【正文】 的動作，使生產(chǎn)過程按預(yù)先規(guī)定的要求正常運(yùn)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 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）82798279芯片在擴(kuò)展顯示器和鍵盤時功能強(qiáng)、使用方便?？刂坪投〞r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?；厮途彌_器、鍵盤消抖及控制完成對鍵盤的自動掃描以搜索閉合鍵，鎖存RL7～RL0的鍵輸入信息，消除鍵的抖動，將鍵輸入數(shù)據(jù)寫入內(nèi)部先進(jìn)先出存儲器（FIFO RAM）。數(shù)據(jù)格式為：位76543210RL7 RL6RL5RL4RL3RL 2RL1RL0FIFO/傳感器RAM是具有雙功能的88 RAM。顯示RAM用來存儲顯示數(shù)據(jù)，容量是168位。DB7～DB0為雙向外部數(shù)據(jù)總線 ； IRQ為中斷請求輸出線。為顯示寄存器數(shù)據(jù)輸出線。CLK為外部時鐘輸入線。由于采用10ms定時掃描查詢方式，所以在下次開始掃描時，先應(yīng)清空8279，清除顯示RAM大約需要160μs的間，在此期間，F(xiàn)IFO狀態(tài)字的最高位DU=1，表示顯示無效，CPU不能顯示RAM寫入數(shù)據(jù)，所以清除命令狀態(tài)字取D1H。開始清楚命令8279 讀8279狀態(tài)字DU=1？方式命令8279顯示緩沖器地址R1長度R2取顯示緩沖器地址8279顯示R1+1R2DU=1？ 圖35 鍵顯流程圖初始化程序如下： INIT: MOV DPTR，7FFFH ；置8279命令/狀態(tài)口地址 MOV A，0D1H ；置清顯示命令字 MOVX DPTR，A ；送清顯示命令 WEIT: MOVX A，DPTR ；讀狀態(tài) JB ，WEIT ；等待清顯示RAM結(jié)束 MOV A，34H ；置分頻系數(shù)，晶振12MHz MOVX DPTR，A ；送分頻系數(shù) MOV A，00H ；置鍵盤/顯示命令 MOVX DPTR，A ；送鍵盤/顯示命令 MOV IE，84H ；允許8279中斷 RET（3） 固態(tài)繼電器(OMRON G3NAD210B)產(chǎn)品特點：輸入與輸出回路之間光隔離。 插件焊接結(jié)構(gòu)，體積小，安裝簡便。特別為安裝在儀器或設(shè)備的垂直面板上而設(shè)計。打印漢字:16*16或12*12點陣。在線/離線狀態(tài)指示。（5）串行接口連接 SPDN 打印機(jī)的串行接口與RS232C標(biāo)準(zhǔn)兼容,:表31 兩種握手方式的表達(dá)引腳號 信號 源 說明 3 TXD 主機(jī)打印機(jī)從主機(jī)接收數(shù)據(jù) 2 RXD打印機(jī)當(dāng)使用XON/XOFF握手協(xié)議時,打印機(jī)向主機(jī)發(fā)送控制碼XON/XOFF 8 CTS打印機(jī)該信號為“MARK”狀態(tài)時表示打印機(jī)正“忙”不能接受數(shù)據(jù)，而當(dāng)該信號為“SPACE”時表示打印機(jī)“準(zhǔn)備好”可接受數(shù)據(jù) 6 DSR打印機(jī)該信號為“SPACE”狀態(tài)表示打印機(jī)“在線” 5 GND 信號地 1 DCD打印機(jī) 同信號CTS 表32 異步通訊位異步串行通訊格式如下圖：起始位數(shù)據(jù)位 奇偶校驗位 停止位 其中起始位和停止位都是1位。檢驗方式可以通過機(jī)內(nèi)DIP開關(guān)的K5和K6來選定。否則為準(zhǔn)備狀態(tài)，即SPACE狀態(tài)；（5） 在XON/XOFF控制下忙狀態(tài)時，打印機(jī)發(fā)送XOFF（13H）碼。,。循環(huán)輸出一組數(shù),首地址為DATE MOV R7, 0 MOV DPTR,DATELOOP: MOV A, R7 MOVC A, A+DPTR 。偶校驗 MOV SBUF, A JNB TI, $ 。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。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9μV/℃，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。能將被測溫度線性地轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號4～ 20mA DC 及 1 ～ 5V DC 輸出供給指示記錄儀，摸擬調(diào)節(jié)器，可編程數(shù)字調(diào)節(jié)器，分散系統(tǒng)及工業(yè)過程控制機(jī)使用。 DC周圍空氣中不含有腐蝕性氣體消耗功率： 圖314 溫度變送器 控制芯片（1）單片機(jī)工作部分如圖可知AT89C52的基本操作電路。這樣，一個機(jī)器周期由12個振蕩周期組成，由S1P1(狀態(tài)1節(jié)拍1)到S6P2(狀態(tài)6節(jié)拍2)。（2)電源部分 ①穩(wěn)壓電路:如圖所示，電源接入采用5V的直流電對整個系統(tǒng)供電，使用了LM7805CT芯片來對輸入電壓進(jìn)行穩(wěn)壓， LM7805CT三端集成穩(wěn)壓器，耗電電流為100MA左右，輸入電壓為12V直流電，輸出為電路的工作電壓5V。掉電檢測電路必須在電壓下降到CPU最低工作電壓之前就提出中斷申請, 提前時間為幾百ms到數(shù)ms, 掉電后, 外圍電路失電, 但CPU不能失電, 以保護(hù)RAM內(nèi)容不變,故有一套備用電源，執(zhí)行一條ORL PCON,2的指令即可進(jìn)入掉電工作狀態(tài), 當(dāng)電源恢復(fù)正常時, CPU重新首先檢查是否有掉電標(biāo)記, 若有則不初始化, 而應(yīng)該按掉電中斷子程序, 相反的方式恢復(fù)現(xiàn)場。反之為共陽極接法。圖317 七段數(shù)碼顯示管原理表33 數(shù)碼管顯示代碼表顯示字符共陽極字符碼共陰極字符碼03FHC0H106HF9H25BHA4H34FHB0H466H99H56DH92H67DH82H707HF8H87FH80H96FH90H在本系統(tǒng)涉及到的設(shè)計中使用了8個7段LED顯示器，用以分別顯示當(dāng)前溫度值和設(shè)定的參考溫度值（各4位），而多位顯示器連用有兩種方法。其二，是動態(tài)顯示。其優(yōu)點是硬件簡單，“動態(tài)”由軟件實現(xiàn)。為LED顯示器提供電流的電路稱為LED的驅(qū)動電路。，圖中采用了7407驅(qū)動芯片電路。具體顯示部分電路如圖所示。由于LED具有余輝性以及人眼視覺的惰性，雖然每位顯示器的顯示是分時段性，但只要適當(dāng)選取掃描頻率，人眼的視覺就是連續(xù)的。只要按下編碼鍵盤的某一個鍵，它就能產(chǎn)生這個鍵的代碼，并稱為鍵碼，與此同時還產(chǎn)生一個脈沖信號，以通知CPU接收鍵碼，編碼鍵盤的優(yōu)點是使用比較方便，亦不需要編寫太復(fù)雜的程序。因此為了簡潔電路，我使用非編碼鍵盤。上拉電阻保證按鍵沒被按下時，I/O口輸入高電平。方波上升沿和下降沿分別作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)的觸發(fā)信號，單穩(wěn)觸發(fā)器輸出的窄脈沖經(jīng)二極管或門混合就得到對應(yīng)于220V市電過零時刻的同步脈沖，此脈沖一路作為觸發(fā)同步脈沖加到溫控電路，一路作為計數(shù)脈沖加到單片機(jī)的INT0端協(xié)調(diào)共同完成控溫目的。 ①單片機(jī): AT89C52（CMOS型）首選理由：價格便宜，功耗低(可設(shè)置節(jié)電和掉電工作模式),有開發(fā)環(huán)境 ，采用FLASH式的存儲器。P0口使用了雙向數(shù)據(jù)總線驅(qū)動器74LS373。其電路連接如下圖所示。當(dāng)程序進(jìn)入死循還，那么電路就會對電容持續(xù)充電，使Q1集電極電平持續(xù)上升，當(dāng)上升到高電平電壓時，單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位，程序重新開始運(yùn)行，達(dá)到看門狗功能。（1）AD574A12位A/D轉(zhuǎn)換器AD574/AD1674。由于AD574A片內(nèi)含高精度的參考電壓源和時鐘電路，這使它在不需要任何外部電路和時鐘信號的情況下完成一切A/D轉(zhuǎn)換功能，應(yīng)用非常方便。1LSB；AD574AK為177。5V或177。10V的模擬輸入端。設(shè)有三態(tài)輸出緩沖器，可直接與8位或16位的微處理器接口。00V）只需要外接一只適當(dāng)阻值的電阻，便可向DAC部分的解碼網(wǎng)絡(luò)提供Iref，轉(zhuǎn)換操作所需的時鐘信號由內(nèi)部提供，不需要任何元器件。12/8：數(shù)據(jù)輸出格式選擇信號引腳。在轉(zhuǎn)換期間：AO=0時，高8位數(shù)據(jù)有效；AO=1時，低4位數(shù)據(jù)有效，中間4位為0，高4位為三態(tài)。Vcc , Vee：模擬部分供電的正電源和負(fù)電源，為177。REF IN：內(nèi)部解碼網(wǎng)絡(luò)所需要參考電壓輸入端。DG：數(shù)字公共端（數(shù)字地）。DB0 – DB11：數(shù)字量輸出。STS可以作為狀態(tài)信息被CPU查詢，也可以用它的下降沿向CPU發(fā)中斷信號申請。AD574A的工作狀態(tài)由CE、CS、R/C、12/A0五個控制信號決定，這些控制信號的組合控制功能如表所示表34 AD574A控制信號的組合功能CECSR/C12/8A0A工作狀態(tài)01111110000000111接1腳（+5V）接地接地0101禁止禁止啟動12位轉(zhuǎn)換啟動8位轉(zhuǎn)換12位并行輸出有效高8位并行輸出有效低4位加上尾隨4個0有效由上表可見，當(dāng)CE=1，CS=0同時滿足時，AD574A才能處于工作狀態(tài)。當(dāng)AD574A處于疏忽讀出工作狀態(tài)（R/C=1）時，A0和12/8成為數(shù)據(jù)輸出格式控制器。必須指出12/8端與TTL電平不兼容，故只能用通過布線接至+5V或0V以上。=(典型值25us)后STS跳回低電瓶表示A/D轉(zhuǎn)換完畢,可以從數(shù)據(jù)輸出端讀取新的數(shù)據(jù)。附圖所示為AD574A與AT89C52CPU的接口電路，由于片內(nèi)有時鐘，故無需外加時鐘信號。由A0=0或A0=1來分別控制讀取高8位或低4位。當(dāng)STS=0為低電平時，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，AT89C52通過兩次讀外部數(shù)據(jù)存儲器操作，讀取12位的轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)。此信號經(jīng)兩個帶輸出三態(tài)門的8D鎖存器74LS245送到AT89C52里，由AT89C52發(fā)出的控制信號經(jīng)總線驅(qū)動器74LS245后分別送到EPROM273鍵盤顯示接口8279。熱電偶(鉑銠10鉑銠熱電偶)適合01500℃溫度檢測范圍。電路組成見下圖，圖中冷端補(bǔ)償電路主要為一不平衡電橋(即補(bǔ)。 （1）轉(zhuǎn)換電路因為溫度變送器的輸出為1～5VDC，而A/D接受的信號為—5～+5VDC，所以要加入一個電壓轉(zhuǎn)換電路。經(jīng)8279 輸出的信號送到LED數(shù)碼顯示器，再送到數(shù)碼顯示器顯示。⑤相關(guān)程序設(shè)計假如AD574A的片選CS地址為1F20H，AD574A的程序設(shè)計如下：ADC： LD BX，1F