課程設(shè)計(jì)--基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng)-文庫吧
2025-05-15 16:24 本頁面
【正文】 A 端必須接地。強(qiáng)制 CPU 從 外部程序存儲(chǔ)器讀取程序。對于內(nèi)部有 ROM 的 8051 等單片機(jī)，正常運(yùn)行時(shí)， EA 則需接高電平，使 CPU 先從內(nèi)部的程序存儲(chǔ)中讀取程序，當(dāng) PC 值超過內(nèi)部 ROM 的容量時(shí)，才會(huì)轉(zhuǎn)向外部的程序存儲(chǔ)器讀取程序。首選 8031 的理由是：價(jià)格便宜，開發(fā)環(huán)境比較成熟。 圖 4 8031引腳圖 8031 是一個(gè) 40 引腳的集成電路，引腳如圖 4所示，它有 4個(gè)輸入／輸出口（英文簡寫為 I／ O口），每個(gè)口有 8 條線共占 32個(gè)引腳。剩余 8 個(gè)引腳分別為：電源、地線、接石英晶體（兩根）、復(fù)位和三個(gè)特殊功能引 腳（ ALE、 EA、 PSEN）。各引腳功能： 4 個(gè) I／ O 口分別為 P P P P4。每個(gè)引腳再加小標(biāo)號(hào)，比如?? 等。在應(yīng)用中， PO 口和 P2 口一般用于擴(kuò)展存儲(chǔ)器； P3 口的 WR 和RD 配合擴(kuò)展存儲(chǔ)器使用；只有 P1腳可以全部獨(dú)立使用。 系統(tǒng)元器件的選擇 傳感器的選擇：常用的溫度檢測元件主要有熱電偶、熱電阻、熱敏電阻等。熱電偶主要是利用兩種不同金屬的熱電效應(yīng)，產(chǎn)生接觸電勢隨溫度變化而變化，從而達(dá)到測溫的目的。 測量準(zhǔn)確，價(jià)格適中、測溫范圍寬，線性度較好。但其輸出電壓受冷端溫度影響，需要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償。本題選用熱電偶類別鎳鉻－康銅代號(hào) WRK 分度號(hào) E，測量范圍 0－ 800℃，基本誤差限177。 %。 執(zhí)行元件的選擇：電阻加熱爐采用晶閘管（ SCR）來做執(zhí)行元件，結(jié)合電阻爐的具體要求，為了減少爐溫的紋波，對輸出通道采用較高的分辨率的方案，因此采用零點(diǎn)觸發(fā)的方式。 變送器的選擇：因?yàn)橄到y(tǒng)要求有偏置，又需要對熱電偶進(jìn)行冷端補(bǔ)償，所以采用常規(guī)的溫度變送器包括毫伏安變送器和電流電壓變送器，毫伏安變送器將熱電偶檢測的溫度變?yōu)?0— 10mA，電流電壓變送器將 0— 10mA 的電流變?yōu)?0— 5V的電壓送 A/D 轉(zhuǎn)換器。 控制單元：采用雙向可控硅進(jìn)行控制，其功能相當(dāng)于兩個(gè)單向可控硅反向連接，具有雙向?qū)üδ?，其通斷狀態(tài)由控制極 G決定。在控制極加上脈沖可使其正向或反向?qū)ā? 為了將變化的溫度值轉(zhuǎn)化為變化的電壓信號(hào)，以熱電偶作為檢測元件，根據(jù)被控溫度的測量范圍及控溫精度，選用鎳鉻－康銅熱電偶，其分度號(hào) E，測量范圍 0－ 800℃。由于熱電偶輸出的電壓信號(hào)小而且很不穩(wěn)定，需要連接變送器，先由毫伏變送器 XTR101將熱電偶輸出的毫伏電壓轉(zhuǎn)變成為 0— 10mA的電流信號(hào)。電流電壓變送器將 0— 10mA 電流信號(hào)轉(zhuǎn)變成為 0— 5V 的電壓信號(hào)。 XTR101 在電路中的作用還有對熱電偶進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償 ,并起到抑制零點(diǎn)漂移的作用。 因?yàn)樗刂频膶?shí)際溫度在 50～ 200℃左右，即（ 200－ 50＝ 150）所以選用 8位 A/D 轉(zhuǎn)換器，其分辨率約為 ℃ /字，再加放大器偏置措施實(shí)現(xiàn)（通過調(diào)整放大器的零點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)偏置）。本設(shè)計(jì)采用一般中速芯片 ADC0809。 ADC0809 是帶有8位 A/D 轉(zhuǎn)換器， 8 路多路開關(guān)以及微型計(jì)算機(jī)兼容的控制邏輯的 CMOS 組件，其轉(zhuǎn)換方法為逐次逼近型。 8 路的 模擬開關(guān)由地址鎖存器和譯碼器控制，可以在 8個(gè)通道中任意訪問一個(gè)通道的模擬信號(hào)。 ADC0809 的 IN0 和變送器輸出端相連，故 I 輸入的 0～ +5V 范圍的模擬電壓經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后可有單片機(jī)通過程序從 P0 口輸入到它的內(nèi)部 RAM 單元中。 圖 5 8031與 ADC0809的接口電路 如圖 5 所示，當(dāng) 和 WR 信號(hào)均為低電平時(shí)，通過或非門，輸出一個(gè)正脈沖，使啟動(dòng)信號(hào) START 及地址鎖存信號(hào) ALE 有效，將地址送到地址總線。當(dāng) 和 RD 均為低電平，經(jīng)或非門使 DE 出現(xiàn)高電平，這 時(shí)可以從 A/D 轉(zhuǎn)換器讀取數(shù)據(jù)。 ADC0809 的 A、 B、 C分別接到單片機(jī)的 、 、 引腳上。 8031 對溫度的控制是通過雙向可控硅 [8]實(shí)現(xiàn)的。如圖 6 所示，雙向可控硅管和加熱絲串接在交流 220V、 50Hz 市電回路。在給定周期 T內(nèi)， 8031 只要改變可控硅管的接通時(shí)間即可改變加熱絲的功率，以達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。可控硅接通時(shí)間可以通過可控硅控制極上觸發(fā)脈沖控制。該觸發(fā)脈沖由 8031 用軟件在 引腳上產(chǎn)生，經(jīng)過零同步脈沖同步后再經(jīng)光耦和驅(qū)動(dòng)器輸出送到可控硅管的門極上。 對于這 樣的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，單片機(jī)只要輸出能控制可控硅通斷電時(shí)間的脈沖信號(hào)就可以了，因此可用一條 I/O 線與可控硅的控制端相連接，并通過程序?qū)崿F(xiàn)輸出導(dǎo)通脈沖的寬度和導(dǎo)通時(shí)間 [9]。為了達(dá)到過零觸發(fā)的目的，需要交流電過零檢測電路，此電路輸出對應(yīng) 50Hz 交流電壓過零時(shí)刻的脈沖，作為觸發(fā)雙向可控硅的同步脈沖，使可控硅在交流電壓過零時(shí)導(dǎo)通。 從 引腳輸出的控制信號(hào)和過零脈沖信號(hào)經(jīng)過與非門后控制著雙向晶閘管在一個(gè)周期內(nèi)的通斷比例（即占空比），進(jìn)而控制電阻絲的加熱功率，以達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。 8031 對溫度的控制沒有采用 D/A 輸出 的直接
畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1