課程設(shè)計(jì)--基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng)-文庫吧
2024-12-29 18:38 本頁面
【正文】 示每個(gè)單元存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的寬度是8位。前者確定了地址線的位數(shù)是12位（A0～A11），后者確定了數(shù)據(jù)線的位數(shù)是8位（O0～O7）?？臻g地址為64kB，此時(shí)單片機(jī)的端必須接地。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)，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PPPP4。每個(gè)引腳再加小標(biāo)號，……。在應(yīng)用中，PO口和P2口一般用于擴(kuò)展存儲(chǔ)器；P3口的和配合擴(kuò)展存儲(chǔ)器使用；只有P1腳可以全部獨(dú)立使用。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WRK分度號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)?—10mA，電流電壓變送器將0—10mA的電流變?yōu)?—5V的電壓送A/D轉(zhuǎn)換器?？刂茊卧翰捎秒p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)?。為了將變化的溫度值轉(zhuǎn)化為變化的電壓信號，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E，測量范圍0－800℃。由于熱電偶輸出的電壓信號小而且很不穩(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。電流電壓變送器將0—10mA電流信號轉(zhuǎn)變成為0—5V的電壓信號。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，℃/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。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，通過或非門，輸出一個(gè)正脈沖，使啟動(dòng)信號START及地址鎖存信號ALE有效，將地址送到地址總線。，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、。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?？煽毓杞油〞r(shí)間可以通過可控硅控制極上觸發(fā)脈沖控制。，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。（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
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