【正文】 圖21 電阻爐溫度控制系統(tǒng)原理框圖 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇論證ADS8412是德州儀器公司推出的一款2Msps采樣速率的16位逐次逼近（SAR）模數(shù)轉(zhuǎn)換器。6V及177。它是當(dāng)前最簡單的一種高精度V/F轉(zhuǎn)換器。它們具有電阻溫度系數(shù)大、線性好、性能穩(wěn)定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點(diǎn)，多用于檢測精度要求比較高的場合，測量溫度在200～+500℃之間。由于本次設(shè)計(jì)的測溫環(huán)境在600～1000℃之間，所以選擇鎳鎘鎳硅（K型）熱電偶溫度傳感器。由于本次設(shè)計(jì)使用的是AT90C2051單片機(jī)，只有20個(gè)引腳，但2864A的擴(kuò)展方式需要與74LS373配合使用且占用17個(gè)引腳，大量占用了單片機(jī)的引腳資源，所以不被采用。平時(shí)無按鍵動(dòng)作時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下時(shí)，行線電平狀態(tài)將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)只涉及四個(gè)按鍵，所以選擇獨(dú)立式按鍵。綜上所述，本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用雙向?qū)ňчl管對(duì)溫度進(jìn)行控制。LED動(dòng)態(tài)顯示掃描方式是將所有位的LED段選線相應(yīng)段并聯(lián)在一起，由1個(gè)8位I/O口控制，形成段選線的多路復(fù)用，這樣可以將電路簡化，各位的共陰極或共陽極分別由相應(yīng)的I/O口控制，從而實(shí)現(xiàn)各位的分時(shí)選通。根據(jù)以上兩個(gè)方面考慮，本設(shè)計(jì)選用MCS51系列的單片機(jī)AT89C2051，其優(yōu)點(diǎn)在于：（1）片內(nèi)含有2K字節(jié)的Flash程序存儲(chǔ)器，128字節(jié)的片內(nèi)RAM；（2）允許工作時(shí)鐘為0～25MHz；（3）集成度高；（4）處理功能強(qiáng)大；（5）在市場上較為流行且性價(jià)比高。V/F轉(zhuǎn)換器具有接線簡單，價(jià)格便宜，轉(zhuǎn)換精度高等特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)使用的就是現(xiàn)在使用較為廣泛的LM331V/F轉(zhuǎn)換器。 溫度檢測電路的設(shè)計(jì)因?yàn)楸鞠到y(tǒng)要求的測溫環(huán)境在600～1000℃之間，所以選擇K型熱電偶作為測溫元件。24C01的工作環(huán)境溫度為55℃～125℃之間，標(biāo)準(zhǔn)工作環(huán)境為+5V，～，功耗為25mW，其引腳功能如下：SDA：串行數(shù)據(jù)/地址傳送；SCL：串行時(shí)鐘信號(hào)輸入；TEST：測試輸入端；NC：無連接。熄燈對(duì)應(yīng)的段碼為0FFH。 鍵盤電路的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)使用89C2051的T1口與一片移位寄存器74LS164構(gòu)成鍵盤輸入接口電路，其電路圖如圖38所示：圖28 鍵盤電路鍵盤由89C2051的串行口驅(qū)動(dòng)，T1為定時(shí)掃描計(jì)時(shí)器。如果有按鍵閉合，則檢查F1，當(dāng)F1=0時(shí)，表示仍未進(jìn)行除抖動(dòng)處理，將F1置1并中斷返回。雙向可控硅由于正、反特性曲線具有對(duì)稱性，所以它可在任意一個(gè)方向?qū)?。MOC3061特性如下：（1）觸發(fā)電流值為5～15mA；（2）；（3）峰值夾斷電壓最小值為400V。從而實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)。一階對(duì)象參數(shù)的求?。簩?duì)于一階對(duì)象的放大倍數(shù)，可由輸出穩(wěn)態(tài)值和輸入階躍信號(hào)幅值的比值球得。保溫控制方法有多種,如果采用比例控制,由于電熱元件所加功率的變化和油溫變化之間存在一段時(shí)間延遲,因此當(dāng)以溫差來控制輸出時(shí),系統(tǒng)只有在溫度與給定值相等時(shí)才停止輸出。積分作用可以提高溫度控制的靜態(tài)精度,適當(dāng)選擇積分作用,則可以在不影響動(dòng)態(tài)性能情況下提高溫度控制的精度。其位置式算法流程圖如圖52所示：圖52 PID位置式算法流程圖 數(shù)字濾波 數(shù)字濾波的介紹由于工業(yè)對(duì)象的環(huán)境比較惡劣，干擾源比較多，如環(huán)境溫度、電磁場等，當(dāng)干擾作用于模擬信號(hào)后，使A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果偏離真實(shí)值。 數(shù)字濾波的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)采用中值濾波，就是連續(xù)取樣三次，取中間值作為本次的取樣值。本次設(shè)計(jì)我通過查閱大量資料，增加了對(duì)計(jì)算機(jī)控制、PID算法控制、A/D轉(zhuǎn)換及中斷等相關(guān)專業(yè)知識(shí)的理解，提高了自己的操作能力，增長了不少見識(shí)，這些都為以后踏上工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。I[J]. 1982.[21] Culpan. Multinational Strategic[M]. The Howorth Press. 1993.[22] Roger EM. Diffusion of innovations. The Free Press. 1983附錄1：電阻式鍋爐的自動(dòng)控溫系統(tǒng)原理圖附錄2：電阻式鍋爐的自動(dòng)控溫系統(tǒng)程序清單初始化程序設(shè)計(jì)CLEAR： CLR ADEC AMOV P1,AMOV TMOD,90H ；采樣周期MOV SP,75HCLR AMOV 20H,AMOV 21H,AMOV 22H,AMOV 23H,AMOV 24H,AMOV 25H,AMOV 26H,AMOV 27H,AMOV 28H,AMOV 29H,AMOV SCON,10HMOV TMOD,01HVSDA EQU VSCL EQU SLA EQU 50HNUMBYT EQU 51HMTD EQU 30HMRD EQU 40HSLAW EQU 0A0HSLAR EQU 0A1HSETB EX0SETB EARET主程序入口和中斷程序入口INTRY： ORG 0000HAJMP STARTORG 0003HRETIORG 000BHRETIORG 0013HRETIORG 001BHRETI主程序START： LCALL CLEARMEMIOMAIN： MOV TMOD，01HMOV TH0，07HMOV TL0，0FFHSETB TR0MOV R1，071HMOV RO，4ACHLCALL FMULMOV R1，ALCALL FMULMOV R1，O1HLCALL FADDMOV 20H，R0MOV RO，00HMOV R0，071HLCALL FSQUMOV R1，BLCALL FMULMOV 21H，R0MOV RO，00HMOV RO，071HLCALL FSQUMOV RI，071HLCALL FMULMOV R1，CLCALL FMULMOV R1，020HLCALL FADDMOV R1，21HLCALL FADDMOV R1，035HLCALL FMULMOV 22H，R0MOV R0，071HLCALL DISPLAYLCALL KEYMOV R0，023HMOV R1，022HLCALL COLLECTLCALL FCMPMOV TMOD，01HLJMP INTT0MOV TL0，18HMOV TH0，0FCHSETB EASETB ET0SETB TR0INTT0：CPL MOV TL0，18HMOV TH0，0FCHRETIEND終端服務(wù)程序ORG 0200HT0INT: MOV TL0,3CH ；重置T0時(shí)間常數(shù)MOV TL0,0B0H DJNZ R7, TOR ；判1s到否?未到返回MOV R7,10 ；重置1s計(jì)數(shù)器初值LCALL TREF ；調(diào)用溫度設(shè)定值檢測子程序LCALL TADC ；調(diào)用溫度檢測子程序LCALL XSCL ；調(diào)用標(biāo)度變換子程序LCALL DISP ；調(diào)用刷新顯示子程序LCALL CONT ；調(diào)用溫度控制子程序TOR: RETI ；中段返回A/D轉(zhuǎn)換子程序CONVERT： NOP；MOV TMOD,09HMOV TL0,00HMOV TH0,00HLOOP1： NOPJB ,LOOP1SERB TR0LOOP2： NOPJNB ,LOOP2LOOP3： NOPJB ,LOOP3CLR TRPMOV B, TH0MOV A, TL0MOV TL0,00HMOV TH0,00HAJMP LOOP1鍵盤程序ORG 0000H ；復(fù)位地址 LJMP STAT ；轉(zhuǎn)初始化 ORG 00003H ；INT0中斷入口地址 LJMP PINT0 ；轉(zhuǎn)INT0中斷服務(wù)程序 ORG 0100H ；初始化程序首地址TREF: MOV SP,60H ；置堆棧指針 SETB IN0 ；置INT0為邊沿觸發(fā)方式 MOV IP,0000001B ；置INT0為高優(yōu)先級(jí)中斷MOV P0,0001111B ；SETB EA ；CPU開中SETB EX0 ；INT0開中LJMP MAIN ；轉(zhuǎn)主程序并等待有鍵按下時(shí)INT0中斷ORG 2000H ；INT0中斷服務(wù)程序首地址PINT0: PUSH Acc ；保護(hù)現(xiàn)場 PUSH PSW MOV A,P0 ；讀行線（）數(shù)據(jù) CPL A ；數(shù)據(jù)取反，“1”有效 ANL A,0FH ；屏蔽列線，保留行線數(shù)據(jù) MOV R2,A ；存行線（）數(shù)據(jù)（R2低4位） MOV P0,0F0H ；行線置低電平，列線置輸入態(tài) MOV A,P0 ；讀列線（）數(shù)據(jù) CPL A ；數(shù)據(jù)取反，“1”有效 ANL A, 0F0H ；屏蔽行線，保留列線數(shù)據(jù)（A中高4位） MOV R1,03H ；取列線編號(hào)初值 MOV R3, 03H ；置循環(huán)數(shù) CLR C PINT01: RLC A ；依次左移入C中 JC PINT02 ；C=1,該列有鍵按下，（列線編號(hào)存R1） DEC R1 ；C=0,無鍵按下，修正列編號(hào) DJNZ R3,PINT01 ；判斷循環(huán)是否結(jié)束未結(jié)束繼續(xù)尋找PINT02: MOV A,R2 ；取行線數(shù)據(jù)（低4位） MOV R2,00H ；置行線編號(hào)初值MOV R3,03H ；置循環(huán)數(shù)PINT03: RRC A ；依次右移入C中JC PINT04 ；C=1,該行有鍵按下，（行線編號(hào)存R2）INC R2 ；C=0, 無鍵按下，修正行線編號(hào)DJNZ R3,PINT03 ；判斷循環(huán)是否結(jié)束未結(jié)束繼續(xù)尋找PINT04: MOV A,R2