自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(文件)
【正文】 （ 2）測(cè)控系統(tǒng)工作原理 二、溫度測(cè)控系統(tǒng)的硬件電路 主機(jī)電路 圖 76 主電路線圖圖 主機(jī)電路由 803存儲(chǔ)器和 I/O接口電路組成，擴(kuò)展的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量的大小與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與控制功能有關(guān)，設(shè)計(jì)還要留有一定的裕量。根據(jù)系統(tǒng)中接口的數(shù)量，采用 74LS154（ 416譯碼器）作為本系統(tǒng)的譯碼電路。根據(jù)要求本系統(tǒng)使用12為 A/D轉(zhuǎn)換器，因此，采樣分辨度為1010/4096≈。采樣 /保持器的工作狀態(tài)由 A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志 STS的狀態(tài)控制。 掉電檢測(cè)電路 圖 79 掉電檢測(cè)電路 如圖 79所示，掉電保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)有兩種方案：①選用 E2ROM，將重要數(shù)據(jù)置于其中；②加接備用電池。光電耦合器的作用時(shí)防止干擾而產(chǎn)生誤動(dòng)作。設(shè)顯示緩沖單元位 28H和 29H；其顯示器第一位顯示通道號(hào)；第 2~4位顯示溫度，最大為 9990C。 為了便于完成系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、顯示方式選擇、自動(dòng) /手動(dòng)安排，以及系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止，系統(tǒng)設(shè)置了一個(gè) 4 4矩陣鍵盤(pán)，其中， 0～9為數(shù)字鍵， A～ F為功能鍵。 工作原理： ? 雙色發(fā)光二極管進(jìn)行顯示報(bào)警時(shí)，當(dāng) LAi為高電平，而LBi為低電平時(shí)，發(fā)光二極管顯示綠色；反之，當(dāng) LAi為低電平，而 LBi為高電平時(shí)，發(fā)光二極管顯示紅色；若兩者均為高電平時(shí)，顯示黃色。 A/D轉(zhuǎn)換器選用 8路、雙緩沖的 DAC0832，輸出為 4～ 20mA電流信號(hào)。 系統(tǒng)主程序 初始化與監(jiān)控主程序、自診斷主程序、鍵掃描與處理程序的框圖分別如圖 71圖 71圖 715所示 圖 713 主程序模塊流程圖 圖 714 自診斷模塊流程圖 圖 715 鍵掃描處理程序流程圖 ? 系統(tǒng)上電復(fù)位之后，單片機(jī)首先進(jìn)入系統(tǒng)的初始化模塊，該模塊的主要任務(wù)是設(shè)置堆棧指針、初始化 RAM工作區(qū)以及通道地址、設(shè)置中斷和開(kāi)中斷等，模塊流程如圖 616所示。 圖 717 中斷服務(wù)程序流程圖 本程序的基本思想是 8個(gè)通道按功能模塊一個(gè)一個(gè)地處理。因此，在中斷服務(wù)程序中，只需按順序調(diào)用各功能模塊子程序即可。該程序基本思想是：設(shè) 8座退火爐上、下限報(bào)警值分別與檢測(cè)值比較，并將相應(yīng)的報(bào)警標(biāo)志位置位 。其采樣程序流程圖如圖 718所示。巡回檢測(cè)的方法是先把 8個(gè)通道各采樣一次，然后再采樣第二次，第三次， 所以采用模塊設(shè)計(jì)方法，即每一個(gè)功能設(shè)計(jì)成一個(gè)模塊。 定時(shí)采樣處理中斷服務(wù)程序 ? 定時(shí)器采樣處理中斷服務(wù)程序即5s定時(shí)中斷服務(wù)程序，主要包括：數(shù)據(jù)采集、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換、報(bào)警處理、顯示通道號(hào)及溫度、直接數(shù)字控制計(jì)算和控制輸出等。 三、溫度測(cè)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ? 整個(gè)系統(tǒng)的軟件采用結(jié)構(gòu)化與模塊化設(shè)計(jì)，分為主程序、中斷服務(wù)程序，以及許多功能獨(dú)立模塊 。顯示顏色的控制分別由8255A的 C口和 8031的 P1口來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此， 8255A的 B口工作在兩種方式下：在顯示狀態(tài)下為輸出方式；在鍵盤(pán)中斷服務(wù)程序處理過(guò)程中為輸入方式。由圖 710看出，系統(tǒng)采用的是以 74LS373作為鎖存器的靜態(tài)顯示方法。 鍵盤(pán) /顯示接口電路 圖 710 鍵盤(pán) /顯示接口電路 鍵盤(pán)與顯示電路可通過(guò)可編程接口芯片 8255A與 8031連接，其原理電路圖如圖 710所示。 ? 儀器內(nèi)還應(yīng)設(shè)置掉電檢測(cè)電路，以便一旦檢測(cè)到失電，將斷點(diǎn)內(nèi)容保護(hù)起來(lái)。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量由 8031的數(shù)據(jù)總線分兩次讀到 CPU寄存器。 溫 度 0C 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1010 熱電偶輸出（ mV） 0 變送器輸出（ V） 0 A/D輸出（ H） 000 191 322 4B3 64E 7F0 991 B33 CCD E56 FFF 表 71 溫度－數(shù)字量對(duì)照表 A/D轉(zhuǎn)換器及數(shù)據(jù)采樣 圖 78 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)采用 12位 A./D轉(zhuǎn)換器 AD574與 8031的接口電路，如圖 78所示。 圖 77 譯碼接口電路 ? 檢測(cè)元件及溫度變送器 根據(jù)退火爐的溫度測(cè)量范圍為 0～ 10000C，檢測(cè)元件選用鎳鉻－鎳鋁熱電偶（分度號(hào)為 K），其對(duì)應(yīng)輸出信號(hào)為 0～ 。系統(tǒng)還必須配備鍵盤(pán)、顯示以及報(bào)警裝置，因此擴(kuò)展了 I/O接口電路 8255，增加了系統(tǒng)的 I/O口功能。當(dāng)采樣值大于給定值時(shí)，把天然氣閥門(mén)關(guān)小，反之將開(kāi)大閥門(mén)。 溫度測(cè)控系統(tǒng)的組成與工作原理 圖 75 退火爐溫控系統(tǒng)原理圖 （ 1）組成 ? 系統(tǒng)由主機(jī)、輸入通道、輸出通道、鍵盤(pán)、顯示器及報(bào)警裝置組成。 ? （ 5）具有超限報(bào)警功能。則具有 8爐模擬量輸入通道和 8路模擬量輸出通道。另外，軟件在運(yùn)行中，設(shè)計(jì)者常常會(huì)發(fā)現(xiàn)某些程序模塊雖然能實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能，但在算法上不是最優(yōu)的或在運(yùn)行時(shí)間占用內(nèi)存等方面還有改進(jìn)的必要，也需要修改程序，使其更完善。同時(shí)用戶的要求也經(jīng)常會(huì)發(fā)生變化。 軟件調(diào)試 為了驗(yàn)證編制出來(lái)的軟件無(wú)錯(cuò)，需要花費(fèi)大量的時(shí)間調(diào)試，有時(shí)調(diào)試工作量比編制軟件本身所花費(fèi)的時(shí)間還長(zhǎng)。 ? （ 1）適當(dāng)劃分模塊。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)總線檢測(cè)系統(tǒng)，只需選擇一種高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行編程，所以可以直接采用現(xiàn)有的商品程序開(kāi)發(fā)環(huán)境，如 LabVIEW、 VC++、 VB等，對(duì)于單片機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)，需要選擇匯編語(yǔ)言或 C語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)。 圖 74 模塊化結(jié)構(gòu) 模塊的劃分有很大的靈活性，但也不能隨意劃分，劃分時(shí)應(yīng)遵循以下原則： （ 1）每個(gè)模塊應(yīng)具有獨(dú)立的功能，能產(chǎn)生明確的
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