溫度控制器的設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2025-07-25 20:58 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 、分別為熱電阻在t℃和0℃時(shí)的電阻值。a為熱電阻的電阻溫度系數(shù)（1/℃）對(duì)于絕大多數(shù)的金屬導(dǎo)體，a并不是一個(gè)常數(shù)，而是溫度的函數(shù)，不同的金屬導(dǎo)體，a保持常數(shù)所對(duì)應(yīng)的溫度范圍不同，選作感溫元件的材料應(yīng)滿足如下要求：⑴材料的電阻溫度系數(shù)a越大，熱阻的系數(shù)大，最敏度越高，純金屬的a比合金的高，所以一般采用純金屬作熱敏電阻元件。⑵在測(cè)溫范圍內(nèi)，a保持常數(shù)，便于實(shí)現(xiàn)溫度表的線性刻度特性。⑶具有比較大的電阻率，有利于減少熱電阻的體積，減少熱慣性。⑷特性復(fù)現(xiàn)性好，容易復(fù)制。鉑的物理化學(xué)性能非常穩(wěn)定，是目前制造熱電阻的比較好的材料，有很好的穩(wěn)定性和測(cè)量精度。鉑的使用溫度范圍200℃─+600℃0─100℃的電阻溫度系數(shù)平均值（/℃）~，電阻率為（Ω）~在0℃時(shí)，鉑的電阻值=100Ω 溫度測(cè)量電路 溫度測(cè)量電路本電路主要分為兩個(gè)部分：一部分是溫度傳感，一部分是信號(hào)放大。熱敏電阻Rt隨著溫度的不同而輸出相應(yīng)的電阻值，從而在各個(gè)輸出端輸出不同的電壓值，形成一個(gè)微弱的電壓信號(hào)。這個(gè)電壓信號(hào)經(jīng)運(yùn)放放大處理后，最終輸出一個(gè)反應(yīng)溫度情況的可識(shí)別電壓信號(hào)Uo。第4章 芯片組的電路設(shè)計(jì) ADCO809與8031接口硬件電路設(shè)計(jì)ADCO809是8路輸入單片機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它采用逐位逼近式A/D轉(zhuǎn)換原理，可以直接接到微機(jī)總線接口上，不需另加I/O接口芯片，它可作為微機(jī)的I/O接口，亦可作為存儲(chǔ)單元對(duì)待，它無(wú)需進(jìn)行調(diào)零和滿量程調(diào)節(jié)，多路開(kāi)關(guān)地址輸入能夠進(jìn)行鎖存和譯碼，而且其三態(tài)TTL輸出也可鎖存。 ADC0809與8031接口電路如圖所示ADC0809與8031單片機(jī)的接口電路，=0時(shí)，選中了ADC0809（允許啟動(dòng)各通道轉(zhuǎn)換與讀取相應(yīng)的轉(zhuǎn)換結(jié)果），轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)EOC經(jīng)倒相后接至單片機(jī)的外部中斷，=0時(shí)，說(shuō)明轉(zhuǎn)換結(jié)束，我們選用0通道作為輸入，因而可以把0809視為一個(gè)地址為03F8H的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，對(duì)其寫數(shù)據(jù)時(shí)，8031的信號(hào)使ALE和START有效，將74LS373鎖存的地址低三位存入0809并啟動(dòng)ADC，當(dāng)EOC為低電平時(shí)，說(shuō)明A/D轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行，當(dāng)EOC為高電平（=0）時(shí)，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，8031可以讀入轉(zhuǎn)好的數(shù)據(jù)。[11] 8155和8031接口硬件電路設(shè)計(jì) 8155芯片的結(jié)構(gòu)8155芯片是一種多功能的可編程常用外圍接口芯片，它具有三個(gè)可編程I/O端口（A口和B口是8位C口是6位）一個(gè)可編程14位定時(shí)計(jì)數(shù)器和256字節(jié)的RAM，能方便地進(jìn)行I/O擴(kuò)展和RAM擴(kuò)展，芯片引腳功能如下RESET：復(fù)位輸入信號(hào)AD0~AD7：三態(tài)地址/數(shù)據(jù)復(fù)用線：片選信號(hào)：讀選通信號(hào)線，低電平有效：寫選通信號(hào)線，低電平有效IO/，RAM/IO選擇，IO/=O， =0時(shí)，單片機(jī)選擇8155的RAM讀寫AD0~AD7上的地址為8155的RAM單元地址。當(dāng)IO/=1， =0時(shí)，單片機(jī)選擇8155的I/O讀寫AD0~AD7上的地址為8155的I/O地址。ALE：地址鎖存信號(hào)線PA0~PA7：端口A I/O線PB0~PB7：端口B I/O線 PC0~PC7：端口C I/O線TIMER： 定時(shí)計(jì)數(shù)器的輸入端：定時(shí)計(jì)數(shù)器的輸出端 8155與8031接口電路8155和8031可以直接連接，不需要任何外加電路，對(duì)系統(tǒng)增加了256字節(jié)的RAM，22位I/O線及一個(gè)計(jì)數(shù)器，，~~AD7時(shí)，8155的I/O和RAM地址分配將是：（1）=0,=0時(shí)選中8155片中RAM，地址是0000H~00FFH（2）=0,=1時(shí)選中2/0口，各口分想地址為：0100H命令狀態(tài)寄存器0101H A口地址0102H B口地址0103H C口地址0104H計(jì)數(shù)值低8位0105H計(jì)數(shù)值高8位和方式寄存器（3）8155的命令字和狀態(tài)字a、8155的命令字 8155命令字 定時(shí)器命令00=無(wú)操作01=停止計(jì)數(shù)10=時(shí)間到由停止計(jì)數(shù)11=裝入工作方式和計(jì)數(shù)長(zhǎng)度后立即啟動(dòng)計(jì)數(shù)器b、8155的控制字 8155控制字 8031與8155接口電路圖 2732EPROM的工作原理及硬件接口設(shè)計(jì)2732是4K8位EPROM器件，有12根地址線A11~A0，可以尋址片內(nèi)4K字節(jié)存儲(chǔ)器中任何單元，所以稱2732為4K字節(jié)EPROM。它是一種可編程只讀存儲(chǔ)器，單一正5V供電，最大靜態(tài)電流150mA，維持電流30mA，24線雙列直插式封裝，管腳圖如下： 2732管腳圖2732是4K8位的EPROM器件，有12根地址線A11~A0，這12根地址線中高4位A8~~，低8位A0~A7與地址鎖存器74LS373的輸出端Q0~Q7連接（這里地址可映象P0口的地址）數(shù)據(jù)端D0~D7直接與8031的P0口連接，當(dāng)8031系統(tǒng)發(fā)出低12位地址信息時(shí)，分別選中2732片內(nèi)4K字節(jié)存儲(chǔ)器中各單元，2732的CE引腳為片選信號(hào)輸入端，低電平有效，表示選中該2732芯片。該片選信號(hào)決定了2732這塊芯片的4K字節(jié)存儲(chǔ)器在8031系統(tǒng)擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器64KB空間中的位置，圖中接法2732占有的擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器地址空間為0000H~07FFH。[5]此外，2732的端，Vpp、端可組合成2732的各種工作方式（讀待機(jī)即維持，寫即編程，編程檢驗(yàn)等）圖中連接法其工作方式為讀狀態(tài)，當(dāng)選通信號(hào)為低電平選通2732即把2732中的D0~D7端口上的程序或常數(shù)讀入，8031單片機(jī)的P0口上去，當(dāng)為高電平時(shí)，即無(wú)效，則禁止2732的數(shù)據(jù)讀入P0口。 2732EPROM與8031硬件接口電路圖中74LS373是帶三態(tài)輸出的8口鎖存器，擴(kuò)展電路中用作外部地址鎖存器，三態(tài)控制端E接地，以保持輸出暢通，其三態(tài)輸出還有一定的驅(qū)動(dòng)能力，G端與8031單片機(jī)的ALE連接，當(dāng)G=1時(shí)（ALE高電平持續(xù)期間）74LS373的輸出Q0~Q7隨其輸入的D0~D1的狀態(tài)變化即P0口送出的8位地址信號(hào)一旦輸出，就能映射到2732EPROM的地址輸入A0~A7上，G端的狀態(tài)由“1”變“0”時(shí)（ALE不跳變）低8位地址被鎖存。第5章 掉電保護(hù)功能電路掉電保護(hù)電路功能的實(shí)現(xiàn)有兩種方案：一是選用E178。ROM將重要數(shù)據(jù)置于其中,二是加接備用電池，如下圖所示，穩(wěn)壓電源和備用電池分別通過(guò)二級(jí)管接于存儲(chǔ)器或單片機(jī)的Vcc端，當(dāng)穩(wěn)壓電源電壓大于備用電池電壓時(shí)，電池不供電，當(dāng)穩(wěn)壓電源掉電時(shí)，備用電池工作。[9]儀器內(nèi)還應(yīng)設(shè)置掉電檢測(cè)電路，以便在一旦檢測(cè)到失電時(shí)，將斷點(diǎn)（PC及各種寄存器）內(nèi)容保護(hù)起來(lái)，圖中CMOS555接成單穩(wěn)形式，掉電時(shí)3端輸出低電平脈沖作為中斷請(qǐng)求信號(hào)。光電耦合器的作用是防止干擾而產(chǎn)生誤動(dòng)作，在掉電瞬時(shí)，穩(wěn)壓電源在大電容支持下，仍維持供電，這段時(shí)間主機(jī)執(zhí)行中斷服務(wù)程序，將斷點(diǎn)和重要數(shù)據(jù)置入RAM。[6]第6章 溫度控制電路溫度控制電路采用可控硅調(diào)功方法，雙向可控硅相當(dāng)于一雙反相并聯(lián)的普通可控硅，具有正反相都能控制導(dǎo)通的特性，可用作調(diào)溫器。將它串在50HZ交流電源和加熱絲電路中，只要在給定周期內(nèi)改變可控硅開(kāi)關(guān)的接通時(shí)間，就能改變加熱功率，從而實(shí)現(xiàn)溫度的調(diào)節(jié)。[13]
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