【正文】 影響喚醒后的正常工作。 由以上對(duì)單片機(jī)的介紹可以看出， PIC單片機(jī)性能高，并且自身帶有 10位多通道 A/D轉(zhuǎn)換器，在溫度檢測(cè)信號(hào)后就不需要設(shè)計(jì)專門電路來進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換，所以應(yīng)用電路比較簡(jiǎn)單，因此在本設(shè)計(jì)中就選用了 PIC16F877單片機(jī)。 % 8MHz Murata Erie 177。表 38 為狀態(tài)寄存器 STATUS中 TO 和 PD 位在不同復(fù)位方式下的不同的值，在軟件中可以利用這些位來確定發(fā)生復(fù)位的方式。 光電耦合隔離放大電 路 由于現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾特別大， 工作環(huán)境比較惡劣 ， 如果要使溫控器在此環(huán)境中能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，就必須解決溫控器的抗干擾問題，否則將導(dǎo)致控制誤差加大，甚至造成巨大的損失。 普通的光耦在數(shù)字隔離電路或數(shù)據(jù)傳輸電路中常常用到，如 UART 協(xié)議的 20mA 電流環(huán)。 采用 HCNR200/201 進(jìn)行隔離的一些指標(biāo)如下所示： * 線性度： HCNR200： %， HCNR201： %； * 線性系數(shù) K3： HCNR200： 15%， HCNR201： 5%； * 溫度系數(shù)： 65ppm/℃； * 隔離電壓： 1414V； * 信號(hào)帶寬：直流到大于 1MHz。 經(jīng)過線形光耦的隔離可以很好地抑制現(xiàn)場(chǎng)的各種干擾，達(dá)到了系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的技術(shù)指標(biāo)。 主要特性： ⑴ 獨(dú)立的 LED段碼控制 ⑵ BCD 譯碼與段碼兩種模式選擇 ⑶ 150μ A的低功耗關(guān)閉模式（數(shù)據(jù) 保留） ⑷ 數(shù)字化的光亮控制 ⑸ 驅(qū)動(dòng)共陰極 LED 顯示 ⑹ 24管腳封裝 MAX7219和單片機(jī)連接有三條 引線（ DIN、 CLK、 LOAD）采用 16位數(shù)據(jù)串行移位接收方式。當(dāng)過壓時(shí)，過壓信號(hào)經(jīng)過光電隔離送入主控室的單片機(jī)，單片機(jī)接到低電平信號(hào)，立即做出響應(yīng)， 發(fā)光二極管點(diǎn)亮， 將接在相應(yīng)端口的風(fēng)機(jī)組切除。只需要一個(gè)外部電阻，就可以正確的驅(qū)動(dòng)所有 LED的段地址。 另外，由于工作在深度負(fù)反饋狀態(tài)的運(yùn)放滿足虛短特性，因此，考慮 IPD1 的限制，R2的確定可以根據(jù)所需要的放大倍數(shù)確定，例如如果不需要方法，只需將 R2=R1 即可。輸入信號(hào)經(jīng)過電壓 電流轉(zhuǎn)化，電壓的變化體現(xiàn)在電流 IF 上， IPD1 和 IPD2 基本與 IF成線性關(guān)系，線性系數(shù)分別記為 K1和 K2,即 K1 與 K2一般很?。?HCNR200 是 %），并且隨溫度變化較大（ HCNR200 的變化范圍在 %到 %之間），但芯片的設(shè)計(jì)使得 K1 和 K2相等。 （ 2）光電耦合器的輸入回路與輸出會(huì)之間沒有電氣聯(lián)系，也沒有共地，之間的分布電容極小，而絕緣電阻又很大，因而回路一側(cè)的各種干擾噪聲 都很難通過光電耦合器饋送到另一側(cè)去，避免了共阻抗耦合的干擾信號(hào)的產(chǎn)生。在圖32中， R1=R2=R4=R5=R6=1KΩ ,R3 =10KΩ ,R7=100Ω。 有些寄存器的值不受任何一種復(fù)位操作的影響，當(dāng)芯片上電復(fù)位時(shí)，它們的值是不確定的，并在其他形式的復(fù)位后其值保持不變。 （ 3） RF 隨石英選擇不同而變。 單片機(jī)有 寬范圍的工作電壓： ～ ，最大拉電流 /灌電流可達(dá) 25mA，一般符合商用級(jí)和工業(yè)級(jí)的工作溫度范圍。 第三章 硬件電路設(shè)計(jì) 第一節(jié) 單片機(jī)的選型 硬件電路是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心，而單片機(jī)又是硬件電路的核 心，所以單片機(jī)的選擇顯得至關(guān)重要。 根據(jù)上面對(duì)三個(gè)設(shè)計(jì)方案的說明比較可以看出，方案一 具有較好的抗干擾性，可擴(kuò)展，經(jīng)濟(jì)性較好，而且采用無線通訊， 具有較高的性價(jià)比。占用了較多的 I/O 口，使系統(tǒng)的可擴(kuò)展 性受到了一定的限制 [7]。AD590 的工作電壓為 +4— +30V、測(cè)溫范圍是 +55— +150℃，對(duì)應(yīng)于熱力學(xué)溫度 T 每變化1K，輸出電流就變化 1μ A。 微控制器使用 3個(gè)輸出引腳用于接口（ PDATA、 PCLK、 PALE），與 PDATA 相連的引腳必須是雙向引腳，用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。 （四）通訊電路設(shè)計(jì) 通信電路采用無線通信芯片來完成。 （一）溫度檢測(cè)電路的設(shè)計(jì) 溫度檢測(cè)采用由 DALLAS 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的智能集成溫度傳感器 DS18B20 型單線智能溫度傳感器 ,屬于新一代適配微處理器的智能溫度傳感器 ,可廣泛用于工業(yè)、民用 、軍事等領(lǐng)域的溫度測(cè)量及控制儀器、測(cè)控系統(tǒng)和大型設(shè)備中。在芯片內(nèi)部集成了一個(gè) BCD 譯碼 器，段地址和位地址驅(qū)動(dòng)以及一個(gè) 8? 8 位的靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。這種方式對(duì)風(fēng)機(jī)的控制只能由人工完成，風(fēng)機(jī)同時(shí)全部投入，同時(shí)全部停止，啟動(dòng)時(shí)沖擊電流很大，會(huì)對(duì)器件造成損傷。 設(shè)計(jì)主要完成的工作。且由于無法和控制室聯(lián)系，所以無法實(shí)現(xiàn)變壓器的無人控制，增加了運(yùn)行成本。 電力變壓器是電力系統(tǒng)運(yùn)行的核心設(shè)備之一，因此，電力變壓器安全可靠的運(yùn)行是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的根本保障。系統(tǒng)整體具有測(cè)溫誤差 小、分辨力高、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，所有器件的選擇均滿足工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并適合高溫環(huán)境。 （ 3）在自動(dòng)方式運(yùn)行下，當(dāng)變壓器油溫超過上限時(shí)，風(fēng)機(jī)全部投入；當(dāng)溫度低于工藝下限時(shí)，風(fēng)機(jī)全部停止；當(dāng)溫度由高下降到上限和下限的中間值時(shí)，只投入 3 組風(fēng)機(jī)；在投入 3 組風(fēng)機(jī)的狀態(tài)，先運(yùn)行的 3 組風(fēng)機(jī)運(yùn)行 1小時(shí)后（這三組風(fēng)機(jī)在變壓器周圍間隔安裝），自動(dòng)切換到另外 3 組（這三組風(fēng)機(jī)也在變壓器周圍間隔安裝）， 1 小時(shí)后又切換到原來的 3 組，如此交替運(yùn)行，既延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的使用壽命，又能使變壓器均勻降溫。 顯示電路采用 MAX7219，其只需要三根線就可控制八個(gè)數(shù)碼管，特別適用于需要 I/O 口較多的系統(tǒng)。 溫度控制器 系統(tǒng)框圖如圖 22 所示。溫度傳感器完成對(duì)溫度的測(cè)量，溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH和 TL以及配置寄存器的設(shè)置值均以一個(gè) 字節(jié)的形式存儲(chǔ)在 EEPROM 中，使用一個(gè)存儲(chǔ)功能命令可對(duì)其寫入。在 10MHz 的 PCLK 頻率工作下，完成整個(gè)配置所需時(shí)間少于 60μs 。該產(chǎn)品有 3 種封裝形式； TO52封陶瓷封裝（測(cè)溫范圍是 55— +150℃）。另外 RS485 實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)互聯(lián)，最多可達(dá) 256臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和 256臺(tái)接收器，非常便于多器件的連接。此方案具有很高的可靠性，液晶具有很多優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)漢字的顯示等，但設(shè)計(jì)中要求在較遠(yuǎn)的距離就可以觀察到溫度值，所以這里采用液晶不能滿足要求。nRF401 是一個(gè) 433 MHz 工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)用頻段設(shè)計(jì)的真正單片無線收發(fā)芯片 ,它采用頻 移鍵控調(diào)制技術(shù)。工作速度： DC～ 20MHz 時(shí)鐘輸入， DC～ 200ns指令周期。兩個(gè)捕捉 /比較 /脈寬調(diào)制（ PWM）模塊。 PIC16F87X 系列芯片的振蕩器設(shè)計(jì)要求使用以平行方法切割的晶體 ,給出的頻率才能在晶體制造廠家特性的范圍之內(nèi) 。 50 610? 4MHz ESC ESC40201 177。目前，國(guó)際上新型溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式，從集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向飛速發(fā)展 [7]。 三極管型光電耦合器由發(fā)光二極管和光敏三極管構(gòu)成，發(fā)光器件為發(fā)光二極管，光檢測(cè)器為光敏三極管。 模擬信號(hào)隔離的一個(gè)比較好的選擇是使 用線形光耦。根據(jù)光耦的特性， 即 11/PFK I I? (4) 將和的表達(dá)式代入上式，可得： (5) 上式經(jīng)變形可得到： 將的表達(dá)式代入（ 3）式可得 ： 考慮到 G 特別大，則可以做以下近似： 這樣，輸出與輸入電壓的關(guān)系如下： 可見，在上述電路中，輸出和輸入成正比，并且比例系數(shù)只由 K3和 R R2確定 ， 一般選 R1=R2，達(dá)到只隔離不放大的目的。 1 2 3 4 5 6 7 8ABCD87654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i onS i z eA3D a t e : 1 5 J un 2 00 9 S he e t o f F i l e : G : \趙承翡原理圖 .d db D r a w n B y :R C 0 / T 1O S O / T 1C K I15R C 1 / T 1O S I / C C P 216R C 2 / C C P 117R C 3 / S C K / S C L18R C 4 / S D I / S D A23R C 5 / S D O24R C 6 / T X / C K25R C 7 / R X / D T26R D 0 / P S P 019R D 1 / P S P 120R D 2 / P S P 221R D 3 / P S P 322R D 4 / P S P 427R D 5 / P S P 528R D 6 / P S P 629R D 7 / P S P 730R E 2 / C S / A N 710V dd32V s s31O S C 2/ C L K O U T14M C L R / V P P1R A 0 / A N 02R A 1 / A N 13R A 2 / A N 2 / V r e f 4R A 3 / A N 3 / V r e f +5R A 4 / T 0C K I6R A 5 / A N 4 / S S7R B 0 / I N T33R B 134R B 235R B 3 / P G M36R B 437R B 538R B 6 / P G C39R B 7 / P G D40R E 0 / R D / A N 58R E 1 / W R / A N 69V dd11V s s12O S C 1/ C L K I N13P I C 1 6F 8 77 （主）N 134 M H ZX T A L 11 0u FC 281 0u FC 270 .1 u FC 293 0pC 303 0pC 31+ 5V B+ 5V B1 0KR 201 0KR 231 0KR 211 0KR 221KR 151KR 161KR 171KR 181 0KR 19V D 2 S B 5S B 4 S B 3 S B 2 S B 1S G N DS G N DS G N D S G N DS G N DS G N D 圖 313 按鍵輸入電路圖 顯示電路部分設(shè)計(jì) 由于要對(duì)變壓器的油溫進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，所以顯示電路的穩(wěn)定 性就十分重要。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12ABCD121110987654321DCBAD O U T24S E G D P22S E G G17S E G F15S E G E21S E G D23S E G C20S E G B16S E G A14I S E T18V+19C L O C K13D I N1D I G 02D I G 111D I G 26D I G 37D I G 43D I G 510D I G 65D I G 78L O A D12G N D4G N D9N 14M A X 7 21 9 （主）abfcgdeD P Y1234567abcdefg8 dpdpN 19abfcgdeD P Y1234567abcdefg8 dpdpN 183 3KR 25+ 5VabfcgdeD P Y1234567abcdefg8 dpdpN 20CL KLO ADRC 2 圖 315 數(shù)碼管接口電路圖 根據(jù)本設(shè)計(jì)的溫度精度要求，用了 3個(gè)數(shù)碼管顯示溫度大小，由 MAX7219驅(qū)動(dòng)的 3個(gè)七段數(shù)碼管的接口電路如圖 38所示。 為了能保證系統(tǒng)正常工作，需要對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，設(shè)計(jì)中為了方便的看到系統(tǒng)狀態(tài)，設(shè)置了三套監(jiān)測(cè)與指示裝置，變壓器的安裝現(xiàn)場(chǎng)有一套，它是由控制風(fēng)機(jī)起停的接觸器、檢測(cè)故障的繼電器的常開或常閉觸點(diǎn)控制的。但這會(huì)占用大量的端口，且硬件電路也十分復(fù)雜。 運(yùn)放可以是單電源供電或正負(fù)電源供電，上面給出的是單電源供電的例子。這樣，雖然兩個(gè)光接受電路都是非線性的，但兩個(gè)光接受電路的非線性特性都是一樣的，這樣，就可以通過反饋通路的非線性來抵消直通通路的非線性，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)線性隔離的目的。若基極有引出線，則可滿足溫度補(bǔ)償檢測(cè)調(diào)制要求?；阢K電阻的電橋型溫度檢測(cè)電路具有精度高、性能穩(wěn)定、調(diào)試容易、對(duì)器件要求不高、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn) [3]。 30 610? 20MHz Epson CA