成各種規(guī)模的計算機應用系統(tǒng)。 優(yōu)異的性能價格比 單片機的性能極高。為了提高速度和運行效率，單片機已開始使用RISC流水線和DSP等技術。單片機的尋址能力也已突破64KB的限制，有的已可到達1MB和16MB，片內的ROM容量可達62MB，RAM容量那么可達2MB。由于單片機的廣泛使用，因而銷量極大，各大公司的商業(yè)競爭更使其價格十分低廉，其性

19、能價格比極高1。二、單片機系統(tǒng)的根本組成將CPU、存儲器、I/O接口電路集成到一塊芯片上，這個芯片稱為單片機。圖2.1 單片機結構圖單片機作為一片集成了微型計算機根本部件的集成電路芯片，與通用計算機相比，自身不帶軟件，不能獨立運行；存儲容量小，沒有輸入、輸出設備，不能將系統(tǒng)軟件和應用軟件存儲到自身的存儲器中并加以運行，它自身沒有開發(fā)功能。所以，必須借助開發(fā)機來完成開發(fā)任務，即相應的軟、硬件設計和調試以及將調試好的程序固化到自身的存儲器中。第二節(jié) 系統(tǒng)功能確實定和器件選取一、單片機的選擇由于單片機技術在各個領域正得到越來越廣泛的應用，世界上許多集成電路生產廠家相繼推出了各種類型的單片機，在單片機

20、家族的眾多成員中，MCS-51系列單片機以其優(yōu)越的性能、成熟的技術及高可靠性和高性能價格比，迅速占領了工業(yè)測控和自動化工程應用的主要市場，成為國內單片機應用領域中的主流。單片機的誕生標志著計算機正式形成了通用計算機系統(tǒng)和嵌入式計算機系統(tǒng)兩個分支。通用計算機系統(tǒng)主要用于海量高速數(shù)值運算，不必兼顧控制功能，其數(shù)據(jù)總線的寬度不斷更新，從8位、16位迅速過渡到32位、64位，并且不斷提高運算速度和完善通用操作系統(tǒng)，以突出其高速海量數(shù)值運算的能力，在數(shù)據(jù)處理、模擬仿真、人工智能、圖像處理、多媒體、網絡通信中得到了廣泛應用；單片機作為最典型的嵌入式系統(tǒng)，由于其微小的體積和極低的本錢，廣泛應用于家用電器、機

21、器人、儀器儀表、工業(yè)控制單元、辦公自動化設備以及通信產品中，成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的智能化工具。因此，單片機的出現(xiàn)大大促進了現(xiàn)代計算機技術的飛速開展，成為近代計算機技術開展史上一個重要里程碑2。由于MCS系列單片機集成了幾乎完善的中央處理單元，處理功能強，中央處理單元中集成了方便靈活的專用存放器，這給我們利用單片機提供了極大的便利。單片機把微型計算機的主要部件都集成在一塊芯片上，使得數(shù)據(jù)傳送距離大大縮短，運行速度更快，可靠性更高，抗干擾能力更強。由于屬于芯片化的微型計算機，各功能部件在芯片中的布局和結構到達最優(yōu)化，工作也相對穩(wěn)定。51的優(yōu)點是價錢廉價，I/O口多，程序空間大。因此，測控系統(tǒng)中

22、，使用51單片機是最理想的選擇。單片機屬于典型的嵌入式系統(tǒng)，所以它是低端控制系統(tǒng)最正確器件。單片機的開發(fā)環(huán)境要求較低，軟件資源十分豐富，開發(fā)工具和語言也大大簡化。單片機的典型代表是Intel公司在20世紀80年代初研制出來的MCS-51系列單片機。MCS-51單片機很快在我國得到廣泛的推廣應用，成為電子系統(tǒng)中最普遍的應用手段，并在工業(yè)控制、交通運輸、家用電器、儀器儀表等領域取得了大量應用成果3。以MCS-51技術核心為主導的單片機已成為許多廠家、電氣公司競相選用的對象，并以此為基核，推出許多與MCS51有極好兼容性的CMOS單片機，同時增加了一些新的功能。這其中就包括AT89S51單片機。AT

23、89S51是一個低功耗，高性能HYPERLINK :/baike.baidu /view/22318.htmCMOS 8位HYPERLINK :/baike.baidu /view/1012.htm單片機，片內含4k Bytes HYPERLINK :/baike.baidu /view/855.htmISP的可反復擦寫1000次的HYPERLINK :/baike.baidu /view/7641.htmFlash只讀HYPERLINK :/baike.baidu /view/421016.htm程序存儲器，器件采用HYPERLINK :/baike.baidu /view/110906.h

24、tmATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS-51HYPERLINK :/baike.baidu /view/178189.htm指令系統(tǒng)及80C51HYPERLINK :/baike.baidu /view/641241.htm引腳結構，芯片內集成了通用8位HYPERLINK :/baike.baidu /view/14045.htm中央處理器和ISP FlashHYPERLINK :/baike.baidu /view/1223079.htm存儲單元。AT89S51已經在眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)中得到廣泛應用。AT89S51單片機還具有易于學習、本錢低、性能強大等優(yōu)勢，能

25、對內部眾多HYPERLINK :/baike.baidu /view/300881.htmI/O端口連接外圍設備進行精確操控，具有強大的工控能力。綜上所述，選用AT89S51單片機。二、顯示器的選擇顯示器選用LED。LED顯示器是單片機應用系統(tǒng)中常見的輸出器件，而在單片機的應用上也是被廣泛運用的。如果需要顯示的內容只有數(shù)碼和某些字母，使用LED數(shù)碼管是一種較好的選擇。LED數(shù)碼管顯示清晰、本錢低廉、配置靈活，與單片機接口簡單易行。LED數(shù)碼管作為顯示字段的數(shù)碼型顯示器件，它是由假設干個發(fā)光二極管組成的。當發(fā)光二極管導通時，相應的一個點或一個筆畫發(fā)亮，控制不同組合的二極管導通，就能顯示出各種字符

26、，常用的LED數(shù)碼管有7段和“米字段之分。這種顯示器有共陽極和共陰極兩種。共陰極LED顯示器的發(fā)光二極管的陰極連在一起，通常此共陰極接地。當某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮，相應的段被顯示。同樣，共陽極LED顯示器的發(fā)光二極管的陽極接在一起，通常此共陽極接正電壓，當某個發(fā)光二極管的陰極接低電平時，發(fā)光二極管被點亮，相應的段被顯示。本次設計所用的LED數(shù)碼管顯示器為共陽極。LED數(shù)碼管的使用與發(fā)光二極管相同，根據(jù)材料不同正向壓降一般為1.52V，額定電流為10MA，最大電流為40MA。靜態(tài)顯示時取10MA為宜，動態(tài)掃描顯示可加大脈沖電流，但一般不超過40MA。三、溫度傳感器的選擇智

27、能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器)是微電子技術、計算機技術和自動測試技術(ATE)的結晶。目前，已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產品。智能溫度傳感器內部都包含溫度傳感器、A/D轉換器、信號處理器、存儲器(或存放器)和接口電路。有的產品還帶多路選擇器、中央控制器(CPU)、隨機存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)。智能溫度傳感器的特點是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關的溫度控制量，適配各種微控制器(MCU)。 智能溫度傳感器的總線技術也實現(xiàn)了標準化、標準化，所采用的總線主要有單線(1-WIRE)總線、I2C總線、SMBUS總線和SPI總線。溫度傳感器作為從機可通過專用總線接口與主機進行通信。智能溫度控制

28、器是在智能溫度傳感器的根底上開展而成的4。典型產品有DS18B20，智能溫度控制器適配各種微控制器，構成智能化溫控系統(tǒng);它們還可以脫離微控制器單獨工作，自行構成一個溫控儀。DS18B20是DALLAS公司生產的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有3引腳TO92小體積封裝形式;溫度測量范圍為55125，可編程為9位12位A/D轉換精度，測溫分辨率可達0.0625，被測溫度用符號擴展的16位數(shù)字量方式串行輸出，其工作電源既可在遠端引入，也可采用寄生電源方式產生;多個DS18B20可以并聯(lián)到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。同

29、DS1820一樣，DS18B20也 支持“一線總線接口，測量溫度范圍為 -55+125，在-10+85范圍內，精度為0.5。DS18B20的精度較差為0.2 ?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量。如：環(huán)境控制、設備或過程控制、測溫類消費電子產品等。與前一代產品不同，新的產品支持3V5.5V的電壓范圍，使系統(tǒng)設計更靈活、方便。而且新一代產品更廉價，體積更小。DALLAS 半導體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS18B20是世界上第一片支持 “一線總線接口的溫度傳感器。一線總線獨特而且經濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網絡，為測量系統(tǒng)的構建引入

30、全新概念?，F(xiàn)在，新一代的DS1820體積更小、更經濟、更靈活，使您可以充分發(fā)揮“一線總線的長處。 由于DS18B20將溫度傳感器、信號放大調理、A/D轉換、接口全部集成于一芯片，與單片機連接簡單、方便，與AD590相比是更新一代的溫度傳感器，所以溫度傳感器采用DS18B20。第三節(jié) 溫度傳感器DS18B20的簡介一、DS18B20的特點獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信；多個DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點組網功能；無須外部器件；可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為；零待機功耗；溫度以3位數(shù)字顯示；用戶可定義報警設置；報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度溫度報警條件的器件；負電壓

31、特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作5。 二、DS18B20的內部結構DS18B20采用3腳PR35封裝，如下圖； 圖2.2 DS18B20封裝DS18B20的內部結構主要由四局部組成：64位光刻ROM。開始8位是產品類型的編號，接著是每個器件的惟一的序號，共有48位，最后8位是前56位的CRC校驗碼，這也是多個DS18B20可以采用一線進行通信的原因。64位閃速ROM的結構如下：表2.1 ROM結構8b檢驗CRC48b序列號8b工廠代碼10HMSB LSB MSB LSB MSB LSB圖2.3 DS18B20內部結構非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL，可通過軟件寫入用

32、戶報警上下限值。高速暫存器，可以設置DS18B20溫度轉換的精度。溫度傳感器，DS18B20的內部存儲器還包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的E2PRAM。高速暫存RAM的結構為8字節(jié)的存儲器，結構如表所示。頭2個字節(jié)包含測得的溫度信息，第3和第4字節(jié)TH和TL的拷貝，是易失的，每次上電復位時被刷新。第5個字節(jié)，為配置存放器，它的內容用于確定溫度值的數(shù)字轉換分辨率。DS18B20工作時存放器中的分辨率轉換為相應精度的溫度數(shù)值。低5位一直為1，TM是工作模式位，用于設置DS18B20在工作模式還是在測試模式。 表2.2 DS18B20內部存儲器結構Byte0溫度測量值LSB50HBy

33、te1溫度測量值MSB50HE2PROMByte2TH高溫存放器-TH高溫存放器Byte3TL低溫存放器-TL 低溫存放器Byte4配位存放器-配位存放器Byte5預留FFHByte6預留0CHByte7預留IOHByte8循環(huán)冗余碼校驗CRC三、DS18B20的工作原理一DS18B20的工作時序根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機控制DS18B20完成溫度轉換必須經過三個步驟：每一次讀寫之前都必須要對DS18B20進行復位；復位成功后發(fā)送一條ROM指令；最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18B20進行預定的操作。復位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，DS18B20收到信號后等待15

34、60微秒左右后發(fā)出60240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復位成功5。其工作時序包括初始化時序、寫時序和讀時序，具體工作方法如圖，所示。1初始化時序初始化時序的具體工作方法如圖2.4所示：圖2.4 初始化時序總線上的所有傳輸過程都是以初始化開始的，主機響應應答脈沖。應答脈沖使主機知道，總線上有從機設備，且準備就緒。主機輸出低電平，保持低電平時間至少480us，以產生復位脈沖。接著主機釋放總線，上拉電阻將總線拉高，延時1560us，并進入接受模式，以產生低電平應答脈沖，假設為低電平，再延時480us。2寫時序寫時序的具體工作方法如圖2.5所示：圖2.5 寫時序寫時序包括寫0時序和寫1時

35、序。所有寫時序至少需要60us，且在2次獨立的寫時序之間至少需要1us的恢復時間，都是以總線拉低開始。寫1時序，主機輸出低電平，延時2us，然后釋放總線，延時60us。寫0時序，主機輸出低電平，延時60us，然后釋放總線，延時2us。3讀時序讀時序的具體工作方法如圖2.6所示：圖2.6 讀時序總線器件僅在主機發(fā)出讀時序時，才向主機傳輸數(shù)據(jù)，所以，在主機發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產生讀時序，以便從機能夠傳輸數(shù)據(jù)。所有讀時序至少需要60us，且在2次獨立的讀時序之間至少需要1us的恢復時間。每個讀時序都由主機發(fā)起，至少拉低總線1us。主機在讀時序期間必須釋放總線，并且在時序起始后的15us之內采樣

36、總線狀態(tài)。主機輸出低電平延時2us，然后主機轉入輸入模式延時12us，然后讀取總線當前電平，然后延時50us。二DS18B20的測溫原理DS18B20的測溫原理如表2.4所示：:表2.3 ROM操作命令指令約定代碼功 能讀ROM33H讀DS18B20 ROM中的編碼。符合ROM55H發(fā)出此命令之后，接著發(fā)出64位ROM編碼，訪問單線總線上與該編碼相對應的DS18B20 使之作出響應，為下一步對該DS18B20的讀寫作準備。搜索ROM0F0H用于確定掛接在同一總線上DS18B20的個數(shù)和識別64位ROM地址，為操作各器件作好準備。跳過ROM0CCH忽略64位ROM地址，直接向DS18B20發(fā)溫度

37、變換命令，適用于單片工作。警告搜索命令0ECH執(zhí)行后，只有溫度超過設定值上限或者下限的片子才做出響應。溫度變換44H啟動DS18B20進行溫度轉換，轉換時間最長為500MS，結果存入內部9字節(jié)RAM中。讀暫存器0BEH讀內部RAM中9字節(jié)的內容。寫暫存器4EH發(fā)出向內部RAM的第3，4字節(jié)寫上、下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟讀命令之后，是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù)。復制暫存器48H將E2PRAM中第3，4字節(jié)內容復制到E2PRAM中。重調0BBH將E2PRAM中內容恢復到RAM中的第3，4字節(jié)。讀供電方式0B4H讀DS18B20的供電模式，寄生供電時DS18B20發(fā)送“0，外接電源供電DS18B20發(fā)送“1。每

38、一片DSl8B20在其ROM中都存有其唯一的48位序列號，在出廠前已寫入片內ROM 中。主機在進入操作程序前必須用讀ROM(33H)命令將該DSl8B20的序列號讀出。程序可以先跳過ROM，啟動所有DSl8B20進行溫度變換，之后通過匹配ROM，再逐一地讀回每個DSl8B20中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產生的信號作為減法計數(shù)器2的脈沖輸入，圖中還隱含著計數(shù)門，當計數(shù)門翻開時，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產生的時鐘脈沖后進行計數(shù)，進而完成溫度測量。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決

39、定，每次測量前，首先將-55 所對應的基數(shù)分別置入減法計數(shù)器1和溫度存放器中，減法計數(shù)器1和溫度存放器被預置在-55 所對應的一個基數(shù)值。減法計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當減法計數(shù)器1的預置值減到0時溫度存放器的值將加1，減法計數(shù)器1的預置將重新被裝入，減法計數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器2計數(shù)到0時，停止溫度存放器值的累加，此時溫度存放器中的數(shù)值即為所測溫度。圖中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計數(shù)器的預置值，只要計數(shù)門仍未關閉就重復上述過程，直至溫度存放器值到達被測溫度值。另外，由于DS1

40、8B20單線通信功能是分時完成的，他有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。系統(tǒng)對DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進行。操作協(xié)議為：初始化DS18B20發(fā)復位脈沖發(fā)ROM功能命令發(fā)存儲器操作命令處理數(shù)據(jù)。測溫原理內部裝置如圖2.7所示：減法計數(shù)器斜率累加器減到0減法計數(shù)器預 置低溫度系數(shù)振 蕩 器高溫度系數(shù)振 蕩 器計數(shù)比擬器預 置溫度存放器減到0圖2.7 測溫原理內部裝置三DS18B20的測溫流程DS18B20的測溫流程如下圖。初始化DS18B20跳過ROM匹配溫度變換延時1S跳過ROM匹配讀暫存器轉換成顯示碼數(shù)碼管顯示圖 DS18B20測溫流程第四節(jié) 人機交互與串口通信人機交互人機交互、人

41、機互動英文：HumanComputer Interaction或HumanMachine Interaction，簡稱HCI或HMI，是一門研究系統(tǒng)與用戶之間的交互關系的學問。系統(tǒng)可以是各種各樣的機器，也可以是計算機化的系統(tǒng)和軟件。人機交互界面通常是指用戶可見的局部。用戶通過人機交互界面與系統(tǒng)交流，并進行操作。小如收音機的播放按鍵，大至飛機上的儀表板、或是發(fā)電廠的控制室。人機交互界面的設計要包含用戶對系統(tǒng)的理解即心智模型，那是為了系統(tǒng)的可用性或者用戶友好性。操作系統(tǒng)的人機交互功能是決定計算機系統(tǒng)“友善性的一個重要因素。人機交互功能主要靠可輸入輸出的外部設備和相應的軟件來完成。可供人機交互使用的

42、設備主要有鍵盤顯示、鼠標、各種模式識別設備等。與這些設備相應的軟件就是操作系統(tǒng)提供人機交互功能的局部。人機交互局部的主要作用是控制有關設備的運行和理解并執(zhí)行通過人機交互設備傳來的有關的各種命令和要求。早期的人機交互設施是鍵盤顯示器。操作員通過鍵盤打入命令，操作系統(tǒng)接到命令后立即執(zhí)行并將結果通過顯示器顯示。打入的命令可以有不同方式，但每一條命令的解釋是清楚的，唯一的。隨著計算機技術的開展，操作命令也越來越多，功能也越來越強。隨著模式識別，如語音識別、漢字識別等輸入設備的開展，操作員和計算機在類似于自然語言或受限制的自然語言這一級上進行交互成為可能。此外，通過圖形進行人機交互也吸引著人們去進行研究

43、。這些人機交互可稱為智能化的人機交互。串口通信串口通信Serial Communication， 是指外設和計算機間，通過數(shù)據(jù)信號線 、地線、控制線等，按位進行傳輸數(shù)據(jù)的一種通訊方式。這種通信方式使用的數(shù)據(jù)線少，在遠距離通信中可以節(jié)約通信本錢，但其傳輸速度比并行傳輸?shù)?。一應用隨著計算機系統(tǒng)的應用和微機網絡的開展，通信功能越來越顯得重要。這里所說的通信是指計算機與外界的信息交換。因此，通信既包括計算機與外部設備之間，也包括計算機和計算機之間的信息交換。由于串行通信是在一根傳輸線上一位一位的傳送信息，所用的傳輸線少，并且可以借助現(xiàn)成的 網進行信息傳送，因此，特別適合于遠距離傳輸。對于那些與計算機相

44、距不遠的人-機交換設備和串行存儲的外部設備如終端、打印機、邏輯分析儀、磁盤等，采用串行方式交換數(shù)據(jù)也很普遍。在實時控制和管理方面，采用多臺微機處理機組成分級分布控制系統(tǒng)中，各 CPU 之間的通信一般都是串行方式。所以串行接口是微機應用系統(tǒng)常用的接口許多外設和計算機按串行方式進行通信，這里所說的串行方式，是指外設與接口電路之間的信息傳送方式，實際上，CPU 與接口之間仍按并行方式工作。二工作方式由于 CPU 與接口之間按并行方式傳輸，接口與外設之間按串行方式傳輸，因此，在串行接口中，必須要有“接收移位存放器串并和“發(fā)送移位存放器并串。 在數(shù)據(jù)輸入過程中，數(shù)據(jù) 1 位 1 位地從外設進入接口的“接

45、收移位存放器，當“接收移位存放器中已接收完 1 個字符的各位后，數(shù)據(jù)就從“接收移位存放器進入“數(shù)據(jù)輸入存放器。 CPU 從“數(shù)據(jù)輸入存放器中讀取接收到的字符。并行讀取，即 D7D0 同時被讀至累加器中?！敖邮找莆淮娣牌鞯囊莆凰俣扔伞敖邮諘r鐘確定。在數(shù)據(jù)輸出過程中，CPU 把要輸出的字符并行地送入“數(shù)據(jù)輸出存放器，“數(shù)據(jù)輸出存放器的內容傳輸?shù)健鞍l(fā)送移位存放器，然后由“發(fā)送移位存放器移位，把數(shù)據(jù) 1 位 1 位地送到外設?！鞍l(fā)送移位存放器的移位速度由“發(fā)送時鐘確定。接口中的“控制存放器用來容納 CPU 送給此接口的各種控制信息，這些控制信息決定接口的工作方式。“狀態(tài)存放器的各位稱為“狀態(tài)位，每一個

46、狀態(tài)位都可以用來指示數(shù)據(jù)傳輸過程中的狀態(tài)或某種錯誤。例如，用狀態(tài)存放器的 D5 位為“1表示“數(shù)據(jù)輸出存放器空，用 D0 位表示“數(shù)據(jù)輸入存放器滿，用 D2 位表示“奇偶檢驗錯等。能夠完成上述“串 并轉換功能的電路，通常稱為“通用異步收發(fā)器(UART ：Universal Asynchronous Receiver and Transmitter)，典型的芯片有：Intel 8250/8251，1655010。三接口標準實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式化：因為來自CPU的是普通的并行數(shù)據(jù)，所以，接口電路應具有實現(xiàn)不同串行通信方式下的數(shù)據(jù)格式化的任務。在異步通信方式下，接口自動生成起止式的幀數(shù)據(jù)格式。在面向字符的同

47、步方式下，接口要在待傳送的數(shù)據(jù)塊前加上同步字符。進行串-并轉換：串行傳送，數(shù)據(jù)是一位一位串行傳送的，而計算機處理數(shù)據(jù)是并行數(shù)據(jù)。所以當數(shù)據(jù)由計算機送至數(shù)據(jù)發(fā)送器時，首先把串行數(shù)據(jù)轉換為并行數(shù)才能送入計算機處理。因此串并轉換是串行接口電路的重要任務?？刂茢?shù)據(jù)傳輸速率：串行通信接口電路應具有對數(shù)據(jù)傳輸速率波特率進行選擇和控制的能力。進行錯誤檢測：在發(fā)送時接口電路對傳送的字符數(shù)據(jù)自動生成奇偶校驗位或其他校驗碼。在接收時，接口電路檢查字符的奇偶校驗或其他校驗碼，確定是否發(fā)生傳送錯誤。進行TTL與EIA電平轉換：CPU和終端均采用TTL電平及正邏輯，它們與EIA采用的電平及負邏輯不兼容，需在接口電路中進

48、行轉換。提供EIA-RS-232C接口標準所要求的信號線：遠距離通信采用MODEM時，需要9根信號線；近距離零MODEM方式，只需要3根信號線。這些信號線由接口電路提供，以便與MODEM或終端進行聯(lián)絡與控制。理論性強第三章 系統(tǒng)硬件電路設計第一節(jié) 系統(tǒng)結構框圖溫度控制系統(tǒng)采用AT89S51八位機作為微處理單元進行控制。采用4X4鍵盤把設定溫度的最高值和最低值存入單片機的數(shù)據(jù)存儲器，還可以通過鍵盤完成溫度檢測功能的轉換。溫度傳感器把采集的信號與單片機里的數(shù)據(jù)相比擬來控制溫度控制器。系統(tǒng)結構框圖如圖3.1：AT89S51溫度控制報警電路顯示電路溫度傳感器鍵盤設定圖3.1 系統(tǒng)結構框圖根據(jù)系統(tǒng)的設計

49、要求，選擇DS18B20作為本系統(tǒng)的溫度傳感器，選擇單片機AT89S51為測控系統(tǒng)的核心來完成數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、報警等功能。選用數(shù)字溫度傳感器DS18B20，省卻了采樣保持電路、運放、數(shù)模轉換電路以及進行長距離傳輸時的串并轉換電路，簡化了電路，縮短了系統(tǒng)的工作時間，降低了系統(tǒng)的硬件本錢。該系統(tǒng)的總體設計思路如下：溫度傳感器DS18B20把所測得的溫度發(fā)送到AT89S51單片機上，經過51單片機處理，將把溫度在顯示電路上顯示，本系統(tǒng)顯示器為點陣字符LCD，1602液晶模塊。檢測范圍5攝氏度到60攝氏度。本系統(tǒng)除了顯示溫度以外還可以設置一個溫度值，對所測溫度進行監(jiān)控，當溫度高于或低于設定溫度時

50、，開始報警并啟動相應程序溫度高于設定溫度時，風扇開；當溫度低于設定溫度時，加熱器開。第二節(jié) 人機交互與串口通信單元設計輸入電路設計一單片機電路單片機電路引腳圖如圖3.2所示：圖3.2 單片機電路引腳圖二溫度傳感器電路溫度傳感器電路引腳圖如圖3.3所示：圖3.3 溫度傳感器電路引腳圖顯示電路設計顯示電路采用了7段共陰數(shù)碼管掃描電路，節(jié)約了單片機的輸出端口，便于程序的編寫。顯示電路圖如圖3.4所示：圖3.4 顯示電路圖串口通信電路一繼電器電路圖中的引腳控制加熱器繼電器。給低電平，三極管導通，電磁鐵觸頭放下來開始工作。繼電器電路如圖3.5所示：圖3.5 繼電器電路圖晶振控制電路晶振控制電路如圖3.6

51、所示：圖3.6 晶振控制電路圖 三復位電路復位電路如圖3.7所示：圖3.7 復位電路圖第三節(jié) 控制執(zhí)行單元設計一、鍵盤單元單片機應用系統(tǒng)中除了復位按鍵有專門的復位電路，以及專一的復位功能外，其它的按鍵或鍵盤都是以開關狀態(tài)來設置控制功能或輸入數(shù)據(jù)。 鍵開關狀態(tài)的可靠輸入 ：為了去抖動，所以采用軟件方法，它是在檢測到有鍵按下時，執(zhí)行一個10ms的延時程序后，再確認該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，如保持閉合狀態(tài)電平那么確認為真正鍵按下狀態(tài)，從而消除了抖動影響6。在這種行列式矩陣鍵盤非編碼鍵盤的單片機系統(tǒng)中，鍵盤處理程序首先執(zhí)行等待按鍵并確認有無按鍵按下的程序段。當確認有按鍵按下后下一步就要識別哪一個

52、按鍵按下。對鍵的識別通常有兩種方法：一種是常用的逐行掃描查詢法；另一種是速度較快的線反轉法。4*4鍵盤，說明線反轉法工作原理。首先區(qū)分鍵盤中有無鍵按下，有單片機I/O口向鍵盤送全掃描字，然后讀入行線狀態(tài)來判斷。方法是：向行線輸出全掃描字00H，把全部列線置為低電平，然后將列線的電平狀態(tài)讀入累加器A中。如果有按鍵按下，總會有一根行線電平被拉至低電平從而使行線不全為1。判斷鍵盤中哪一個鍵被按下是通過將列線逐列置低電平后，檢查行輸入狀態(tài)來實現(xiàn)的。方法是：依次給列線送低電平，然后查所有行線狀態(tài)，如果全為1，那么所按下的鍵不在此列；如果不全為1，那么所按下的鍵必在此列，而且是在與零電平行線相交的交點上的

53、那個鍵。鍵盤的按鍵分布如表3.1所示：表3.1 鍵盤的按鍵分布0123456789F1F2去除開啟關閉確定鍵盤共有16個按鍵，用于方便設定溫度。0.9：數(shù)字按鍵，輸入數(shù)字0-9；確認：設置確實認，修改設置溫度時進行確認；去除：設置的去除，修改設置溫度時進行刪除；開啟：開啟電源關閉：關閉電源F1：顯示及設置轉換到溫度點1，按此按鍵后，顯示預設置溫度的數(shù)碼管閃爍；F2：顯示及設置轉換到溫度點2，按此按鍵后，顯示預設置溫度的數(shù)碼管閃爍；二、溫度控制及超溫警報單元當采集的溫度經處理后超過規(guī)定溫度上限時，單片機通過 P1.4 輸出控制信號驅動三極管 D1 ，使繼電器 K1 開啟降溫設備 ( 壓縮制冷設備

54、 ) ：當采集的溫度經處理后低于設定溫度下限時，單片機通過 P1.5 輸出控制信號驅動三極管 D2 ，使繼電器 K2 開啟升溫設備加熱器1) 。當由于環(huán)境溫度變化太劇烈或由于加熱或降溫設備出現(xiàn)故障，或者溫度傳感頭出現(xiàn)故障導致在一段時間內不能將環(huán)境溫度調整到規(guī)定的溫度限內的時候，單片機通過三極管驅動揚聲器發(fā)出警笛聲。具體電路連接如下圖。 圖3.8 具體電路連接圖第四章 系統(tǒng)軟件設計第一節(jié) 系統(tǒng)軟件設計整體思路一個應用系統(tǒng)要完成各項功能，首先必須有較完善的硬件作保證。同時還必須得到相應設計合理的軟件的支持，尤其是微機應用高速開展的今天，許多由硬件完成的工作，都可通過軟件編程而代替。甚至有些必須采用

55、很復雜的硬件電路才能完成的工作，用軟件編程有時會變得很簡單，如數(shù)字濾波，信號處理等。因此充分利用其內部豐富的硬件資源和軟件資源，采用與S51系列單片機相對應的51匯編語言和結構化程序設計方法進行軟件編程。程序設計語言有三種：機器語言、匯編語言和高級語言。機器語言是機器唯一能“懂的語言，用匯編語言或高級語言編寫的程序稱為源程序最終都必須翻譯成機器語言的程序成為目標程序，計算機才能“看懂，然后逐一執(zhí)行。高級語言是面向問題和計算過程的語言，它可通過于各種不同的計算機，用戶編程時不必仔細了解所用的計算機的具體性能與指令系統(tǒng)，而且語句的功能強，常常一個語句已相當于很多條計算機指令，于是用高級語言編制程序

56、的速度比擬快，也便于學習和交流，但是本系統(tǒng)卻選用了匯編語言。原因在于，本系統(tǒng)是編制程序工作量不大、規(guī)模較小的單片機微控制系統(tǒng)，使用匯編語言可以不用像高級語言那樣占用較多的存儲空間，適合于存儲容量較小的系統(tǒng)。同時，本系統(tǒng)對位處理要求很高，需要解決大量的邏輯控制問題。MCS51指令系統(tǒng)的指令長度較短，它在存儲空間和執(zhí)行時間方面具有較高的效率，編成的程序占用內存單元少，執(zhí)行也非常的快捷，與本系統(tǒng)的應用要求很適合。而且MCS51指令系統(tǒng)有豐富的位操作或稱位處理指令，可以形成一個相當完整的位操作指令子集，這是MCS51指令系統(tǒng)主要的優(yōu)點之一。對于要求反響靈敏與控制及時的工控、檢測等實時控制系統(tǒng)以及要求體

57、積小、系統(tǒng)小的許多“電腦化產品，可以充分表達出匯編語言簡明、整齊、執(zhí)行時間短和易于使用的特點8。本裝置的軟件包括主程序、讀出溫度子程序、復位應答子程序、寫入子程序、以及有關DS18B20的程序初始化子程序、寫程序和讀程序。第二節(jié) 系統(tǒng)主程序流程圖主程序的主要功能是負責溫度的實時顯示、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測量一次被測溫度。通過調用讀溫度子程序把存入內存儲中的整數(shù)局部與小數(shù)局部分開存放在不同的兩個單元中，然后通過調用顯示子程序顯示出來。其程序流程如下圖：圖 主程序流程圖 第三節(jié) 數(shù)據(jù)轉換子程序流程圖溫度傳感器采集到的模擬信號，需經過

58、A/D轉換器轉為數(shù)字信號后交由單片機處理。數(shù)據(jù)轉換子程序流程如圖4.2所示：開始進位C清0終止R2是否為0P1.0置 0延時46US帶進位右移延時12US圖4.2 數(shù)據(jù)轉換子程序第四節(jié) 溫度采集子程序流程圖溫度采集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9。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到達預期的目的，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。溫度采集子程序如圖4.3所示：DS18B20復位、應答子程序跳過ROM匹配命令寫入子程序溫度轉換命令寫入

59、子程序顯示子程序(延時)DS18B20復位、應答子程序跳過ROM匹配命令寫入子程序讀溫度命令子程序終 止圖 溫度采集子程序第五節(jié) 動態(tài)顯示子程序流程圖 動態(tài)數(shù)碼管按不同方式滾動顯示，通過軟件實現(xiàn)逐位輪流點亮每個LED。動態(tài)顯示子程序流程如圖4.4所示：開 始結 束串行口初始化往緩沖區(qū)送數(shù)查段碼送顯示圖4.4 動態(tài)顯示子程序 第六節(jié) 控制執(zhí)行子程序流程圖控制執(zhí)行程序是本系統(tǒng)的核心，是實現(xiàn)溫度自動控制過程中的最主要步驟?？刂茍?zhí)行子程序流程如圖4.5所示： 開 始初始化DS18B20顯示當前溫度判斷當前溫度值超過設定溫度上限啟動風扇降低溫度紅燈亮設定溫度上、下限啟動電熱器升高溫度是否低于設定溫度下限

60、是綠燈亮否圖4.5 控制執(zhí)行子程序結 論本設計是以AT89S51為核心，利用軟硬件相結合的自動控制的典型例子。在單片機自動控制已經廣泛的應用于人們的生產和生活的今天，傳統(tǒng)用模擬電路來控制溫度的做法，已經逐漸被淘汰。這個系統(tǒng)的實現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)的溫度控制方法，為溫度的控制開辟了一條新的道路。根據(jù)我國的科技和工業(yè)水平，這個系統(tǒng)的設計是符合工業(yè)生產的需要。實現(xiàn)我國的工業(yè)化，自動控制是其中的一個重要目標，自動控制系統(tǒng)正廣泛的應用于工業(yè)生產和人們的日常生活。本系統(tǒng)的設計成功知識實現(xiàn)自動控制的“冰山一角，但它為以后更加智能化、人性化的自動控制系統(tǒng)的設計，作了鋪墊。因此這種系統(tǒng)的設計具有比擬好的社會效益。本系