【正文】 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。利用集成溫度傳感器 AD590測量冷端溫度，進行冷端溫度補償。但是在設計研發(fā)的過程中單片機的設計及一般的溫 度控制器設計都是需要現(xiàn)實的硬件系統(tǒng)的搭接，這種設計研發(fā)有很多的弊端。 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、線性化標度變換、 PID運算。（ 3）操作性強。 ? VCC： 電源端，接 +5V電壓。 大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?CPLD和 FPGA是當今應用最廣泛的兩類可編程專用集成電路（ ASIC）。其中常用的設計輸入方法有：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)建文本設計文件（ .vhd） 。 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 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)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（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的基本應用電路及輸出電流值 圖 AD590 基本應用電路圖 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，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。所謂絕對誤差，是指對應于一個給定的數(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)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文） 12 圖 ADC0809內(nèi)部原理結構 這種器件無須進行零位和滿量程調(diào)整。當此信號有效時，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。 INH=‘ 1’，即 INH=VDD 時，所有的 通道都斷開禁止模擬量輸入；當 INH=‘ 0’，即INH=VSS時，通道接通，允許模擬量輸入。在看門狗定時器預置的時間內(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復位。 看門狗電路一般有軟件看門狗和硬件看門狗兩種。所以對過程控制是比較理想的器件。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?shù)臄?shù)字量等值。在 A/D 轉(zhuǎn)換器內(nèi)部有一個高阻抗斬波比較器，一個帶模擬開關樹組的 256 電阻分壓器，以及一個逐次逼近型寄存器。首先從系統(tǒng)級功能設計開始，對系統(tǒng)高層模塊進行行為描述和功能仿真。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。 ? EA： =0，單片機只訪問內(nèi)部程序存儲器。 ? 4KB ROM 程序存儲器。這些新的技術使儀器的構成得以開放，消除第一階段內(nèi)在的有用戶定義和供應商定以和供應商定義儀器功能的區(qū)別。從 EDA技術的綜合應用系統(tǒng)的最終主要硬件結構層來分，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技術的綜合應用系統(tǒng)的完善層次來分 ： EDA綜合系統(tǒng) 主體電路的設計 — 仿真及硬件驗證；主體電路的設計 — 仿真硬件驗證 系統(tǒng)外圍電路的 PCB的設計與制作；主體電路的設計 — 仿真及硬件驗證 — 系統(tǒng)整體電路 PCB的設計與、制作及系統(tǒng)的組裝調(diào)試。 Temperature control。本設計系統(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。 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為理想選擇，溫度控制器可采用儀表、 PLC、微型機等。 智能溫度控制器的功能 計算機與測量控制儀器的結合產(chǎn)生了智能控制儀器。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文） 4 第二章 硬件設計 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、通訊設備、信息處理、家用電器等嵌入式應用領域中獨占熬頭。 ? 1 個可編程的全雙工串型接口。 ? ：高八位地址總線動態(tài)端口。 5） .支持多種硬件描述語言，包括 VHDL、 Verilog HDL、 AHDL語言。 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。通常用數(shù)字量的位數(shù)來表示，如 8位、 10 位、 12 位等。當 START 為高電平時， A/D 轉(zhuǎn)換 開始； 3） EOC：轉(zhuǎn)換結束信號。 CD4052的特 點 1） 采用標準的雙列直插式結構，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） 可采用正或負雙極性輸入； 5） 轉(zhuǎn)換速度快，導通和關斷時間在 1μ s左右，有的甚至更快； 6） 壽命長無機械磨損。 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。 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)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文） 17 X25045 簡介 X25045是美國 Xicor 公司的生產(chǎn)的標準化 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。即完成一到多的轉(zhuǎn)換?？梢钥闯?ADC0809的引腳功能如下所述。 AD0809的主要性能指標： （ 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。有良好的可讀性，他可以被計算機接受，也容易被讀者理解。 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計負擔。 ? ：數(shù)據(jù) /地址低八位復用總線端口。 ? 32 條可編程的 I/O 線（ 4個 8位并行 I/O接口）。許多行業(yè)標準在硬件和軟件領域產(chǎn)生，發(fā)展到這一階段，人們認識到了 VI 軟件框架才是數(shù)據(jù)采集和儀器控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動化的關鍵。測試儀器的智能化是現(xiàn)代儀器儀表發(fā)展的主流方向。像廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應爐等 ，對工件的處理溫度要 求嚴格控制，計算機溫度控制系統(tǒng)使溫度控制指標 得到了大幅度提高。 內(nèi)蒙古科技大學 本科生畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文） 題 目：智能溫度控制器 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（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 和單片機相結合，構成整個系統(tǒng)的測控主體。 FPGA/CPLD內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（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 ............................................................................................. 2 第二章 硬件設計 ...................................................................................................................... 4 智能溫度控制器原理框圖 ......................................................................................... 4 單片機 AT89C51 及 FPGA/CPLD 簡介 ......................................................................... 4 單片機 AT89C51 簡介 ...................................................................................... 4 AT89C51 概述 ................................................................................................... 4 單片機管腳圖及管腳功能 .............................................................................. 5 FPGA/CPLD 簡介 ............................................................................................... 6 MAX+PLUSⅡ簡介 .............................................................................................. 6 VHDL 語言簡介 ................................................................................................. 7 放大器 三運放 ........................................................................................................... 8 儀表放大器的概述 .......................................................................................... 8 儀表放大基本電路圖 ...................................................................................... 8 溫度補償器件 AD590 ...............................................