【正文】 事故預(yù)測、事故處理和不間斷電源等。主要表現(xiàn)在兩個方面：一是硬件板設(shè)計采用標(biāo)準(zhǔn)總線結(jié)構(gòu)（如 PC總線），配置各種通用的模板，以便擴(kuò)充功能時，只需增加功能模板就能實現(xiàn)；二是軟件功能模塊或控制算法采用標(biāo)準(zhǔn)模塊結(jié)構(gòu)，用戶使用時不需要二次開發(fā)，只需各種功能模塊，靈活地進(jìn)行控制系統(tǒng)組態(tài)。 （ 4）抗干擾性和可靠性設(shè)計。 選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用是接受計算機(jī)發(fā)出的控制信號，并把它轉(zhuǎn)換成調(diào)整機(jī)構(gòu)的動作，使生產(chǎn)過程按預(yù)先規(guī)定的要求正常運行。 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 電加熱爐溫度單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計 6 2. 電加熱爐溫度單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)概述 一般的電加熱爐 控制系統(tǒng)（如溫度控制表控制接觸器）的主要缺點是溫度波動范圍大。 1℃。 用單片機(jī)實現(xiàn)的電加熱爐溫度控制系統(tǒng)如圖 22 圖 21電加熱爐系統(tǒng)總框圖 系統(tǒng)的基本工作原理 工作原理：爐溫控制程序及溫度與熱電偶電勢之間的對于關(guān)系表存放在EPROM2732 中，雙向可控硅采用過零觸發(fā)方式。熱電偶與放大器將被測溫度轉(zhuǎn)換成熱電勢信放大濾波 熱電偶 AD574A 聲光報警 雙向可控硅 SSR 功率放大 冷端補(bǔ)償 AT89C52 地址鎖存和譯碼 EPROM2732 顯示器 鍵盤 8279 多路 轉(zhuǎn)換 開關(guān) 電加熱爐 微打 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 電加熱爐溫度單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計 7 號并放大，再由 A/D 轉(zhuǎn)換器換成相應(yīng)的數(shù)字量供單片機(jī)識別處理。C 范圍內(nèi)的各種電加熱爐的溫度進(jìn)行精密測量，同時，八位 LED 顯示器直接跟蹤顯示被控對象的溫度值和設(shè)定值，準(zhǔn)確度高，顯示清晰，穩(wěn)定可靠，使用方便（在具體設(shè)計編程、調(diào)試過程中，為了調(diào)試方便，編程把溫度范圍設(shè)在 0～ 1500176。C ，測量精度 1176。輸出控制部分主要是數(shù)碼管顯示控制。 （ 3) 原理圖要完整， CPU，外圍器件，擴(kuò)展接口，輸入 /輸出裝置要一應(yīng)俱全。對加工好的印制板還要進(jìn)行仔細(xì)的檢查，最后將器件、插座 及元件等逐一焊 接在印制板上。當(dāng) P1口的管腳寫“ 1”時，被定義為高阻輸入。 P1口管腳寫入“ 1”后，電位被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2口輸出地址的高八位。當(dāng) P3口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。另外，該引腳被略微拉高。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 PSEN 信號將不出現(xiàn)。 — XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 復(fù)位不影響 RAM 的內(nèi)容。上電復(fù)位利用電容器充電來實現(xiàn)。本系統(tǒng)采用的是按鍵脈沖復(fù)位，具體電路和原理將在下面的章節(jié)介紹。 （ 2） 8279 8279 芯片在擴(kuò)展顯示器和鍵盤時功能強(qiáng)、使用方便。 控制和定時寄存器用于寄存鍵盤和顯示器的工作方式，鎖存操作命令，通過譯碼器產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，使 8279 的各個部件完成相應(yīng) 的控制功能。 8 F I F O/ 傳 感 器R A M鍵 盤 消 抖及 控 制定 時及 控 制掃 描計 數(shù) 器回 送緩 沖 器顯 示 地 址寄 存 器1 6 179。 鍵盤的數(shù)據(jù)格式為： 位 7 6 5 4 3 2 1 0 CNTL SHIFT 掃描（閉合鍵行號） 回送（閉合鍵行號） 在傳 感器矩陣方式和選通方式時，回送線 RL7～ RL0 的內(nèi)容被直接送往相應(yīng)的FIFO RAM。 在鍵盤或選通方式時，它作為 FIFO RAM，依先進(jìn)先出的規(guī)則輸入或讀出，其狀態(tài)存放在 FIFO/傳感器 RAM 狀態(tài)寄存器中。 8矩陣開關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行掃描。顯示寄存器輸出分成兩組，即 OUTA0～ OUTA3 和 OUTB0～ OUTB3，兩組可以單獨送數(shù)，也可以組成一個 8位的字節(jié)輸出，該輸出與位選掃描線 SL0～ SL3 配合就可以實現(xiàn)動態(tài)掃描顯示。 SL3～ SL0 為掃描輸出線。 SHIFT 為換檔鍵輸入線。在軟件設(shè)計中，顯示方式采用了 8 個字符顯示，左入方式，編碼掃描鍵盤，雙鍵鎖定。 對 8279 的監(jiān)視采用查詢方式，對 8279 分配的數(shù)據(jù)口地址為 8000H，狀態(tài)口地址為 8001H， CPU每隔 10ms 定時中斷查詢一次，所有顯示采用查詢段碼表的方式實現(xiàn)，簡化了程序設(shè)計過程，提高了程序質(zhì)量。 ○ 3 雙向可控硅輸出，零電流關(guān)斷。如電動機(jī)、電磁閥、電源等無觸點開關(guān)控制。 ○ 4 打印寬度 :16 字符 /行 ,24字符 /行或 40字符 /行有三種機(jī)型可選。 ○ 8 打印紙： 或 毫米寬， 40毫米直徑的普通白紙紙卷。 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 溫度控制硬件系統(tǒng)設(shè)計 17 外形尺寸 111（寬） *65（高） *75（深）毫米。奇偶校驗位 1 位。 串行方式下 RS232 信號的極性為 MARK=邏輯“ 1”（ EIA3V 到 27V低電平） SPACE=邏輯“ 0”（ EIA+3V 到 +27V 高電平） 因此，在與 AT89C52 接口時 ,存在 TTL 電平和 EIA 電平的轉(zhuǎn)換問題 ,接口電路如下 : 圖 39 TTL電平 /EIA RS 232 轉(zhuǎn)換電路 這類 EIA標(biāo)準(zhǔn) RS232C 串口微型打印機(jī)提供兩種握手方式以供選擇，一種是標(biāo)志控制方式，另一種是 XON/XOFF 協(xié)議方式，它可以通過機(jī)內(nèi)的 DIP 開關(guān) K4來選擇。 （ 6） 與 AT89C52 單片機(jī)串行通訊程序 。波特率 9600 MOV SCON, 0C0H 。是結(jié)束標(biāo)志 00H? SJMP $ LOOP1 CALL SCZJ SJMP LOOP SCZJ: JB CTS, $ 。 （ 1）熱電偶 (鉑銠 10鉑銠熱電偶 ) 自 1885 年 Lechatelier 發(fā)明鉑銠 10鉑銠熱電偶以來，已有 100 多年的歷史，東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 溫度控制硬件系統(tǒng)設(shè)計 21 對其性能及制造工藝曾作過詳細(xì)研究。故長期使用溫度限定在 1400℃以下，短期使用溫度為 1600℃。鉑在不太高溫度下易發(fā)生再結(jié)晶及晶粒長大現(xiàn)象，不僅使高溫強(qiáng)度降低，而且容易引起污染，致使熱電偶性能不穩(wěn)定。本儀表采用二 /四線制連接方式，由于在電路上采用了高性能的功能模塊結(jié)構(gòu)方式，使整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，美觀大東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 溫度控制硬件系統(tǒng)設(shè)計 22 方，體積縮小，重量輕安裝調(diào)校簡單，維護(hù)工作量小。但其中的一些參數(shù)還得依據(jù)具體要求來設(shè)計。若是采用 12MHz 的晶體振蕩器， 則每個周期恰好為 1us，如此對于編程而言相對容易些。 在芯片旁邊設(shè)計了兩個電容，它們的目的是濾除外界對電路的干擾，使電路得到 一個穩(wěn)定線性的直流電壓。 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 溫度控制硬件系統(tǒng)設(shè)計 24 圖 316 掉電保 護(hù)電路 ③ 手工復(fù)位電路：如附頁電路原理圖所示，電阻 R15， R14，電容器 C6，開關(guān)S1組成的復(fù)位電路，其輸出端與 AT89C52 的 RST 端相連。 ② 如果將公共陰極接地，而在 a～ g 各段的陽極加上不同的電壓，就會使各段的發(fā)光情況不同，形成不同的發(fā)光字符。 其一，每一位都用各自的 8位輸出口控制，在顯示某字符時，相應(yīng)的段恒定發(fā)光或不發(fā)光。即將多個 7段 LED 的段選端復(fù)接在一起，只用一個 8位輸出口控制段選，段選碼同時加到各個 7段 LED顯示器上，通過控制各個顯示器公共陽極輪流接高電平的辦法，逐一輪流地啟動各個 LED。因而這里選用動態(tài)顯示的方法。由于顯示部分選擇了動態(tài)顯示，因此驅(qū)動電路也選擇動態(tài)驅(qū)動。 驅(qū)動電路可采用分立元件電路，也可采用集成驅(qū)動電路，此外有些硬件譯碼電路本身包括驅(qū)動電路。它是 8 位 LED 動態(tài)顯示接口電路。 (5)鍵盤電路的設(shè)計 這里設(shè)計鍵盤的功能是清零，啟動和單片機(jī)復(fù)位鍵，所以手持端只需三個鍵測溫端只需一個鍵即可完成。其缺點是使用的 硬件較復(fù)雜。但使用非編碼鍵盤需要通過軟件來解決按鍵的識別、防抖動以及如何產(chǎn)生鍵碼的問題。 獨立式鍵盤可工作在查詢方式下，通過 I/O口讀入鍵狀態(tài)，當(dāng)有鍵被按下時 I/O口變?yōu)榈碗娖?，而未被按下的鍵對應(yīng)為高電平，這樣通過讀電平狀態(tài)可判斷是否有鍵按下和哪個鍵被按下。圖中每個按鍵占用一個口，彼此獨立，互不影響。按鍵的作用只是簡單地實現(xiàn)接點的接通或斷開，因此必須有一套相應(yīng)的程序與之配合，才能產(chǎn)生相應(yīng)的鍵碼，非編碼鍵盤幾乎不需要附加什么硬件電路。 ① 編碼鍵盤本身除了按鍵之外，還包括產(chǎn)生鍵碼的硬件電路。顯然圖中各顯示位不可能同時顯示不同的數(shù)字或符號，只有采用動態(tài)的方法輪流使每位顯示器顯示，并保留一段時間，通常保留時間為 10ms。因此采用分立元件的顯示驅(qū)動電路也很簡單。段驅(qū)動電路考慮到所有的段電流均流過位選線，因此位驅(qū)動電路的驅(qū)動能力應(yīng)為段驅(qū)動能力的 8 倍(最嚴(yán)重情況八段全亮 )。流過 LED 的電流大時， LED 發(fā)光亮度高；流過 LED 的電流小時， LED 發(fā)光亮度就低，為了使 LED 能 夠長期可靠地工作應(yīng)使流過 LED 的電流為其額定電流。動態(tài)顯示法是目前各種單片機(jī)采用的流行方法。顯然，靜態(tài)顯示需占用較多的 I/O 口線。數(shù)字量與段的對應(yīng)關(guān)系如表所示。圖中將 7 個 LED 的陰極連在一起，稱之為共陰極 接法。 圖 315 穩(wěn)壓電路 ② 掉電保護(hù)電路：電網(wǎng)瞬間斷電或電壓突然下降 , 將使微機(jī)系統(tǒng)陷入混亂狀態(tài) , 電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常 ,微機(jī)系統(tǒng)難以正?；謴?fù) , 有效方法是掉電保護(hù) . 如插頁電路原理圖連接成一個功能完備的掉電檢測電路和 CPU電源切換電路 , 利用 R3 和 DW 在運放的負(fù)輸 入端建立一個參考電壓信號 (～ ). 再由 R1和 R2分壓 , 在運放的正輸入端建立電源檢測信號 , 調(diào)整 R1和 R2的比值 , 使 VCC高于 . 運放輸出為高電平 , 當(dāng) VCC 低于 時 ,運放輸出低電平信號 , 去觸發(fā) 80C51 的外部中斷 .CPU 進(jìn)入掉電保護(hù)狀態(tài)后耗電極微 , VCC 繼續(xù)下降后 , CPU 通過 D3從備用電池 E中傳到工作電壓 (～ ),維持片內(nèi) RAM 數(shù)據(jù)不丟失 , 如果電容 C 選用自身漏電極微的大容量電解電容器 , 二極管 D2 選區(qū)用硅二極管 , 則在不要備用電源 E(當(dāng)然也不要二極管 D3)的情況下 , RAM 中信息可保持 10h 以上。 此外在兩引腳之間加入兩個 20pF 的小電容是為了使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免雜音干東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 溫度控制硬件系統(tǒng)設(shè)計 23 擾而關(guān)機(jī)。 一個機(jī)器周期由 6 個狀態(tài) (S1－ S6)組成，每個狀態(tài)又持續(xù)兩個振蕩周期 (分為 P1 和 P2)。 主要技術(shù)指標(biāo) 輸入信號：各種類型的熱電偶和熱電阻 輸入阻抗：電流： 250歐，電壓﹥ 300千歐；毫伏﹥ 1兆歐 輸出信號： 1～ 5V DC； 4～ 20mA DC 輸出信號：負(fù)載電阻： 0～ 500Ω 工作條件： 環(huán)境溫度： 0～ 60℃ 相對濕度： 1O～ 75% 供電電源： 24V177。 64點陣式液晶 ,LED背光。 S 型熱電偶的缺點是價格昂貴，電極絲直徑很細(xì)（ ～ ），機(jī)械強(qiáng)度較低；與其它熱電偶相比，它的熱電勢比較小，熱電動勢率平均為 9μ V/℃，因此需配用靈敏度高的顯示儀表；該種熱電偶不適合于在還原性氣氛或含金屬蒸氣的條件下使用，尤其應(yīng)避免接觸有機(jī)物、鐵、硅、 H2 及 CO 等等。該種熱電偶的特點是熱電性能穩(wěn)定、抗氧化性強(qiáng)，宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用。偶校驗 MOV SBUF, A JNB TI, $ 。循環(huán)輸出一組數(shù) ,首