【正文】 T型熱電偶）銅 銅鎳熱電偶 (1) 采用 LED 數(shù) 碼管顯示，利用多個(gè)數(shù)碼管來顯示數(shù)字。 (2)LCD液晶屏顯示。 4．電源部分： (1)購買開關(guān)電源。 （ 2）自制電源。 （ 1）用交流電機(jī)。 （ 2）用直流電機(jī)，采用集成芯片 LM298與 LM297組成驅(qū)動(dòng)電路。 的 確定 （ 1）本設(shè)計(jì)中我們采用 AT89C52 單片機(jī)作為主控芯片 。 AT89C52 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，而且可編程性好。 （ 2） J型熱電偶具有線性度好，熱電動(dòng)勢(shì)較大，靈敏度較高，穩(wěn)定性和均勻性較好，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn) ,廣為用戶所采用。其溫度范圍為 0~750℃，符合要 求。 （ 3）若用 LED 數(shù)碼管顯示， LED 數(shù)碼管亮度高、小巧輕便，但是電路復(fù)雜，顯示信息量較小； LCD的優(yōu)點(diǎn)是 ：工作電流較小、功耗很低，而且可以清晰顯示大量信息，趣味性強(qiáng)。所以選用 LCD液晶顯示。 （ 4）購買的開關(guān)電源帶負(fù)載的能力比較好，比較穩(wěn)定，但是為了提升自己的動(dòng)手能力，我們選擇自己焊接所需的電路。 （ 5） 選用 集成芯片 LM298 驅(qū)動(dòng) 直流步進(jìn)電機(jī)，具有轉(zhuǎn)速高、可變速的優(yōu)點(diǎn)，十分適合需要快速捕捉目標(biāo)的場(chǎng)合。其水平最高轉(zhuǎn)速可達(dá) 40～ 50176。 /秒，垂直可達(dá) 10～ 24176。/秒。 這種電路通過芯片產(chǎn)生正反向電壓 .開關(guān)速度很 快 .穩(wěn)定性極強(qiáng) .效率也非常高。 . 控制系統(tǒng)方框圖 L C D 顯 示 模 塊采 樣 模 塊 直 流 電 機(jī)A T 8 9 C 5 2電 源 模 塊 圖 1 控制系統(tǒng)方框圖 AT89C52單片機(jī)作為主控模塊，通過傳感器進(jìn)行溫度的采集，采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換變成計(jì)算機(jī)能夠接收的數(shù)字信號(hào)，然后在經(jīng)過 D/A轉(zhuǎn)換將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變成模擬信號(hào)去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)（直流電機(jī)）的轉(zhuǎn)動(dòng)，并且電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)分為三個(gè)階段： 第一階段： 當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)在（ 0~400） ℃ 范圍內(nèi)時(shí)，單片機(jī)就會(huì)控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)， 而且轉(zhuǎn)動(dòng)的非?？?。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)閥門，從而控制閥門的開度，使溫度快速升 高。 第二階段： 當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)在（ 400~700） ℃ 范圍內(nèi)時(shí)，單片機(jī)就會(huì)控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)， 而且轉(zhuǎn)動(dòng)速度減慢。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)閥門，從而控制閥門的開度，并且使速率控制在 45~75℃ /h之間，溫度由 400℃升溫到 700℃。 第三階段：當(dāng)采集的數(shù)據(jù)達(dá)到 700℃時(shí)，電機(jī)就停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 同時(shí)系統(tǒng)整個(gè)過程都通過 LCD液晶屏對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤與顯示。 3．系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 1 2 3 4 5 678 9 101145678910114 5 6 7 8 9 1011CL KSTE O COECL KSTE O COEABCDEFGHHGFEDCBA123R11R X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U3A T 8 9 C5 2+ 1 7 30%R V 11kO UT 121A DD B24A DD A25A DD C23V RE F ( + )12V RE F ( )16I N31I N42I N53I N64I N75S T A RT6O UT 58E O C7OE9CLO C K10O UT 220O UT 714O UT 615O UT 817O UT 418O UT 319I N228I N127I N026A L E22U2A DC 0 8 0 8V O UTV RE F +V RE F LED0D1D2D3D4D5D6D7D A C 1DA C_ 8D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 L2 3 4 5 6 7 8 91R P 1RE S P A C K 8 圖 2 系統(tǒng)硬件電路圖 單元模塊設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能 ，本系統(tǒng)分為五個(gè)模塊：電源模塊、控制模塊、執(zhí)行 模塊、溫度采集模塊和顯示模塊。分別將各單元模塊功能介紹如下 ： 穩(wěn)壓電源模塊我們采用三端集成線性穩(wěn)壓集成塊： L7805CV芯片。 本設(shè)計(jì)中我們所需的 5V 電源使用 L7805CV 芯片完成。因?yàn)樗耐鈬娐繁容^簡單，并且工作比較穩(wěn)定。它的穩(wěn)壓精度為 2%，工作電流 ，封裝為 TO220(A)，工作溫度也很不錯(cuò)，并且具有過溫保護(hù)和短路保護(hù)，最大輸入電壓為 35V，能對(duì)電路的長時(shí)間工作有很大的保障，故用其作為穩(wěn)壓芯片。 . 控制模塊 本設(shè)計(jì)中我們采用 AT89C52單片機(jī)作為主控芯片， AT89C52 有 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口， 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2個(gè)全雙工串行通信口， 2 個(gè)讀寫口線， AT89C52 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程 ,但不可以在線編程 (S 系列的才支持在線編程 )。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。其引腳圖如下所示： 圖 3 引腳圖 主要功能特性： 178。 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 178。 8k 可反復(fù)擦寫 (1000 次） Flash ROM 178。 32 個(gè)雙向 I/O 口 178。 256x8bit 內(nèi)部 RAM 178。 3 個(gè) 16位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷 178。 時(shí)鐘頻率 024MHz 178。 2 個(gè)串行中斷 178。 可編程 UART 串行通道 178。 2 個(gè)外部中斷源 178。 共 6 個(gè)中斷源 178。 2 個(gè)讀寫中斷口線 178。 3 級(jí)加密位 178。 低功耗空閑和掉電模式 178。 軟件設(shè)置睡眠 和喚醒功能 執(zhí)行機(jī)構(gòu)我們采用直流電機(jī)作為被控對(duì)象， 直流電機(jī)是電機(jī)的主要類型之一。 在本實(shí)驗(yàn)中直流電機(jī)的作用是：根據(jù)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢來反映煤氣退火爐溫度上升的快慢。在 0℃~400℃時(shí)，電動(dòng)機(jī)快速轉(zhuǎn)動(dòng)打開供氣閥門快速供氣，使火爐在最短的時(shí)間內(nèi)快速升溫到400℃；從 400℃ ~700℃為火爐的保溫點(diǎn)，此時(shí)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速將慢慢降低；當(dāng)溫度上升到700℃時(shí)，閥門供氣量將會(huì)下降，使火爐進(jìn)入保溫階段。這時(shí)直流電機(jī)將停止轉(zhuǎn)動(dòng) 在本次實(shí)驗(yàn)中用到的 A/D 轉(zhuǎn)換器是 ADC0808， 其原理圖及控制原理如下： （ 1）①模擬量輸入；② A/D 轉(zhuǎn)換器；③數(shù)據(jù)輸出 圖 4 ADC0808的原理框圖 （ 2）引腳介紹： ：主電源輸入端。 REF （ + ）、 REF （ ）：基準(zhǔn)電源輸入端，使用中 REF （ ）一般接地， REF （ + ）最大可接 ，要求不高時(shí)， REF （ + ）接 的 電源。 GND ：模擬地?cái)?shù)字地共用的接地端。 CLK ：時(shí)鐘輸入引 腳，時(shí)鐘頻率范圍 ，典型值 ，此時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)間約為 。 ： 8 路模擬量單極性電壓的輸入引腳。 ADD A 、 ADD B 、 ADD C ： 8 選 1 模擬開關(guān)的三位通道地址輸入端。用來選擇對(duì)應(yīng)的輸入通道，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖 94 所示。比如 CBA=011 ，則選中 引腳的輸入電壓。 C 、 B 、 A 通常與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的 、 、 連接。但也有與系統(tǒng)地址總線相連的，此種用法需小心處理端口地址的組織。 ALE ：為通道地址鎖存允許選通控制端，輸入上跳沿有效；它有效時(shí)， C 、 B 、 A 的通道地址值才能進(jìn)入通道地址鎖存器， ALE 下跳為低電平（無效）時(shí)，鎖存器鎖存進(jìn)入的通道地址。 START ：啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換控制引腳，由高電平下跳為低電平時(shí)有效；即對(duì)該引腳輸入正脈沖下跳沿后， ADC 開始逐次比較；也可將 START 與 ALE 連接在一起使用，安排一個(gè) CPU 寫端口地址；正脈沖上升沿通道地址（碼）被寫入通道地址鎖存器，下降沿啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換。 EOC ： ADC 轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸出信號(hào)引腳；未啟動(dòng)轉(zhuǎn)換時(shí)， EOC 為高電平，啟動(dòng)轉(zhuǎn)換后，正在逐次逼近比較期間 EOC 為低電平，低電平持續(xù)時(shí)間為 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)間，約 （與時(shí)鐘頻率有關(guān)），一旦轉(zhuǎn)換完畢， EOC 端上跳為高電平，此信號(hào)可供 CPU 查詢或向 CPU 發(fā)中斷。 ： 8 位數(shù)字量輸出引腳， 為 （ MSB ）， 為 （ LSB ），它是三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器的輸出引腳，未被選通時(shí)， 8 個(gè)引腳對(duì)片內(nèi)均為高阻斷開；因此可與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線 直接相連。 OE ：數(shù)字量輸出允許控制端，輸入正脈沖有效；它有效時(shí)，數(shù)據(jù)輸出三態(tài)門被打開，轉(zhuǎn)換好的數(shù)字量各位被送到 引腳上；它無效時(shí)， 浮空（高阻隔離）；顯然 OE 端必須設(shè)置一個(gè) CPU 讀數(shù)據(jù)的端口地址，未訪問時(shí)，必須為低電平。 （ 3）公式 ①單極性 圖 5 ADC0808/9 芯片的引腳圖 ②雙極性 可見此系列 ADC 本身是單極性轉(zhuǎn)換器，也可以通過外偏置電路方法，變成雙極性輸入電壓的 A/D 轉(zhuǎn) 換器。 功能說明。 圖 6 引腳說明 1602 字符型 LCD 通常有 14 條引腳線或 16 條引腳線的 LCD，多出來的 2 條線是背光電源線 VCC(15 腳 )和地線 GND(16 腳 )，其控制原理與 14 腳的 LCD 完全一樣，引腳功能如下： 表 1 引腳功能 引腳 符號(hào) 功能說明 1 VSS 一般接地