【正文】 在看門狗定時器預(yù)置的時間內(nèi)若沒有總線活動，則 X25045 將從 RESET 輸出一個高電平信號，經(jīng)過微分電路 CR3輸出一個正脈沖，使 CPU復(fù)位。 看門狗電路一般有軟件看門狗和硬件看門狗兩種。 INH=‘ 1’，即 INH=VDD 時，所有的 通道都斷開禁止模擬量輸入；當(dāng) INH=‘ 0’，即INH=VSS時，通道接通，允許模擬量輸入。所以對過程控制是比較理想的器件。當(dāng)此信號有效時，允許從 A/D 轉(zhuǎn)換的寄存器中讀取數(shù)字量； 5） 此信號可以作為 ADC0809的片選信號，高電平有效； 6） CLOCK：實時時鐘。照此處理，從 D7～ D0比較 8次，逐次逼近寄存器中的數(shù)字量，即與模擬量 Vx 所相當(dāng)?shù)臄?shù)字量等值。所謂絕對誤差，是指對應(yīng)于一個給定的數(shù)字量 A/D轉(zhuǎn)換器的誤差，其誤差的大小由實際模擬量輸入值和理論值之差來度量； 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 12 圖 ADC0809內(nèi)部原理結(jié)構(gòu) 這種器件無須進行零位和滿量程調(diào)整。在 A/D 轉(zhuǎn)換器內(nèi)部有一個高阻抗斬波比較器，一個帶模擬開關(guān)樹組的 256 電阻分壓器，以及一個逐次逼近型寄存器。 儀表放大基本電路圖 如圖 所示 R 2R 2R 3R 3R 1R 1R GV i n +V i n 負(fù) 載 圖 儀表放大基本電路圖 溫度補償器件 AD590 AD590溫度傳感器簡介 AD590溫度傳感器是一種已經(jīng) IC 化的溫度感測器，它會將溫度轉(zhuǎn)換為電流，其規(guī)格如下 : 1） 度每增加 1℃，它會增加 1μ A輸出電流； 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 9 2） 可測量范圍 55℃至 150℃； 3） 供電電壓范圍 +4V至 +30V； AD590管腳圖及元件符號 AD590管腳圖及元件圖如圖 所示 圖 AD590管腳及元件圖 AD590的基本應(yīng)用電路及輸出電流值 圖 AD590 基本應(yīng)用電路圖 AD590 的輸出電流值說明如下： 其輸出電流是以絕對溫度零度（ 273℃ ）為基準(zhǔn)，每增加 1℃ ，它會增加 1μA輸出電流，因此在室溫 25℃ 時，其輸出電流 Iout=（ 273+25） =298μA。首先從系統(tǒng)級功能設(shè)計開始，對系統(tǒng)高層模塊進行行為描述和功能仿真。其中常用的設(shè)計輸入方法有：通過 MAX+PLUSⅡ圖 形編輯器創(chuàng)建圖形文件（ .gdf） ；通過 MAX+PLUSⅡ文本編輯器 ,使用 VHDL 語言創(chuàng)建文本設(shè)計文件（ .vhd） 。豐富的圖形界面，可隨時訪問的在線幫助文檔，使用戶能夠快速輕松的掌握和使用 MAX+PLUSⅡ軟件。 大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?CPLD和 FPGA是當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的兩類可編程專用集成電路（ ASIC）。 ? EA： =0，單片機只訪問內(nèi)部程序存儲器。 ? VCC： 電源端，接 +5V電壓。 ? 4KB ROM 程序存儲器。（ 3）操作性強。這些新的技術(shù)使儀器的構(gòu)成得以開放，消除第一階段內(nèi)在的有用戶定義和供應(yīng)商定以和供應(yīng)商定義儀器功能的區(qū)別。 2）數(shù)據(jù)處理功能：可將采樣后的數(shù)字量進行數(shù)字濾波、線性化標(biāo)度變換、 PID運算。從 EDA技術(shù)的綜合應(yīng)用系統(tǒng)的最終主要硬件結(jié)構(gòu)層來分，已出現(xiàn) 6中形式： CPLD/FPGA系統(tǒng)；CPLD/FPGA+MCU系統(tǒng)； CPLD/FPGA+專用 DSP 處理器系統(tǒng)；基于 FPGA實現(xiàn)的現(xiàn)代 DSP系統(tǒng)；基于 FPGA實現(xiàn)的 SOC片上系統(tǒng)；基于 FPGA實現(xiàn)的嵌入式系統(tǒng)； 從 EDA技術(shù)的綜合應(yīng)用系統(tǒng)的完善層次來分 ： EDA綜合系統(tǒng) 主體電路的設(shè)計 — 仿真及硬件驗證；主體電路的設(shè)計 — 仿真硬件驗證 系統(tǒng)外圍電路的 PCB的設(shè)計與制作；主體電路的設(shè)計 — 仿真及硬件驗證 — 系統(tǒng)整體電路 PCB的設(shè)計與、制作及系統(tǒng)的組裝調(diào)試。但是在設(shè)計研發(fā)的過程中單片機的設(shè)計及一般的溫 度控制器設(shè)計都是需要現(xiàn)實的硬件系統(tǒng)的搭接，這種設(shè)計研發(fā)有很多的弊端。 Temperature control。利用集成溫度傳感器 AD590測量冷端溫度，進行冷端溫度補償。本設(shè)計系統(tǒng)可分為四大基本組成部分：溫度數(shù)據(jù)采集電路、數(shù)據(jù)運算控制電路、數(shù)據(jù)顯示電路和報警電路。其 方法就是把計算機采集的數(shù)據(jù)與該參數(shù)上、下限給定值進行比較：如果高于上限值或低于下限值進行報警，否則作為采樣的正常值，進行顯示和控制。 溫度控制在工業(yè)生產(chǎn)中十分普遍，無論任何場合其溫度控制的主要電路采用晶閘管做為無觸點開關(guān)為理想選擇，溫度控制器可采用儀表、 PLC、微型機等。 EDA技術(shù)作為現(xiàn)在電子設(shè)計最新技術(shù)的結(jié)晶，其廣泛的應(yīng)用前景和深遠的影響已經(jīng)無庸質(zhì)疑，它在信息工程專業(yè)中的基礎(chǔ)地位和核心作用也逐漸被人們所認(rèn)識。 智能溫度控制器的功能 計算機與測量控制儀器的結(jié)合產(chǎn)生了智能控制儀器。隨著計算機系統(tǒng)性能價格比的不斷上升，用計算機控制測控儀器成為一種發(fā)展 趨勢。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 4 第二章 硬件設(shè)計 智能溫度控制器原理框圖 智能溫度控制器系統(tǒng)框圖見附錄（一）所示 單片機 AT89C51及 FPGA/CPLD簡介 單片機 AT89C51簡介 單片機（又稱為微控制器）的出現(xiàn)是計算機發(fā)展史上的一個重要的里程碑，它以體積小、功能全、性價比高等諸多優(yōu)點而獨具特色，在工業(yè)控制、尖端武器、通訊設(shè)備、信息處理、家用電器等嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域中獨占熬頭。 AT89C51概述 單片機是在一塊芯片上集成了 CPU、 RAM、 ROM、定時 /計數(shù)器和多功能 I/O 接口等計算機所需要的基本功能部 件的大規(guī)模集成電路，又稱 MCU。 ? 1 個可編程的全雙工串型接口。當(dāng)單片機訪問外部，該引腳的輸出信號 ALE 用于所存 P0 口的低八位地址。 ? ：高八位地址總線動態(tài)端口。 MAX+PLUSⅡ是一個完全集成化的可編程邏輯環(huán)境，能滿足用戶各種各樣的設(shè)計需 要。 5） .支持多種硬件描述語言，包括 VHDL、 Verilog HDL、 AHDL語言。其設(shè)計描述可以是描述電路具體組成的結(jié)構(gòu)描述，也可以是描繪素電路功能的行為描述。 放大器 三運放 儀表放大器的概述 在實際工程中，來自現(xiàn)場的傳感器信號往往帶有較大的共模 ，而單個運放電路的差動輸入端難以起到很好的抑制作用。為滿足系統(tǒng)的要求，在一些 A/D 轉(zhuǎn)換器中除設(shè)有 A/D 轉(zhuǎn)換電路外，還含有多路開關(guān)，用以選擇模擬量輸入通道，使通道中的任何一個模擬通道信號能夠直接進入 A/D轉(zhuǎn)換器。通常用數(shù)字量的位數(shù)來表示，如 8位、 10 位、 12 位等?？刂七壿嬘脕砜刂浦鸫伪平拇嫫鲝母呶坏降臀恢鸫稳　?1”，然后將此數(shù)字量送到開關(guān)樹組，以控制 K7～ K0是否與參考電平相聯(lián)。當(dāng) START 為高電平時， A/D 轉(zhuǎn)換 開始； 3） EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。一般輸入為 +5v 與 5v； 11） VCC：電源端子。 CD4052的特 點 1） 采用標(biāo)準(zhǔn)的雙列直插式結(jié)構(gòu)，尺寸小，便于安排； 2） 直接與 TTL 或 COMS電平相容； 3） 內(nèi)部帶有通道選擇譯碼器，使用方便； 4） 可采用正或負(fù)雙極性輸入； 5） 轉(zhuǎn)換速度快，導(dǎo)通和關(guān)斷時間在 1μ s左右，有的甚至更快； 6） 壽命長無機械磨損?？撮T狗 (Watchdog)電路是自行監(jiān)測系統(tǒng)運行的重要保證，幾乎所有的工控系統(tǒng)都包含看門狗電路。 W PV S SC SS OV C CR E S E TS C KS IX 2 5 0 4 5 圖 X25045引腳圖 其引腳功能如下 ： 1） CS：片選擇輸入 ； 2） SI：串行輸入，數(shù)據(jù)或命令由此引腳逐位寫入 X25045； 3） SCK：串行時鐘輸入，其上升沿將數(shù)據(jù)或命令寫入，下降沿將數(shù)據(jù)輸 出； 4） WP：寫保護輸入。 C SS OW PV S SV C CR E S E TS C KS IP 1 . 3P 1 . 2P 1 . 1P 1 . 0A T 8 9 C 5 1R E S E T7 4 L S 3 2C 1 2 2 μ F
。 VDD 2X 1X X 0X 3X B A 16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 0Y 2Y Y 3Y 1Y INH VEE VSS 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 17 X25045 簡介 X25045是美國 Xicor 公司的生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化 8腳集成電路，它將 EEPROM、看門狗定時器、電壓監(jiān)控三種功能組合在單個芯片之內(nèi)，大大簡化了硬 件設(shè)計，提高了系統(tǒng)的可靠性，減少了對印制電路板的空間要求，降低了成本和系統(tǒng)功耗，是一種理想的單片機外圍芯片。該類芯片允許 3種電壓的范圍是 VDD～ VSS、 VDD～ VEE為 ～ 15v。即完成一到多的轉(zhuǎn)換。 C為最高位， A為最低位； 9） D7～ D0：數(shù)字量輸出端； 10） V（ REF） +， V（ REF） ：參考電壓端子。可以看出 ADC0809的引腳功能如下所述。第一部分 分為 8通道模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)，其基本原理與 CD4052類似，控制 C， B， A和地址鎖存允許端子，可使一個通道被選中。 AD0809的主要性能指標(biāo)： （ 1）分辨率 是指 A/D轉(zhuǎn)換器對微小輸入信號變化的敏感程度。 由于一般電源供應(yīng)教多器件之后，電源是帶雜波的，因此我們使用齊納二極管作為穩(wěn)壓元件，再利用可變電阻分壓，其輸出電壓 V1 需調(diào)整至 接下來我們使用差動放大器其輸出 Vo 為（ 100K/10K）（ V2V1） =T/10，如果現(xiàn)在為攝氏 28℃，輸出電壓為 ，輸出電壓接 AD轉(zhuǎn)換器，那么 AD 轉(zhuǎn)換輸出的數(shù)字量就和攝氏溫度成線形比例關(guān)系。有良好的可讀性，他可以被計算機接受，也容易被讀者理解。其全稱為（ Very High Speed Integerated Circuit） Hardware Description Language。 MAX+PLUSⅡ的編譯器還提供了邏輯綜合與優(yōu)化功能以減輕用戶的設(shè)計負(fù)擔(dān)。它的應(yīng)用和發(fā)展不僅簡化了電路設(shè)計，降低了成本，提高了系統(tǒng)的可靠性和保密性，而且給數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計方法帶來了革命性的變化。 ? ：數(shù)據(jù) /地址低八位復(fù)用總線端口。 掉電后可接備用電源，底功率情況下保持內(nèi)部 RAM 中的數(shù)據(jù)。 ? 32 條可編程的 I/O 線（ 4個 8位并行 I/O接口）。（ 6）力圖體現(xiàn)新器件的應(yīng)用。許多行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在硬件和軟件領(lǐng)域產(chǎn)生，發(fā)展到這一階段，人們認(rèn)識到了 VI 軟件框架才是數(shù)據(jù)采集和儀器控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動化的關(guān)鍵。 5）報警功能：當(dāng)溫度值超過警戒溫度值是進行報警，以引起操作人員注意并采取相關(guān)措施。測試儀器的智能化是現(xiàn)代儀器儀表發(fā)展的主流方向。并且有些器件的功能有很多的局限。像廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等 ，對工件的處理溫度要 求嚴(yán)格控制，計算機溫度控制系統(tǒng)使溫度控制指標(biāo) 得到了大幅度提高。 ：顯示電路由四個共陽極期段數(shù)碼管和四片 1位串入八位并出的74LS164 芯片組成。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 題 目：智能溫度控制器 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） I 智能溫度控制器 摘 要 本課題智能溫度控制器用 FPGA/CPLD 和單片機相結(jié)合，構(gòu)成整個系統(tǒng)的測控主體。 溫度控制電路采用晶閘管調(diào)功方式。 FPGA/CPLD內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） III 目 錄 摘 要 ......................................................................................................................................... I Abstract....................................................................................................................................... II 第一章 引 言 ............................................................................................................................ 1 課題的意義 ................................................................................................................. 1 智能溫度控制器的功能 .............................................................................................