【正文】 Q1Q2Q3Q4V C CV C CV C CV C CP C 0P C 1P C 2P C 312345678161514131211109R P 1510 *8ΩP 。對(duì)于具有 N個(gè) LED數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示 電路來說， 如果 LED顯示器刷新頻率為 f，那么刷新周期為 1/f，每一位的顯示時(shí)間為 1/(f N)s，顯然，位數(shù)越多，每一位的顯示時(shí)間就越短，在驅(qū)動(dòng)電流一定的情況下，亮度就越低（正因如此，在動(dòng)態(tài) LED 顯示電路中，需適當(dāng)增大驅(qū)動(dòng)電流，一般取 20— 35mA，以抵消因顯示時(shí)間短引起的亮度下降），實(shí)驗(yàn)表明，為了保證一定的亮度， 在驅(qū)動(dòng)電流 30mA 的情況下，每位內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 22 顯示時(shí)間不能小于 1ms。 共陰極 LED 數(shù)碼管中，所有筆 段 的 LED發(fā)光二極管的負(fù)極連在一起，在共陽極 LED 數(shù)碼管中，所有筆 段 的 LED 發(fā)光二極管的正極連在一起。 1 23 4K11 23 4K21 23 4K31 23 4K41 23 4K51 23 4K61 23 4K71 23 4K8P E 0 P E 1 P E 2 P E 3P E 4P E 5 圖 2*4鍵盤連線圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 21 4 位 LED顯示 LED 數(shù)碼管是單片機(jī)控制系統(tǒng)中最常用的顯示器件之一，它具有體積小、抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長，工作電壓低，功耗小，響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，常用于顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)、系統(tǒng)中某一功能電路，甚至某一輸出引腳 的電平狀態(tài)。 鍵盤處理程序的關(guān)鍵是如何識(shí)別鍵碼，微型計(jì)算機(jī)對(duì)鍵盤控制的辦法是 “ 掃描 ” 。為簡(jiǎn)單起見，可以使控制運(yùn)算所得到的控制量 u和實(shí)際導(dǎo)通周期數(shù) m直接對(duì)應(yīng)，即： 000umu M m uuM??? ? ??時(shí) ,時(shí) ，時(shí) ， m=M 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 20 同步檢測(cè)電路檢出電網(wǎng)電壓信號(hào)的過零點(diǎn)， 形成過零同步信號(hào)，并接到 CPU 中斷請(qǐng)求輸入端，以提供觸發(fā)參考點(diǎn)和控制周期 M的計(jì)數(shù)信號(hào)。 MOC3021 是晶閘管光電隔離器件 ，它只能觸發(fā)小功率晶閘管。 本系統(tǒng)采用 互補(bǔ)式 光電耦合隔離放大電路，如圖 所示， 運(yùn)算放大器 N4 組成輸入放大器， N5組成輸出放大器， VLC1 和 VLC2 是特性完全對(duì)稱的光耦合器， VLC2 用作輸入放大器和輸出放大器之間信號(hào)的隔離傳送， VLC1 為 N4的非線性反饋，用以彌補(bǔ) VLC2 的非線性。當(dāng)外加信號(hào)達(dá)到復(fù)位門限電壓 VRST(上升沿 )時(shí) ， tTOUT延時(shí)周期開始，延時(shí)結(jié)束后 MCU即啟動(dòng)。 最佳的數(shù)值與使用的晶體或諧振器有關(guān)，還與雜散電容和環(huán)境的電磁噪聲有關(guān)。當(dāng)保持 CKOPT 為未編程狀態(tài)時(shí)，振蕩器的輸出信號(hào)幅度比較小。熔絲位 CKOPT 用來選擇這兩種放大器模式的其中 之一。在 AREF 上外加電容可以對(duì)片內(nèi)參考電壓進(jìn)行解耦以提高噪聲抑制性能?；鶞?zhǔn)電壓可以通過在 AREF 引腳上加一個(gè)電容進(jìn)行解耦，以更好地抑制噪聲。 ADC 由 AVCC 引腳單獨(dú)提供電源。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 17 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ATmega128 有一個(gè) 10 位的逐次逼近型 ADC。 當(dāng)引腳配置為輸入時(shí)，若 PORTxn為 “ 1” ，上拉電阻將使能。 Atmega128引腳配置： 每個(gè)端口引腳都具有三個(gè)寄存器位： DDxn、 PORTxn和 PINxn。最簡(jiǎn)單的保證未用引腳具有確定電平的方法是使能內(nèi)部上拉電阻。數(shù)據(jù)寄存器和數(shù)據(jù)方向寄存器為讀 /寫寄存器，而端口輸入引腳為只讀寄存器。當(dāng)?shù)綦姍z測(cè)復(fù)位功能使能，切電源電壓低于掉電檢測(cè)復(fù)位門限 (VBOT) 時(shí) MCU即復(fù)位。當(dāng)引腳 RESET上的低電平持續(xù)時(shí)間大于最小脈沖寬度時(shí) MCU復(fù)位。如果程序永遠(yuǎn)不會(huì)使能中斷，則中斷向量可以由一般的程序代碼所覆蓋 。在上電復(fù)位時(shí)保持 PEN為低電平將使器件進(jìn)入 SPI 串行下載模式。 XTAL2： 反向振蕩器放大器的輸出。在 ATmega103兼 容 模式下，端口 G只能 作為以下描述的 第二功能 ， 而不能作為通用 I/O端口。 端口 F的第二功能如下： PF7 ADC7/TDI (ADC輸入通道 7， 或是 JTAG測(cè)試數(shù)據(jù)輸入引腳 ) PF6 ADC6/TDO (ADC輸入通道 6， 或是 JTAG測(cè)試數(shù)據(jù)輸出引腳 ) PF5 ADC5/TMS (ADC輸入通道 5，或是 JTAG測(cè)試模式選擇引腳 ) PF4 ADC4/TCK (ADC輸入通道 4，或是 JTAG測(cè)試時(shí)鐘 ) PF3 ADC3 (ADC輸入通道 3) PF2 ADC2 (ADC輸入通道 2) PF1 ADC1 (ADC輸入通道 1) PF0 ADC0 (ADC輸入通道 0) 端口 G(PG4..PG0)： 端口 G為 5位雙向 I/O口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 15 性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使 能，則端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。其輸出 緩沖 器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。復(fù)位發(fā)生時(shí)端口 C為三態(tài)。復(fù)位發(fā)生時(shí)端口 B為三態(tài)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 13 端口 A引腳第二功能如下： 外部存儲(chǔ)器接口的低字節(jié)地址以及數(shù)據(jù)。 ATmega128的 引腳 配 置如圖 ： P E N1P E 0 / R X D / P D I2P E 0 / T X D / P D O3P E 2 / X C K 0/ A I N 04P E 3 / O C 3 A / A I N 15P E 4 / O C 3 B / I N T 46P E 5 / O C 3 C / I N T 57P E 6 / T 3/ I N T 68P E 7 / I C P 3 / I N T 79P B 0 / S S10P B 1 / S C K11P B 2 / M O S I12P B 3 / M I S O13P B 4 / O C 014P B 5 / O C 1 A15P B 6 / O C 1 B16PB7/OC2/OC1C17PG3/TOSC218PG4/TOSC119RESET20VCC21GND22XTAL223XTAL124PD0/SCL/INT025PD1/SDA/INT126PD2/RXD1/INT227PD3/TXD1/INT328PD4/ICP129PD5/XCK130PD6/T131PD7/T232P G 0/ W R33P G 1/ R D34P C 0 / A 835P C 1 / A 936P C 2 / A 1037P C 3 / A 1138P C 4 / A 1239P C 5 / A 1340P C 6 / A 1441P C 7 / A 1542P G 2/ A L E43P A 7/ A D 744P A 6/ A D 645P A 5/ A D 546P A 4/ A D 447P A 3/ A D 348PG2/AD249PA1/AD150PA0/AD051VCC52GND53PF7/ADC7/TDI54PF6/ADC6/TDO55PF5/ADC5/TMS56PF4/ADC4/TCK57PF3/ADC358PF2/ADC259PF1/ADC160PF0/ADC061AREF62GND63AVCC64U1M E G A 64 / 128P E 0P E 1P1P E 2P E 3P E 4P E 5P E 6P E 7P B 0P B 1P B 2P B 3P B 4P B 5P B 6P17P32P18P19RESETVCCGNDXTAL2XTAL1P25P26P27P28P29P29P30P 33P 34P C 0P C 1P C 2P C 4P C 3P C 6P C 5P C 7P G 2P A 7P A 6P A 5P A 4P A 3AVCCGNDAREFP61P60P59P58P57P56P55P54GNDVCCPA0PA1PA2 圖 ATMEGA128單片機(jī)引腳圖 各引腳說明如下： VCC：數(shù)字電路的電源； GND：地； 端口 A(PA7..PA0)：端口 A為 8位雙向 I/O口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。 ATmega128是一款多功能、性價(jià)比高的學(xué)習(xí)開發(fā)板，還帶有 4位數(shù)碼管模塊和 4*2鍵盤模塊等 。 由于 N N2 為兩個(gè)性能一致，輸入級(jí)的差動(dòng)輸出及其差模增益只與差模輸入電壓有關(guān)，而其共模輸出、失調(diào)及漂移均在 RP1兩端相互抵消，因此，電路具有良好的共模抑制能力，同時(shí)不要求外部電阻匹配，但是，為了消除 N N2 偏置電流等影響，通常取 R7=R9。 模擬式集成溫度傳感器典型產(chǎn)品有 AD59 LM33 TMP3 LM135 等 ；熱電偶冷端溫度補(bǔ)償專用芯片典型產(chǎn)品包括： MAX6674/667 AC122AD594/59 AD596/597 等 。 根據(jù)國際溫標(biāo)規(guī)定， 熱電偶分度表是以 0t =0℃ 作為基準(zhǔn)進(jìn)行分度的，而在實(shí)際使用過程中，自由端溫 度 0t 往往 不能維持在 0℃ ， 那么工作端溫度為 t 時(shí)在分度表中所對(duì)應(yīng)的熱電勢(shì)與熱電偶實(shí)際輸出的電勢(shì)值之間存在一個(gè)誤差，因此 需要對(duì) 熱電偶 非 0℃的冷端進(jìn)行 處理，即冷端 溫度補(bǔ)償 。這兩種不同導(dǎo)體 (或半導(dǎo)體 )的組合稱為熱電偶，每 根 單獨(dú)的導(dǎo)體 (或半導(dǎo)體 )稱為熱電極，兩個(gè)接點(diǎn)中一端稱為工作端 (也叫測(cè)量端和熱端 )，如圖 中左端 t， 另一端稱為自由端 (冷端 )，如 圖 中的 0t 端 [12]。 在本控制系統(tǒng) 中，其測(cè)溫范圍 選 為 4001200℃ ， 由于熱電極材料具有較好的高溫抗氧化性，可在氧化性或中性介質(zhì)中長時(shí)間地測(cè)量 900℃以下的溫度。由 K型熱電偶、運(yùn)算放大電路等 構(gòu)成 溫度檢測(cè)通道；由 光電隔離放大器和晶閘管電路 構(gòu)成 輸出控制通道。而且使用 FPGA 具有很大的靈活性，可以針對(duì)不同的要求進(jìn)行修改。而單片機(jī)的出現(xiàn)則為數(shù)字信號(hào)處理算法的實(shí)現(xiàn)提供了可能。 （ 2） 在線控制的實(shí)時(shí)性。專家控制是將專家系統(tǒng)的理論和技術(shù)同控制理論方法和技術(shù)相結(jié)合，在未知環(huán)境下，仿效專家的智能，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制 ，是 具有獲得反饋信息并能實(shí)時(shí)在線控制的系統(tǒng) 。 專家控制系統(tǒng) 專家系統(tǒng)通過某種知識(shí)獲取手段，把人類專家的領(lǐng)域知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)技巧移植到計(jì)算機(jī)中，并且模擬人類專家的推理、決策過程，表現(xiàn)出求解復(fù)雜問題的人工智能。 5℃以內(nèi) ； 當(dāng)被控過程參數(shù)發(fā)生變化時(shí) ， 控制系統(tǒng)仍能保持較好的適應(yīng)能力和魯棒性 ；對(duì) 保溫加熱工藝 、 保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源 ， 提高爐子生產(chǎn)率和加熱效 率都有十分重要的意義。 如圖 系統(tǒng)中 ， 反映爐溫的熱電偶 輸出 電勢(shì)經(jīng)冷端補(bǔ)償放大后由 A/D 轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成與爐溫相應(yīng)的數(shù)字量 ， 此數(shù)字量經(jīng)數(shù)字濾波 、 線性化處理 、 標(biāo)度變換 ， 通過 LED數(shù)碼管 顯示爐溫 。模糊控制不需要裝置的精確模型，僅依賴于操作人員的經(jīng)驗(yàn)直觀判斷，非常容易應(yīng)用。 其控制系統(tǒng)框圖如圖 所示： 加熱電阻爐溫 度 傳 感 器雙 向 晶 閘 管信號(hào)調(diào)理模塊數(shù)據(jù)采集板卡系 統(tǒng) 軟 件計(jì) 算 機(jī)P I D 控 制 器 圖 虛擬溫度控制系統(tǒng)框圖 基于單片機(jī)的電阻爐溫度控制 按智能控制構(gòu)成的原理進(jìn)行分類， 按控制算法 大致可分為