基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-07-17 12:43 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 樣電阻上的電壓不等于零，直接經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量也不等于零，所以單片機(jī)不能直接利用，這樣利用穩(wěn)壓管產(chǎn)生一個(gè)精確基準(zhǔn)電壓Vref 與R3。RW1構(gòu)成的可調(diào)分壓電路，通過(guò)調(diào)節(jié)RW1 可以獲得精確的Vx=(Rx/RW1)Vref，該值可用于抵消4mA電流在取樣電阻上產(chǎn)生的壓降，所以當(dāng)溫度傳感器為最小值4mA 時(shí)，A1的2 腳與3 腳之間的電壓差基本為0V。與A1 相連的CRRR5 構(gòu)成帶有積分校正的放大電路，積分校正會(huì)增加系統(tǒng)的慣性，對(duì)變化較快的信號(hào)起阻尼作用。通過(guò)適當(dāng)調(diào)整電阻就可以獲得理想的比例增益，再將經(jīng)過(guò)處理的溫度傳感器感測(cè)到的電信號(hào)VT 放大后，送入下一級(jí)的差值放大電路的負(fù)相端。系統(tǒng)的爐溫工藝曲線(xiàn)經(jīng)分段換算后轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電壓數(shù)據(jù)，再經(jīng)過(guò)進(jìn)制轉(zhuǎn)換后存入E2PROM中。當(dāng)系統(tǒng)投入運(yùn)行后，為了實(shí)現(xiàn)誤差測(cè)量，單片機(jī)依據(jù)時(shí)鐘定時(shí)器，按一定的時(shí)間間隔將數(shù)據(jù)通過(guò)總線(xiàn)傳至DAC0832 的數(shù)據(jù)寄存器，經(jīng)D/A 轉(zhuǎn)換后的模擬電壓VTS，從運(yùn)放A2 送入由ARRR8 和R9 構(gòu)成的差值檢測(cè)放大電路的正相端，與經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的采樣電壓值VT 作差，得到的差值△VT放大后送入A/D轉(zhuǎn)換器0809。另外，變送器由毫伏變送器和電流/電壓變送器組成：；電流/電壓變送器用于把毫伏變送器輸出的010MA電流變換成05V范圍的電壓。為了提高精度，變送器可以進(jìn)行零點(diǎn)遷移。例如：若溫度測(cè)量范圍為400℃～1000℃，,毫伏變送器零點(diǎn)遷移后輸出010mV范圍電流。這樣，采用8位A/。 8155接口電路 8155簡(jiǎn)介8155是Intel公司研制的通用I/O接口芯片。MCS51和8155相連不僅可為外部設(shè)備提供兩個(gè)8位I/O端口（A口和B口）和一個(gè)6位（C口），而且也可為CPU提供一個(gè)256字節(jié)RAM存儲(chǔ)器和一個(gè)14位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，所以8155廣泛用于MCS51系統(tǒng)中。MCS51單片機(jī)可以和8155直接連接而不需要任何外加邏輯器件，就可為系統(tǒng)增加256個(gè)字節(jié)片外RAM、22位I/O口線(xiàn)以及一個(gè)14位定時(shí)器。P0口輸出的低8位地址不必再另加鎖存器，可直接與8155的AD0AD7相連，既可作低8位地址總線(xiàn)，又可作數(shù)據(jù)總線(xiàn)。從P0口傳送過(guò)來(lái)的地址信息在ALE的作用下在8155內(nèi)部被鎖存。高8位地址由及IO/的地址控制線(xiàn)決定，因此在圖中的連接狀態(tài)下，可以確定各個(gè)端口的地址：RAM的地址范圍：FC00H~FCFFH命令/狀態(tài)口： FD00H； PA口： FD01H；PB口： FD02H； PC口： FD03H；定時(shí)器低8位： FD04H； 定時(shí)器高8位：FD05H 8155的RAM和I/O口地址編碼8155在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中是16位地址數(shù)據(jù)，其高8位由片選線(xiàn)提供，而低8位地址為片內(nèi)地址。當(dāng)IOM/=0時(shí)，單片機(jī)對(duì)8155內(nèi)RAM讀/寫(xiě)，RAM低8位編址為00~FFH；當(dāng)IO/M=1時(shí)，單片機(jī)對(duì)8155中的I/O口進(jìn)行讀/寫(xiě)。 A/D轉(zhuǎn)換電路ADC0809是一個(gè)典型的A/D轉(zhuǎn)換芯片，為逐次逼近式8位CMOS型A/D轉(zhuǎn)換器，片內(nèi)有8路模擬選通開(kāi)關(guān)、三態(tài)輸出鎖存器以及相應(yīng)的通道地址鎖存與譯碼電路。ADC0809 可處理8 路模擬量輸入， 且有三態(tài)輸出能力， 既可與各種微處理器相連， 也可單獨(dú)工作。輸入輸出與TTL 兼容。8 路8 位A／D 轉(zhuǎn)換器， 即分辨率8 位。具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs， 單個(gè)＋5V 電源供電， 模擬輸入電壓范圍0～＋5V， 不需零點(diǎn)和滿(mǎn)刻度校準(zhǔn)。首先輸入3 位地址， 并使ALE＝1， 將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8 路模擬輸入之一到比較器。START 上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動(dòng)A／D轉(zhuǎn)換， 之后EOC 輸出信號(hào)變低， 指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到A／D 轉(zhuǎn)換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖剑?指示A／D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器， 這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。當(dāng)OE 輸入高電平時(shí)， 輸出三態(tài)門(mén)打開(kāi)， 轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線(xiàn)上。A/D轉(zhuǎn)換是把從熱電偶接收到的溫度模擬量轉(zhuǎn)換成溫度數(shù)字量輸送到單片機(jī)里，以便可以用單片機(jī)進(jìn)行控制。 （1）IN7~IN0：8條模擬量輸入通道 （2）地址輸入和控制線(xiàn)：4條 （3）數(shù)字量輸出及控制線(xiàn)：11條 （4）電源線(xiàn)及其他：5條 輸入為8個(gè)可選通的模擬量IN0IN7。至于ADC轉(zhuǎn)換器接收哪一路輸入信號(hào)由地址A、B、C控制的8路模擬開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)。 同一時(shí)刻，ADC0809只接收一路模擬量輸入，不同時(shí)刻對(duì)8路模擬量進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。 0809與8031的連接 0809與8031的連接 可控硅控制電路 可控硅功輸出與通斷時(shí)間關(guān)系8031對(duì)溫度的控制是通過(guò)可控硅調(diào)控器實(shí)現(xiàn)的。雙向可控硅管和加熱絲串聯(lián)接在交流220V，50Hz交流試點(diǎn)回路。在給定的周期T內(nèi)，8031只要改變可控硅管的接通時(shí)間便可改變加熱絲功率，以達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。顯然，可控硅在給定周期T的100%時(shí)間內(nèi)接通的功率最大?？煽毓杞油〞r(shí)間可以通過(guò)可控硅控制板上控制脈沖控制。，受過(guò)零同步脈沖后經(jīng)光偶管和驅(qū)動(dòng)器輸送到可控硅的控制極上。偏差控制的原理是先求出史冊(cè)爐溫對(duì)所需爐溫的偏差值，然后對(duì)偏差值處理而獲得控制信號(hào)去調(diào)節(jié)電阻爐的功率，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電阻爐的爐溫控制。 在工業(yè)上，偏差控制又稱(chēng)為PID控制，這是工業(yè)控制中常用的控制形式，一般能收到令人滿(mǎn)意的效果?？刂普摳嬖V人們， PID控制的理想方程是： （）式中e— 測(cè)量值與給定值之間的偏差。TD— 微分時(shí)間:T 積分時(shí)間。 （）KP— 調(diào)節(jié)器的放大系數(shù).將上式離散化得到數(shù)字PID位置式算法式中在位置式算法
數(shù)學(xué)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1