【正文】 17 地址（ 00H～ FFH）； IO/M=1 時(shí)，選中 8155 片內(nèi) 3個(gè) I/O 接口以及命令 /狀態(tài)寄存器和定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 AD0～ AD7：三態(tài)地址數(shù)據(jù)總線。 179。 179。 8 位的靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片，采用 CMOS 工藝制造，為 28 引腳雙列直插式封裝，其引腳圖如圖 315 所示。在單 片機(jī)系統(tǒng)中多數(shù)采用 MOS 型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，使得輸入輸出信號(hào)能與 TTL 相兼容，擴(kuò)展后的信號(hào)連接也很方便。這此，人們提出 了另一個(gè)編程方式靈巧編程。標(biāo)誰編程的過程 為：將 Vcc 接 +5V 電源， Vpp 接 +21V 電源（注意：不同廠家的芯片其編程電壓 Vpp 是不一樣的），然后輸入需編程的單元地址，在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)，使 CE 保持低電平，OE為高電平。即首先送出要讀出的單元地址，然后使 CE和 OE 均有效（低電平），則在芯片的 D0～ D7 數(shù)據(jù)線上就可以輸出要讀出的內(nèi)容。 8 位，其管角如圖 312所示。東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)硬件 13 在 MCS－ 51單片機(jī)系統(tǒng)中 ,經(jīng)常采用 74LS373作為地址鎖存器使用 ,其連接方法如圖311 所示。 74LS244 的引腳如圖 39所示。 單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展 MCS— 51 系列單片機(jī)的功能較強(qiáng)，從一定意義上說，一塊單片機(jī)就相當(dāng)于一臺(tái)單片機(jī)的功能。 5G14433 的外部連接電路，盡管 5G14433 外部連接元件很少，但為使其工作于最佳狀態(tài)，也必須注意外部電路的連接和外接元件的選擇，其實(shí)際連接電路如圖 38所示。 主要性能 CMOS 工藝制造；直接驅(qū)動(dòng) DTL/TTL/CMOS 電平；單路、 16 選 1 模擬多路轉(zhuǎn)換器；具有雙向轉(zhuǎn)換功 能；單電源供電；標(biāo)準(zhǔn) 24 引腳 DIP 封裝；功耗： ；開關(guān)接通電阻：180 歐（ typ） 。 RS是供橋電源 E的限流電 阻， RS由熱電偶的類型決定。 測量放大器的放大倍數(shù)用下面 公式計(jì)算 ?????? ????GGI RRRRRRUUG 39。微機(jī)通過控制把電路電壓送 到模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模 /數(shù)轉(zhuǎn)換，得到表示溫度的電壓數(shù)字量，再用軟件進(jìn)行標(biāo)度變換與誤差補(bǔ)償，得到測溫點(diǎn)的實(shí)際溫度值。 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 控制系統(tǒng)組成框圖如圖 31 所示。按照系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能要求，本 溫度控制系統(tǒng)采用單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用自行編寫的軟件系統(tǒng)來完成被測溫度的采集、計(jì)算，以及顯示等等功能。由于爐子的種類不同，因而所使用的燃料和加熱方法也不同，例如煤氣、天然氣、油、 電等 。 （ 1） 自動(dòng)調(diào)零功能在每次采樣前對(duì)傳感器的輸出值自動(dòng)清零，從而大大降低因控制系 統(tǒng)漂移變化造成的誤差。 工業(yè)控制中希望對(duì)原有系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)行改造，從而提高生產(chǎn)過程的自動(dòng)化水平。但由于操作者經(jīng)驗(yàn)不易精確描述，控制過程中各種信號(hào)量以及評(píng)價(jià)指標(biāo)不易定量表示，而模糊理論正是解決這一問題的有效途徑。在文獻(xiàn)中介紹了多種能提高 PID控制精度的模糊 PID 混合控制方案，例如：引入積分因子的模糊 PID 控制器；混合型模糊 PID 控制器；另外將其與其它先進(jìn)控制技術(shù)結(jié)合又有模糊自適應(yīng) PID 控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊 PID 控制等。 自整定技術(shù)可追溯到 50 年代自適應(yīng)控制處于萌芽時(shí)期， 60 年代國外有人設(shè)計(jì)了東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒論 2 一種自動(dòng)調(diào)節(jié)式的過程控制器，因其價(jià)格高、體積大、可靠性差而未能商品化。 溫度控制在熱處理工藝過程中 ,是一個(gè)非常重要的環(huán) 節(jié)。這一類設(shè)備在工廠占有相當(dāng)大的比例。 溫度控制在熱處理工藝過程中 ,是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。 并根據(jù)具體的要求本文編寫了適合本設(shè)計(jì)的軟件程序。電功率調(diào)節(jié)一般采用接觸器通斷控制、晶閘管移相觸發(fā)或通斷控制。通?？捎靡韵鹿蕉ㄐ悦枋? ? ?02 ???? tKVXdtdXT （ 11） 式中 X—— 電爐內(nèi)溫升（指爐內(nèi)溫度與室溫溫差 ) K—— 放大系數(shù) t—— 加熱時(shí)間 T—— 時(shí)間系數(shù) V—— 控制電壓 τ 0—— 純滯后時(shí)間 但在實(shí)際熱力過程中，由于被加熱金屬的導(dǎo)熱率、裝入量以及加熱溫度等因素的不同，直接影響著 K 、 T 、τ 0等參數(shù)的變化，因此電爐本身具有很大的不確定性。這樣能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整、短的整定時(shí)間、簡便的操作，改善響應(yīng)特性而推動(dòng)了自整定 PID控制技術(shù)的發(fā)展。而 PID 控制正好可以彌補(bǔ)其不足，近年來已有不少將模糊技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)結(jié)合起來設(shè)計(jì)模糊邏輯控制的先例。 自適應(yīng)控制運(yùn) 用現(xiàn)代控制理論在線辨識(shí)對(duì)象特征參數(shù)，實(shí)時(shí)改變其控制策略，使控制系統(tǒng)指標(biāo)保持在最佳范圍內(nèi)。例如，在冶金工業(yè)、化工生產(chǎn)、電力工程、機(jī)械制造和食品加工等許多領(lǐng)域中，人們都需要對(duì)各類設(shè)備如電冰箱、熱處理爐中的溫度進(jìn)行監(jiān)測和控制。 計(jì)算機(jī)技術(shù)的引入，可以為控制系統(tǒng)帶來以下一些新特點(diǎn)和新功能。在冶金、化工、建材、機(jī)械、食品、石油等各類工業(yè)中，廣泛使用著加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等，因此，溫度是工業(yè)對(duì)象中一個(gè)主要的被控參數(shù)。對(duì)其進(jìn)行測量和控制必須有嚴(yán)格的要求，故本系統(tǒng) 對(duì)溫度檢測、采樣和控制都具有嚴(yán)格的要求標(biāo)準(zhǔn)。東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)硬件 7 第 3 章 系統(tǒng)硬件和電路設(shè)計(jì) 引言 電爐是熱處理生產(chǎn)中 應(yīng)用最廣的加熱設(shè)備，其本身是一個(gè)較為復(fù)雜的被控對(duì)象，雖然可用以下模型定性描述它 ? ? 1?? ?TsKesG s? （ 31） 式中 K －－放大系數(shù) T －－時(shí)間系數(shù) τ－－純滯后時(shí)間 但在實(shí)際熱力過程中，由于實(shí)際工況的復(fù)雜性 (加工工件的材質(zhì)、初溫、升溫、幅度規(guī)格、裝爐量以及電氣環(huán)境等因素 )，使得上述數(shù)學(xué)模型偏離實(shí)際情況相當(dāng)嚴(yán)重，本文將在具有在線自調(diào)整功能模糊自整定 PID 控制器基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一個(gè)爐溫控制系統(tǒng)，以期較理想地解決被加熱物件透燒過程的測量與控制。 圖 32 溫度數(shù)字檢測的一般結(jié)構(gòu) 溫度傳感器 溫度傳感器將測溫點(diǎn)的溫度變換為模擬電壓，其值一般為 mV 級(jí)，需要放大為滿足模 /數(shù)轉(zhuǎn)換要求的電壓值。差動(dòng)放大器 A3為后級(jí) ,它不僅切斷共模干擾的傳輸 ,還將雙端輸入方式變換成單端輸出方式 ,適應(yīng)對(duì)地負(fù)載的需要。取 ???? 1321 RRR ，用錳銅線繞成； RCu是用銅導(dǎo)線繞制成的補(bǔ)償電阻。當(dāng)禁止時(shí)， inh=1，這時(shí)所有的雙向開關(guān)均不接通，在公共端呈現(xiàn)高阻抗。 5G14433 與國外型號(hào) MC14433 兼容。實(shí)際電路中一般取 Rc=300KΩ 。在控制端 G有效時(shí)（ G 為低電平），由 DIR 端控制驅(qū)動(dòng)方向； DIR 為“ 1”時(shí)方向從左到右（輸出允許）， DIR為“ 0”時(shí)方向從右到左（輸入允許）。當(dāng) OE＝ 1時(shí) ,三態(tài)門關(guān)閉 ,輸出呈高阻。 EPROM2764 簡介 3． 2764 的引腳 自從 EPROM276 芯片被逐漸淘汰后，目前比較廣泛采用的是 2764 芯片為雙列直插式28引腳的標(biāo)準(zhǔn)芯片，容量為 8K179。 4． 2764 的工作時(shí)序東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)硬件 14 5． 2764 在使用時(shí)，只能將其所存儲(chǔ)的內(nèi)容讀出，其過程與 RAM 的讀出十分類似。 （ 2）編程： EPROM 的編程有兩種方式：標(biāo)準(zhǔn)編程和靈巧編程。另一方面，編程脈沖愈寬，芯片功耗愈大，芯片愈容易損壞。雙極型的特點(diǎn)恰好相反。 靜態(tài) RAM6264 簡介 6264 是 8K179。 179。 179。把 A口、 B 口、 C口均初始化為輸入方式。 IO/M： RAM 和 I/O 接口選擇端。 ALE：地址鎖存允許信號(hào)端。 TIME OUT：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器矩形脈沖或方波輸出端（取決于工作方式）。 當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行不正常時(shí)， 8031 不能給定時(shí)器送去觸發(fā)脈沖， NE555 中的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器就輸出脈寬大于 4us 的負(fù)脈沖，經(jīng) F6 反相后加至 8031 的復(fù)位端，使系統(tǒng)能可靠地復(fù)位，迅速恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。為了保證應(yīng)用系統(tǒng)可靠地復(fù)位，在設(shè)計(jì)復(fù)位電路時(shí)，通常使 RST 引腳保持 10ms以上的高電平。179。而時(shí)序所研究的則是指令執(zhí)行中各信號(hào)之間的相互時(shí)間關(guān)系。如圖 324 所示。對(duì)于多位 LED 數(shù)碼顯示器，通常采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方法，即逐個(gè)地循環(huán)地點(diǎn)亮各位顯示器。（注意：使用 OC 門 7406 或 7407 時(shí)要加上拉電阻） C口作為輸出口（位控口），以 PC0～ PC5 輸出位控信號(hào)。 10 個(gè)按鍵盤分別為 SET：恒溫設(shè)置鍵； SETUP：升溫速率設(shè)置鍵； SETDN；降溫速率設(shè)置鍵； SETTM：恒溫時(shí)設(shè)置鍵盤； CHN：通道選擇鍵； SUM：增一鍵； RL：右移鍵， ENTER：回車鍵盤； DTS：顯示鍵。 /176。 隔離放大器的設(shè)計(jì) 電子電路抗干擾設(shè)計(jì)的有效方法是利用光電隔離。 可控硅調(diào)功控溫 可控硅調(diào)功控溫具有不沖擊電網(wǎng)，對(duì)用電設(shè)備不產(chǎn)生干擾等優(yōu)點(diǎn)，是一種應(yīng)用廣泛的控溫方式。然而，傳統(tǒng)的可控硅過零觸發(fā)調(diào)功器由同步脈沖產(chǎn)生電路、檢零電路、隔離電路組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，降低了可靠性，而且采用分立元件，器件的離散性和溫漂嚴(yán)重影響調(diào)功器控制精度及使用東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)硬件 27 壽命。據(jù)文獻(xiàn)專門介紹 :采用移相觸發(fā)的可控硅交流調(diào)功裝置，往往在可控硅導(dǎo)通的瞬間使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)畸變，當(dāng)控制角為 90176。運(yùn)放 A5(uA741)接成跟隨器形式，以提高電路的負(fù)載能力。東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)硬件 25 圖 328 數(shù)模轉(zhuǎn)換接口電路 DAC7521 從 8031 的 8 位數(shù)據(jù)線上獲取 12 位的數(shù)據(jù)必須分兩次進(jìn)行。故每度所需的移相電壓 ? ?mVVU P 7 010 ???? （ 33） 控制 176。 如果單片機(jī)本身的口線已被占用的話，則可以通過外擴(kuò) I/O 接口芯片來構(gòu)成鍵盤借口電路，較常用的是 815 8255A 等接口芯片，圖 326 是采用 8155 接口芯片構(gòu)成 2*6鍵盤的接口電路，其中 B口為輸入，作為行線； C 口為輸出，作為 列線。東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)硬件 23 圖 325 6 位 LED 數(shù)碼顯示器接口的電路 圖 325 是使用 8155 作為 6 位 LED 數(shù)碼顯示器接口的電路，其中 8155 的 A口為輸出口（段控口），用以輸 出 8位顯示段碼（包括小數(shù)點(diǎn)）。如圖 324 所示 。在由多片單片機(jī)組成的系統(tǒng)中，為了各單片機(jī)之間時(shí)鐘信號(hào)的同步，還引人公用外部脈沖信號(hào)作為各單片機(jī)的振蕩脈沖。179。 7． 復(fù)位操作除了把 PC 初始 化為 0000H 之外，還對(duì)一些特殊功能寄存器（專用寄存器）有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)見表 32。 圖 322 報(bào)警電路 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)工作時(shí)，除了進(jìn)入系統(tǒng)正常的初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需要按復(fù)位鍵以重新啟動(dòng)。命令字每位的定義如下所示： AINTR： A口中斷請(qǐng)求信號(hào) ABF： B 口緩沖器信號(hào) ASTB： A口選通信號(hào) BINTR： B口中斷請(qǐng)求信號(hào) BBF： B 口緩沖滿信號(hào) BSTB： B口選通信號(hào) 8155 的狀態(tài)寄存器口地址和命令寄存器相同。 PA7～ PB0： B口通用輸入 /輸出線。低電平有效。其地址碼可以是 8155 中 RAM 單元地址或 I/O 地址。 179。 179。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展舉例 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展與程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展相類似，不同之處主要在與控制信號(hào) 的接法不一樣，不用 PSEN 信號(hào)，而用 RD 和 WR信號(hào)，且直接與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的 OE 端和 WE端相連即可。而動(dòng)態(tài) RAM 使用的是動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元，需要不斷進(jìn)行刷新以便周期性地再生，才能保存信息。它與 ROM 不同，對(duì) RAM 可以進(jìn)行讀、寫兩種操作。這樣就將 1個(gè)字節(jié)的數(shù)居寫到了相應(yīng)的地址單元中。