【文章內(nèi)容簡介】 、過壓、電源極性保護。[5]（4）流量傳感器選擇 本設(shè)計采用LUGB21流量傳感器。LUGB－21/ZX渦街流量傳感器是一種新型流量傳感器，可以用于多種數(shù)據(jù)散集系統(tǒng)，與XS型流量顯示儀配套組成流量計，用于測量管道中液體、氣體、蒸汽的瞬時流量和累積流量，并輸出信號控制相應(yīng)設(shè)備。該傳感器廣泛用于電力、機械、輕工、冶金、石油、化工、造紙、科研及城市供水、供熱、供氣以及各種工業(yè)過程控制、能源管理和環(huán)境工程等領(lǐng)域。LUGB－21/ZX渦街流量傳感器工作原理：　 “卡門渦街”原理，當流體流經(jīng)傳感器本體內(nèi)的三角柱時，柱體兩側(cè)交錯產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，使柱體后的探頭體產(chǎn)生交變應(yīng)力；埋設(shè)在探頭體內(nèi)的壓電元件受交變應(yīng)力作用產(chǎn)生的交變電荷分別送給二個電荷轉(zhuǎn)換器，經(jīng)檢測放大器信號處理，轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖信號或標準電流信號。LUGB－21/ZX渦街流量傳感器主要特點： 　　流量傳感器的感應(yīng)元件不直接與被測介質(zhì)接觸，故性能穩(wěn)定，可靠性高　　流量傳感器內(nèi)無可動部件，結(jié)構(gòu)簡單牢固，因而壓損小，維護量小，使用壽命長　　測量范圍度寬：可達15：1，20：1　　顯示：可選配XS型分體顯示表，顯示瞬時流量與累積流量LUGB－21/ZX渦街流量傳感器主要技術(shù)參數(shù)：　　型號說明：LUGB21不帶現(xiàn)場顯示、LUGBZX帶現(xiàn)場顯示，可顯示瞬時流量和累積流量　　測量介質(zhì)：液體、氣體、過熱/飽和蒸汽　　環(huán)境溫度：25—＋55℃，濕度：≤85%　　介質(zhì)溫度：　?。?）普通型：40—＋130℃，10—＋250℃　?。?）高溫型：10—＋300℃，10—＋380℃　　?。?）防爆型：40—＋80℃　　精度等級：液體177。1%；　氣體177。1%；　蒸汽177。%　　輸出信號：　?。?）三線制電壓脈沖　　低電平0—1V；高電平＞4V；占空比為50%　?。?）二線制電流信號4—20MA　　供電：24VDC，工作壓力：0— A/D轉(zhuǎn)換芯片的選擇A/D轉(zhuǎn)換器的作用是把模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，以便于計算機進行處理。隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，A/D轉(zhuǎn)換器的新設(shè)計思想和制造技術(shù)層出不窮。為滿足各種不同的檢測及控制任務(wù)的需要，大量結(jié)構(gòu)不同，性能不同的A/D轉(zhuǎn)換芯片應(yīng)運而生。A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標 （1）轉(zhuǎn)換時間和轉(zhuǎn)換速率轉(zhuǎn)換時間：A/D完成一次轉(zhuǎn)換所需要的時間。轉(zhuǎn)換時間的倒數(shù)為轉(zhuǎn)換速率。并行式A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時間最短為2050ns,5*1072*107次/S （2）分辨率A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率一般用輸出的二進制來表示。 （3）轉(zhuǎn)換精度A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度定義為一個實際A/D轉(zhuǎn)換器與一個理想A/D轉(zhuǎn)換器在量值上的差值。本設(shè)計采用A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809。ADC0809是一個逐次比較式8路模擬輸入、8位數(shù)字量輸出的A/D轉(zhuǎn)換器。引腳圖如圖34所示。 圖34 ADC0809引腳圖主要特性1）8路8位A／D轉(zhuǎn)換器，即分辨率8位。 2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。 3）轉(zhuǎn)換時間為100μs4）單個＋5V電源供電 5）模擬輸入電壓范圍0～＋5V，不需零點和滿刻度校準。 6）工作溫度范圍為40～＋85攝氏度 7）低功耗，約15mW。 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 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13．22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D／A轉(zhuǎn)換器、逐次逼近 .外部特性（引腳功能） ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖13．23所示。下面說明各引腳功能。 IN0～IN7：8路模擬量輸入端。21～28：8位數(shù)字量輸出端。ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。 START： A／D轉(zhuǎn)換啟動信號，輸入，高電平有效。 EOC： A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，當A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個高電 （轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。當A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入 一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。CLK：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640KHZ。 REF（+）、REF（）：基準電壓。 Vcc：電源，單一＋5V。 GND：地。 ADC0809的工作過程是：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 A／D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進行。直到A／D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。當OE輸入高電平 時，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上. ADC0809轉(zhuǎn)換是采用逐次比較的方法完成A/D轉(zhuǎn)換的，由單一的+5V供電，片內(nèi)帶有鎖存功能的8路選一的模擬開關(guān)，由A，B，C引腳的編碼來確定所選通道。0809完成一次轉(zhuǎn)換需要100us左右，輸出具有TTL三態(tài)鎖存緩沖器，可直接連到MCS51的數(shù)據(jù)總線上，通過適當?shù)耐饨与娐罚?809可對05V的模擬信號進行轉(zhuǎn)換。[6]如上所說，其0809接線圖如圖35所示。 圖35 ADC0809接線圖 后向通道設(shè)計 DA轉(zhuǎn)換 本設(shè)計采用DA轉(zhuǎn)換器DAC0832。 美國國家半導(dǎo)體公司的DAC0832芯片是一個具有2個輸入數(shù)據(jù)寄存器的8位DAC，它能直接與MCS51單片機相連接，其主要特性如下： （1）分辨率為八位 （2）電流輸出，穩(wěn)定時間為1us （3）可緩沖雙輸入，單緩沖輸入或直接數(shù)字輸入 （4）單一電源供電 （5）低功耗DAC主要應(yīng)用：單極性電壓輸出；雙極性電壓輸出；程控放大器。[6]DAC0832的引腳圖如圖36所示 圖36 DAC0832引腳圖DI0~DI7：數(shù)據(jù)輸入線，TLL電平。 ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效。 CS：片選信號輸入線，低電平有效。 WR1：為輸入寄存器的寫選通信號。 XFER：數(shù)據(jù)傳送控制信號輸入線，低電平有效。 WR2：為DAC寄存器寫選通輸入線。 Iout1:電流輸出線。當輸入全為1時Iout1最大。 Iout2: 電流輸出線。其值與Iout1之和為一常數(shù)。 Rfb:反饋信號輸入線,芯片內(nèi)部有反饋電阻. Vcc:電源輸入線 (+5v~+15v) Vref:基準電壓輸入線 (10v~+10v) AGND:模擬地,摸擬信號和基準電源的參考地. DGND:數(shù)字地,兩種地線在基準電源處共地比較好. DAC0832與單片機接線圖37所示。 圖37 DAC0832與單片機接線 V/I轉(zhuǎn)換芯片選擇 本設(shè)計采用V/I轉(zhuǎn)換芯片AD694。 AD694產(chǎn)品是一個單片電流變送器接受高層次的信號輸入標準4 20毫安電流回路為控制閥門，執(zhí)行器和其他裝置中常用的過程控制。輸入信號緩沖，是由一個輸入放大器，可用于大規(guī)模輸入信號或緩沖輸出從一個電流模式展。輻射校正輸入跨度為0 V至2V和0 V至10 V被選上的簡單針捷，其他跨度可能被編程與外部電阻器。，以擴大共同下文，在雙電源運作。鬧鈴警告的一個開放420或不合格的輸出階段。AD694產(chǎn)品的薄膜電阻結(jié)果在高水平的精度，而不需要額外調(diào)整和標定。外部通過晶體管可用于與AD694產(chǎn)品，以場外負載功率損耗，延長溫度范圍內(nèi)運作。 AD694產(chǎn)品，要求噪音免疫420A信號傳輸操作閥門，執(zhí)行器，以及其他控制裝置，以及用于傳輸?shù)墓に噮?shù)如壓力，溫度，流量。它是建議作為一項替代分立設(shè)計中的各種應(yīng)用在工業(yè)過程控制，工廠 ，自動化和系統(tǒng)監(jiān)控。 其特點： 輸出范圍 420mA輻射校正輸入范圍:0 V至10 V 精密電壓基準: v 單或雙電源操作 較大的供電電壓范圍: V至36 V電源 輸入緩沖放大器 開環(huán)警鐘 可選外置通過晶體管，以減少自熱誤差 ％典型的非線性 [7]如圖38所示 圖38 AD694接線圖 調(diào)節(jié)閥 本設(shè)計采用HRTP64KE電動調(diào)節(jié)閥。 HRTP系列智能電動單座調(diào)節(jié)閥是HR智能電動調(diào)節(jié)閥系列產(chǎn)品之一，它由HRL智能型電動執(zhí)行器與優(yōu)質(zhì)的國產(chǎn)閥門相組合構(gòu)成，是一種高性能的調(diào)節(jié)閥，可廣泛應(yīng)用于電力、冶金、石油、化工、醫(yī)藥、鍋爐、輕工等行業(yè)的自動控制系統(tǒng)中。電動執(zhí)行機構(gòu)接受4～20mA/4～12mA/12～20mA/0～5V/1～5V等控制信號，改變閥門的開度，同時將閥門開度的隔離信號反饋給控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對壓力、溫度、流量、液位等參數(shù)的調(diào)節(jié)。（1）主要特點 配用HRL智能型直行程電動執(zhí)行器，體積小、規(guī)格全、重量輕、推力大、操作方便，無調(diào)整電位器，可靠性高、 噪聲小。 HRL電動執(zhí)行器采用一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計，具有自診斷功能，使用和調(diào)校十分方便。 有數(shù)字顯示窗口，可看到控制信號值、閥位值。 HRL智能電動執(zhí)行機構(gòu)功能：帶斷控制信號故障判斷、報警及保護功能。即斷信號時可使執(zhí)行機構(gòu)或開； 或關(guān)；或保持；或在0～100%之間予置的任意位置。及帶閥門堵轉(zhuǎn)故障判斷、報警及保護功能。TP系列采用頂端導(dǎo)向，單座密封機構(gòu)。與其它同類調(diào)節(jié)閥相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、額定流量系數(shù)大，閥座泄漏量小等突出優(yōu)點。另外，帶有軟密封結(jié)構(gòu)的TP系列既有調(diào)節(jié)功能又有切斷功能，是一種調(diào)節(jié)切斷型的調(diào)節(jié)閥，也可作切斷閥用。（2）主要技術(shù)參數(shù) 型 式：HRL智能型直行程機構(gòu) 輸入信號：4～20mADC/4～12mA/12～20mA/0～5VDC/1～5VDC 輸入阻抗：250Ω/500KΩ 輸出信號：4～20mADC 輸出最大負載：＜650Ω 斷信號閥位置：可任意設(shè)置為保持/全開/全關(guān)/0～100%間予置的任意值 電 源：220V177。10%/50Hz 推力規(guī)格：1KN、2KN、4KN、8KN、10KN、16KN、20KN、25KN 閥作用型式：任意設(shè)置正/反作用 保護等級：IP65 基本誤差：177。% 死 區(qū)：≤177。% 回 差：≤177。% 公稱通徑：20～150mm 公稱壓力：、 連接形式：法蘭連接按JB7994標準材 料：WCB、WC1Cr18NiCF8M 上 閥 蓋：常溫型：17～+220℃ 延 長 型：50～17℃； +220～+420℃ 填 料：聚四氟乙烯、四氟石棉、石墨3. 閥內(nèi)組件 閥內(nèi)結(jié)構(gòu)：上導(dǎo)向柱塞型單閥芯金屬密封、軟密型（使用溫度低于200℃） 材 料：10Cr18Ni1Cr1316+ 流量特性：線性、等百分比、快開 泄 漏 量：ABSB1104，金屬密封IV、V級軟密封VI級 基本誤差：177。% 死 區(qū)：≤177。% 可調(diào)范圍：50:1 鍵盤顯示電路設(shè)計 鍵盤電路的設(shè)計 鍵盤在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中能實現(xiàn)向單片機輸入數(shù)據(jù)，傳送命令等功能，是人工干預(yù)單片機的主要手段。 鍵盤實際上是一組按鍵開關(guān)的集合。通常，鍵盤開關(guān)利用了機械觸點的合斷作用。 鍵的閉合與否，反映在行線輸出電壓上就是呈現(xiàn)高電平或低電平，如果高電平表示鍵斷開，低電平則表示鍵閉合，通過對行線電平高低狀態(tài)的檢測，便可確認按鍵按下與否。常采用軟件來消除按鍵抖動。 （1）鍵盤接口的工作原理常用的鍵盤接口分為獨立式鍵盤接口和行列式鍵盤接口。 1）獨立式鍵盤接口獨立式鍵盤就是各鍵相互獨立，每個按鍵各接一根輸入線的電平狀態(tài)可以很容易的判斷哪個按鍵被按下。在按鍵數(shù)目較多時，獨立式鍵盤電路需要較多的輸入口線且電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故此種鍵盤適用于按鍵較少或操作速度較高的場合。各種獨立式鍵盤中，各按鍵均采用了上拉電阻，這是為了保證在按鍵斷開時，各I/O口有確定的低電平，當然如果輸入口線內(nèi)部已有上拉電阻，則外電路的上拉電阻可省去。[9]2）行列式鍵盤接口行列式鍵盤適用于按鍵數(shù)目較多的場合，它由行線和列線組成，按鍵位于行列的交叉點上。很明顯，在按鍵數(shù)目較多的場，行列式鍵盤與獨立式鍵盤相比，要節(jié)省很多的I/O口線。 （2）行列式鍵盤工作原理 按鍵設(shè)置在行列線交點上，行列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。行線通過上拉電阻接到+5V上。無按鍵按下時，行線處于高電平狀態(tài)，而當有按鍵按下時，行線電平狀態(tài)將由于此行線相連的列線電平?jīng)Q定。 （3）按鍵的識別方法 ①掃描法 ②線反轉(zhuǎn)法（1） 鍵盤的編碼 對于獨立式鍵盤，由于按鍵的數(shù)目比較少，可根據(jù)需要靈活編碼。對于行列式鍵盤，按鍵的位置有行號和列號唯一確定，所以常常采用依次排列鍵號