【正文】 D 控制算法送出 1個(gè)具有相應(yīng)寬，讓一定數(shù)量的觸發(fā)脈沖在高電平奇跡通過(guò)控制門(mén)去觸發(fā)可控硅，對(duì)被測(cè)溫度調(diào)節(jié)開(kāi)度的門(mén)控脈沖。C 。C ，控制精度 1176。 系統(tǒng)的技術(shù)要求 （ 1）溫度范圍： 40℃ ～ 1500℃ （ 2）供電電壓：三相交流 380V （ 3）調(diào)節(jié)溫度的超調(diào)量小于 30% （ 4）功率范圍： 4 kW 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 溫度控制硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 3. 溫度控制硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 硬件電路的設(shè)計(jì)系統(tǒng)規(guī)范 原理圖主要由設(shè)計(jì)、診斷與檢查組成。 原理圖的設(shè)計(jì)、診斷與檢查在 Protel DXP 軟件環(huán)境下完成。 主要芯片功能介紹 （ 1） AT89C52 AT89C52 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓 ,高性能 CMOS8 位單片機(jī) ,片內(nèi)含 8K BYTES 的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器 (PEROM)和 256BYTES 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM),器件采用 ATMEL 公司的高密度 ,非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn) ,與標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 8052 產(chǎn)品引腳兼容 ,片內(nèi)置通用 8位中央處理器 (CPU)和 Flash 存儲(chǔ)單元 ,功能強(qiáng)大 AT89C52 單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場(chǎng)合 . AT89C52 主 要性能參數(shù)： 與 MCS51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容 8K字節(jié)可重擦寫(xiě) Flash 閃速存儲(chǔ)器 1000 次擦寫(xiě)周期 全靜態(tài)操作 :0Hz～ 24Hz 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 256*8 字節(jié)內(nèi)部 RAM 32個(gè)可編程 I/O 口線 3個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 圖 31 AT89C52引腳分布 8個(gè)中斷源 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 溫度控制硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 可編程串行 UART 通道低功耗空閑和掉電模式 管腳說(shuō)明 — VCC：供電電壓。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八 位地址接收。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。作為輸入時(shí)，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流 (ILL)，也是由于上拉的緣故。 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 溫度控制硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 — PROGALE / ：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE脈沖。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無(wú)效。 — VPPEA/ ：當(dāng) EA 保持低電平時(shí)，訪問(wèn)外部 ROM；注意加密方式 1時(shí)， EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) EA 端保持高電平時(shí)，訪問(wèn)內(nèi)部 ROM。 AT89C52 的基本操作 如圖所示， 在 X1和 X2之間接一只石英振蕩晶體構(gòu)成了單片機(jī)的時(shí)鐘電路，它還有另一種接法， 是把外部振蕩器的信號(hào)直接連接到 XTAL1 端， XTAL2 端懸空不用。 復(fù)位后， PC 指向 0000H 單元，使單片機(jī)從起始地址 0000H 單元開(kāi)始重新執(zhí)行程序。按鈕復(fù)位又分為按鈕電平復(fù)位和按鈕脈沖復(fù)位。 振蕩器特性： XTAL XTAL2為片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入和輸出端。 8279 是 Intel 公司為 8 位微處理器設(shè)計(jì)的通用鍵盤(pán) /顯示器接口芯片，其功能是：接收來(lái) 自鍵盤(pán)的輸入數(shù)據(jù)并作預(yù)處理；完成數(shù)據(jù)顯示的管理和數(shù)據(jù)顯示器的控制。 定時(shí)器包含一些計(jì)數(shù)器，其中有一個(gè)可編程的 5位計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)值在 2～ 31間），對(duì) CLK 輸入的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻，產(chǎn)生 100 KHz 的內(nèi)部定時(shí)信號(hào)（此時(shí)掃描時(shí)間為，消抖時(shí)間為 ）。 8顯 示 R A M顯 示寄 存 器R E S E TC L K D B 0 ～ D B 7W RR DC S A 0 I R QS L 0 ～ S L 3B DO U T A 0 ～ O U T A 3O U T B 0 ～ O U T B 3R L 0 ～ S L 7C N T L / S T BS H I F T顯 示 輸 出鍵 盤(pán) 輸 入掃 描 輸 出至 C P U內(nèi) 部 數(shù) 據(jù) 總 線東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 溫度控制硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 接作為鍵盤(pán)和顯示器的掃描信號(hào)。輸入數(shù)據(jù)即為 RL7~RL0。只要 FIFO RAM 不空，狀態(tài)邏輯將置中斷請(qǐng)求 IRQ=1； 在傳感器矩陣方式，作為傳感器 RAM，當(dāng)檢 測(cè)出傳感器矩陣的開(kāi)關(guān)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，中斷請(qǐng)求信號(hào) IRQ=1。 顯示 RAM用來(lái)存儲(chǔ)顯示數(shù)據(jù)，容量是 16179。 顯示地址寄存器用來(lái)寄存 CPU 讀 /寫(xiě)顯示 RAM 的地址，可以 設(shè)置為每次讀出或?qū)懭牒笞詣?dòng)遞增。 OUTB3～ OUTB0、 OUTA3～ OUTA0。 CNTL/STB 為控制 /選通輸入線。由于該系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性及速度要求并不十分高，所以時(shí)鐘頻率采用 6MHz 已足夠了，故程序時(shí)鐘命令字取為 2AH，用以保證 100kHz的內(nèi)部工作頻率。程序框圖如圖 及 程序代碼 。 ○ 4 大于 2021V 的隔離電壓。 型號(hào)參數(shù) OMRON G3NAD210B (內(nèi) 部電路圖如下 ) 輸入?yún)?shù) 控制 額定 電壓 DC 5～ 24V AC 100～ 240V 耐壓 (輸入與輸出之間 ) AC2,500V 50/60Hz 1min 漏電流 5mA 以下 (AC100V) 控制電流 ≤28 mA 啟動(dòng)電流 ≥6 mA 關(guān)閉電壓 ≤1 VDC 通斷時(shí)間 ≤15 mS 輸出參數(shù) 負(fù)載電壓 180～ 528 VAC 最大負(fù)載電流 1 A 3 A 6 A 通態(tài)壓降 ≤ V 斷態(tài)電壓 ≥ 400 V ≥ 800 V 性能參數(shù) 隔離電壓 ≥ 2021 V 絕緣電阻 ≥ 10 0 MΩ 工作溫度 － 20 ～ 75 ℃ 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 溫度控制硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 電源頻率 50/60 HZ 負(fù)載電流安全系數(shù) 阻性負(fù)載取 5060%, 感性負(fù)載取 3040% :(僅供參考 ) 圖 36 固態(tài)繼是器示意圖 圖 28 固態(tài)繼電器內(nèi)部電路圖 （ 4）微打 (采用 北京思普特科技發(fā)展有限公司的 SP 系列微型面板式打印機(jī) ) 主要特點(diǎn) : ○ 1 采用針式撞擊點(diǎn)陣打印方法。 ○ 5 打印字模 :全部 96 個(gè) 5*7點(diǎn)陣 ASCII 字符和 352個(gè) 5*7 或 6*8 點(diǎn)陣其它字符或圖符 ,32 個(gè)用戶可定義 6*8 點(diǎn)陣字符。 ○ 9 在線 /離線選擇按鍵和走紙按鍵。 圖 37 微打示意圖 圖 38 微打外 部接線端口 微型打印機(jī)在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中屬于一種智能外設(shè)，它與微機(jī)接口方便并擁有相關(guān)的指令系統(tǒng)和字型庫(kù)，具有多種打印模式可以永久性保存數(shù)據(jù)，因此得到廣泛的應(yīng)用。當(dāng)選 7位數(shù)據(jù)時(shí)，只允許偶校驗(yàn)。出廠時(shí)為 K4=OFF，兩種握手方式的說(shuō)明如圖： 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 溫度控制硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 握手方式 數(shù)據(jù)方向 RS232C 接口信號(hào) 標(biāo)志控制 數(shù)據(jù)可以進(jìn)入 信號(hào)線 1和 8為 SPACE 狀態(tài) 數(shù)據(jù)不可以進(jìn)入 信號(hào)線 1和 8為 MARK 狀態(tài) XON/XOFF 控制 數(shù)據(jù)可以進(jìn)入 在信號(hào)線 2 上發(fā) XON 碼 11H 數(shù)據(jù)不可以進(jìn)入 在信號(hào)線 2 上發(fā) XOFF 碼 13H 圖 310 握手方式 圖 311 標(biāo)志控制方式時(shí)序 圖 312 XON/XOFF 協(xié)議方式時(shí)序 串行連接方式的操作過(guò)程如下： （ 1） 用 DIP開(kāi)關(guān) K1K3 選擇波特率； （ 2） 用 DIP開(kāi)產(chǎn) K5， K6選擇奇偶校 驗(yàn)； （ 3） 用 DIP開(kāi)關(guān) K4選擇標(biāo)志控制或是 XON/XOFF 控制握手方式； （ 4） 當(dāng)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)還剩 32 個(gè)字節(jié)，信號(hào)線 DCD（信號(hào)線 1）和 CTS（信號(hào)線 8）由打印機(jī)設(shè)置為忙狀態(tài)，即 MARK 狀態(tài)。晶振 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 溫度控制硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 。模式 3 SETB TR1 。判斷忙 MOV C, CPL C MOV TB8, C 。該種熱電偶正極的明義成分為含銠 10%的鉑銠合金（代號(hào)為 SP），負(fù)為純鉑（代號(hào)為 SN）。在所有的熱電偶中，它的準(zhǔn)確度等級(jí)最高，通常用作標(biāo)準(zhǔn)或作為測(cè)量高溫的熱電偶，它的使用溫度范圍廣、均質(zhì)性及互換性好。鉑銠 10鉑熱電偶的分度以前為 LB3，現(xiàn)為 S，外觀如下圖所示 : 圖 313 熱電偶 （ 2）熱電偶溫度變送器 本熱電偶溫度變送器儀表與各種不同型號(hào)的熱電偶配套使用（采用全隔離萬(wàn)能輸入， 1～ 3通道信號(hào)輸入），具有 128179。且具有斷偶報(bào)警功能（輸入信號(hào)大于 5V 或小 1V）。具體接幾兆晶體是基于機(jī)器周期考慮。因而選擇 12MHz 的晶體振蕩器。為了確認(rèn)電路進(jìn)入工作狀態(tài)，還在設(shè)計(jì)時(shí)加入了一個(gè)發(fā)光二極管，用于顯示電源是否正常工作，如果電路處于接電狀態(tài)，二極管就會(huì)導(dǎo)通而發(fā)光。 （ 3)顯示部分的設(shè)計(jì) 由 LED 組成的 7段發(fā)光管顯示器是不太復(fù)雜的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)常用外部設(shè)備之一，在這里我們就選用兩個(gè) 4數(shù)碼管一體化來(lái)顯示當(dāng)前溫度值和設(shè)定溫度值 . ① 7 段發(fā)光管顯示器由 7 段發(fā)光線段組成，并按“日”字形排列，每一段都是一個(gè)發(fā)光二極管，如圖所示。加在 7 段陽(yáng)極上的電壓可以用數(shù)字量表示，如果某一段的陽(yáng)極為數(shù)字量 1，則這個(gè)段就發(fā)光；如為 0，則不發(fā)光。這種顯示方法屬于靜態(tài)顯示。在這種方法中，只要恰當(dāng)?shù)剡x擇點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間，就會(huì)給人以這樣一種假相：似乎各位 LED 是“同時(shí)”顯示的。 （ 4)LED 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) LED 是電流控制的顯示器件，若想使 LED 發(fā)光則必須保證有足夠大的電流流過(guò)LED的各段。 動(dòng)態(tài)顯示電路的驅(qū)動(dòng)電路分為段驅(qū)動(dòng)電路和位驅(qū)動(dòng)電路兩種。由于這里采用動(dòng)態(tài)輸出，且 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定了數(shù)碼管可以直接由單片機(jī)驅(qū)動(dòng)。 LED 顯示器為東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 溫度控制硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 共陽(yáng)極，字段線并聯(lián)，共用 8279 的 OUTA0～ 3 和 OUTB0～ 3 口 (輸出字段碼 )，每位LED的公共端由的 SL0～ SL2 口控制，即由其編碼后口輸出位碼，經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)三極管控制位選。 單片機(jī)系統(tǒng)所用的鍵盤(pán)有編碼鍵盤(pán)和非編碼鍵盤(pán)兩種。 ② 非編碼鍵盤(pán)的按鍵是排列成行、列矩陣形式的。 ③ 按鍵在閉合和斷開(kāi)時(shí)，觸點(diǎn)會(huì)存在抖動(dòng)現(xiàn)象： (如下圖所示的抖動(dòng)曲線 ) 消抖電路如下所示 : 圖 318 消抖電路 基于鍵數(shù)少的原因我采用獨(dú)立式鍵盤(pán)接口與單片機(jī)相連接，因?yàn)樗加玫?I/O口不多。 加熱器控制電路 （ 1)溫度控制思路 : 溫度調(diào)節(jié)方式主要有 : ① 手動(dòng) ② 雙位控制 (開(kāi)關(guān)控制 ) ③ 時(shí)間比例控制 ④ 比例溫度控制 ⑤ PID 控制 本控制系統(tǒng)比較以上幾種控制方式后博采眾長(zhǎng)選用比例積分微分 (PID)溫度控制 ,因?yàn)橄啾扔谄渌鼛追N控制方式如 P 控制溫度系統(tǒng)能使溫度穩(wěn)定在某一具體值上 (熱平衡狀態(tài) ),但當(dāng)某作用量發(fā)生變化時(shí) (如電源電壓變化時(shí)