【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 是噪音。 ADC 轉(zhuǎn)換器 A/D 轉(zhuǎn)換器件的選擇主要取決于溫度的控制精度。本系統(tǒng)要求溫度控制誤差≤177。2℃，采用 8位 A/D 轉(zhuǎn)換器，其最大量化誤差為 +℃，完全能夠滿足精度要求。這里我們采用 ADC0809 作為 A/D 轉(zhuǎn)換器。電路設(shè)計(jì)好后，調(diào)整變送器的輸出，使 0℃～500℃ 的溫度變化對(duì)應(yīng)于 0～ V 的輸出，則 A/D 轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為 00H～ FAH，即 0～ 250，則轉(zhuǎn)換結(jié)果乘以 2 正好是溫度值。用這種方法一方面可以減少標(biāo)度轉(zhuǎn)換的工作量，另一方面還可以避免標(biāo)度轉(zhuǎn)換帶來的計(jì)算誤差。 ADC0809 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 CMOS 工藝 8 通道， 8 位逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個(gè) 8 通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通 8 路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的 8 位通用 A/D芯片 。 主要特性為 8 路輸入通道， 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8 位 ； 具有 轉(zhuǎn)換起?？刂贫?； 轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μs(時(shí)鐘為 640kHz 時(shí) )， 130μs（時(shí)鐘為 500kHz時(shí)） ； 模擬輸入電壓范圍 0～ +5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn) ； 工作溫度范圍為 40～ +85 攝氏度 ； 單個(gè) +5V 電源供電 ； 低功耗，約 15mW。 ADC0809 是 CMOS 單片型逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 32 所示，它由 8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、 8 位開關(guān)樹型 A/D 轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、邏輯控制和定時(shí)電路組成。 圖 32 ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和外部引腳圖 溫度控制 電烤箱控制采用可控硅來實(shí)現(xiàn)，雙向可控硅和電爐電阻絲串接在交流 220 V 市電 回路中。單片機(jī)的 口通過光電隔離器 MOC3011 和驅(qū)動(dòng)電路送到可控硅的控制端，由 口的高低電平來控制可控硅的導(dǎo)通與斷開，從而控制電阻絲的通電加熱時(shí)間。光電隔離器 MOC3011 對(duì)輸入、輸出電信號(hào)起隔離作用，光耦合器一般由三部分組 成：光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（ LED），使之發(fā)出一定波長(zhǎng)的光，被光探測(cè)器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進(jìn)一步放大后輸出。這就完成了電 — 光 — 電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號(hào)傳輸具有單向性等特點(diǎn)，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。 其他可擴(kuò)展電路 對(duì)于要求更高的系統(tǒng)，在現(xiàn)有電路的基礎(chǔ)上，還 可以視需要自行擴(kuò)展以下接口電路：實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路：連接實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS12887 可以獲得長(zhǎng)的采樣周期，顯示年、月、日、時(shí)、分、秒，而其片內(nèi)帶有的 114 B 非易失性 RAM，可用來存入需長(zhǎng)期保存但有時(shí)也需變更的數(shù)據(jù)。如采樣周期、 PID 控制算法的系數(shù) KP、 KI、 KD 等； “看門狗 ”電路：連接集成監(jiān)控芯片 MAX705 可實(shí)現(xiàn)對(duì)主電源 VCC 的監(jiān)控，提高系統(tǒng)的可靠性。 4 軟件設(shè)計(jì) 單片機(jī)資源分配情況。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的分配與定義見表 。 表 地址 功能 初始化值 40H 當(dāng)前檢測(cè)溫度，高位在前 00H 41H 預(yù)置溫 度 OOH 42H~44H BCD 碼顯示緩沖區(qū) 百位、十位、個(gè)位 OOH 45H 二進(jìn)制顯示緩沖區(qū)，高位在前 00H 50H 以后 堆棧 報(bào)警允許標(biāo)志 F0=0 時(shí)禁止 0 程序存儲(chǔ)器： EPROM2764 的地址范圍為 0000H~1FFFH I/O口： ~—— 鍵盤輸入； 、 —— 報(bào)警控制和電爐控制。 A/D轉(zhuǎn)換器 0809：通道 0~通道 7 的地址為 7FF8H~7FFFH，使用通道 0。 主程序 流程圖 主程序采用中斷嵌套方式設(shè)計(jì)，各功能模塊可直接調(diào)用。主程序完成系統(tǒng)的初 始化，溫度預(yù)置及其合法性檢測(cè)，預(yù)置溫度的顯示及定時(shí)器 0設(shè)置 ,流程圖如圖 41所示。 程序?yàn)槌绦蛞弧? 圖 41 主程序流程圖 中斷 服務(wù)程序 中斷由 T0 產(chǎn)生 ，每隔 5 秒中斷一次。功能：溫度檢測(cè)； A/D 轉(zhuǎn)換；讀入采樣數(shù)據(jù)；數(shù)字濾波；朝鮮溫度報(bào)警；溫度控制；顯示。流程圖如圖 42 所示。 程序?yàn)槌绦蚨? 開始 定時(shí)器 0 初始化 設(shè)置堆棧 置 5s循環(huán)次數(shù) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM 初始化 定時(shí)器 0 中斷 調(diào)用按 鍵子程序 圖 42 中斷程序流程圖 鍵盤管理 模塊 上電或復(fù)位后系統(tǒng)處于鍵盤管理狀態(tài)，其功能是監(jiān)測(cè)鍵盤輸入，接收溫度預(yù)置和置 5s循環(huán)次數(shù) R51 R5 調(diào)用顯示子程序 ADC 轉(zhuǎn)換后的溫度值送顯示緩沖區(qū) 調(diào)用溫度監(jiān)測(cè)子程序 5s 到了嗎？ N Y 重設(shè) T0值 調(diào)用報(bào)警子程序 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 中斷返回 調(diào)用溫度控制子程序 啟動(dòng)鍵。程序設(shè)有預(yù)置溫度合法檢測(cè)報(bào)警，當(dāng)預(yù)置溫度超過 500℃時(shí)會(huì)報(bào)警并將溫度設(shè)定在 500℃。 鍵盤管理子程序流程如如圖 43 所示 ，程序?yàn)槌绦蛉? 圖 43 按鍵管理子程序流程圖 溫度檢測(cè)模塊 A/D 轉(zhuǎn)換采用查詢方式。為提高數(shù)據(jù)采樣的可靠性，對(duì)采樣溫度進(jìn)行數(shù)字濾 波。數(shù)字濾波的算法很多，這里采用 4 次采樣取平均值的方法。如前所述，本系統(tǒng) A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果乘 2正好是溫度值，因此， 4 次采樣的數(shù)字量之和除以 2 就是檢測(cè)的當(dāng)前溫度。檢測(cè)結(jié)果 存入 40H。 溫度檢測(cè)子程序流程圖 如圖 44 所示。 程序?yàn)槌绦蛩摹? A預(yù) 置 溫 度合 法 檢 查預(yù)置溫度 → 顯 示 緩 沖區(qū)調(diào) 用 顯 示子 程 序有鍵閉合調(diào) 用 顯 示子 程 序延時(shí)去抖有鍵閉合P 1 . 1 ＝ 0P 1 . 2 ＝ 0P 1 . 3 ＝ 0P 1 . 0 ＝ 0返回啟動(dòng)加熱1 0 0 →A1 0 →A1 →AA ＋預(yù)置溫度 →預(yù) 置 溫 度數(shù) 據(jù) 區(qū)鍵釋放AYNYNNYYYNNNYNY 圖 44 溫度檢測(cè)子程序流程圖 溫度控制模塊 將當(dāng)前溫度與預(yù)置溫度比較，當(dāng)前溫度小于預(yù)置溫度時(shí)，繼電器閉合，接通電阻絲加熱；當(dāng)前溫度大于預(yù)置溫度時(shí)，繼電器斷開，停止加熱；當(dāng)二者相等時(shí)電爐保持原來狀態(tài)；當(dāng)前溫度降低到比預(yù)置溫度低 2℃時(shí) ，再重新啟動(dòng)加熱；當(dāng)前溫度超出報(bào)警上下限時(shí)將啟動(dòng)報(bào)警，并停止加熱。由于電爐開始加熱時(shí)，當(dāng)前溫度可能低于