【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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(hào)，輸入，高電平有效。 START： A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)脈沖輸入端，輸入一個(gè)正脈沖（至少100ns 寬）使其啟 動(dòng) （脈沖上升沿使 0809 復(fù)位，下降沿啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換）。 EOC： A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 OE： 數(shù)據(jù)輸出 允許信號(hào)，輸入，高電平有效。當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。要求 時(shí)鐘頻率 不高于 640KHZ。 REF（ +）、 REF（ ）：基準(zhǔn)電壓。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 Vcc：電源，單 極 +5V。 GND：地。 D/A 轉(zhuǎn)換電路 DAC0832 是 8 分辨率的 D/A 轉(zhuǎn)換集成芯片。與微處理器完全兼容。這個(gè) DA 芯片以其價(jià)格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。 D/A 轉(zhuǎn)換器 由 8位輸入鎖存器、 8 位 DAC 寄存器、 8位 D/A 轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。 引腳功 能 ： D0～ D7： 8 位數(shù)據(jù)輸入線， TTL 電平，有效時(shí)間應(yīng)大于 90ns(否則鎖存器的數(shù)據(jù)會(huì)出錯(cuò) )； ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號(hào)輸入線，高電平有效； CS：片選信號(hào)輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效 ； WR1：數(shù)據(jù)鎖存器寫選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于 500ns）有效。由 ILE、 CS、 WR1 的邏輯組合產(chǎn)生 LE1，當(dāng) LE1 為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換， LE1 的負(fù)跳變時(shí)將輸入數(shù)據(jù)鎖存； XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號(hào)輸入線，低電平有效，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于 500ns）有效 ； WR2： DAC 寄存器選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于 500ns）有效。由 WR XFER 的邏輯組合產(chǎn)生 LE2，當(dāng) LE2 為高電平時(shí)，DAC 寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化， LE2 的負(fù)跳變時(shí)將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入 DAC 寄存器并開始 D/A 轉(zhuǎn)換 ； IOUT1：電流輸出端 1，其值隨 DAC 寄存器的內(nèi)容線性變化； IOUT2：電流輸出端 2，其值與 IOUT1 值之和為一常數(shù)； Rfb：反饋信號(hào)輸入線，改變 Rfb 端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿量程精度； 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 Vcc：電源輸入端， Vcc 的范圍為 +5V～ +15V； UREF： 基準(zhǔn)電壓輸入線， VREF 的范圍為 10V～ +10V； AGND：模擬信號(hào)地 ； DGND：數(shù)字信號(hào)地 。 DAC0832 的引腳電路如圖 37 所示。 + 12VU7L M 358D07D16D25D34D416D515D614D713CS1DGND10W R 218W R 12X F E R17A G N D3I O U T 212I O U T 111R f b9Uref8VCC20I l e19D A C 0832U7D A C 0832V C CV C C 圖 37 DAC0832 的引腳電路 光電隔離繼電器驅(qū)動(dòng)電路 固體繼電器 (SSR) 是一種全部由電子元器件組成的新型無觸點(diǎn)開關(guān)器件，具有高可靠性、長(zhǎng)壽命、低噪音、開關(guān)速度快、抗干擾能力強(qiáng)、耐振動(dòng)、耐沖擊、防濕、 防潮、防腐蝕、能與 TTL 、CMOS 等邏輯電路兼容的優(yōu)點(diǎn)，逐漸被越來越多的應(yīng)用領(lǐng)域所接受。 本設(shè)計(jì)采用 PC817 作為 SSR 的光電隔離驅(qū)動(dòng)電路，其電路接線圖如圖 38所示。 PC817 光電耦合器廣泛用在 電腦終端機(jī) ，可控硅系統(tǒng)設(shè)備，測(cè)量?jī)x器，影印機(jī)，自動(dòng)售票，家用電器，如風(fēng)扇，加熱器等電路之間的信號(hào)傳輸，使之前端與負(fù)載完全隔離，目的在于增加安全性，減小電路干擾，簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 U9P C 81 7V C CD C IN1D C IN2I N 13I N 24I N 35O U T 16O U T 27O U T 38SSRJ3SSR123456J4C O N 6P 3. 5 圖 38 光電隔離繼電器驅(qū)動(dòng)電路 變頻器的選擇 根據(jù)設(shè) 計(jì)要求，變頻器采用歐姆龍公司的 3G3MV 變頻器。3G3MV 變頻器是一種通用變頻器，它具有豐富的指令功能，可進(jìn)行 V/F 控制和無傳感器的矢量控制，自身帶有 RS485/422 通訊接口，可與上位機(jī)（如 PC 和 PLC）通訊。變頻器內(nèi)部還帶有浪涌電流控制回路等，具有完善的報(bào)警和保護(hù)功能。其指令中的參數(shù)常數(shù)的復(fù)制和管理，均可通過操作器和遠(yuǎn)程進(jìn)行設(shè)定，使用非常方便。 其變頻器的接口電路如圖 39 所示。 圖 39 變頻器接口電路 UVWRSTFRFC3 G 3 M VJ73 G 3 M V123J5C O N 3123J6C O N 3 IN長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 壓力傳感器的選擇 本設(shè)計(jì)采用 MIKP300 型擴(kuò)散硅壓力變送器， MIKP300 型采用擴(kuò)散硅壓力芯體作為敏感元件，內(nèi)置處理電路將傳感器毫伏信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電壓﹑電流﹑頻率信 號(hào)輸出， 可直接與計(jì)算機(jī)、控制儀表﹑顯示儀表等相連?？蛇M(jìn)行遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸。其技術(shù)性能見表 31所示。 表 31 壓力傳感器技術(shù)性能 供 電電源 24VDC 輸出信號(hào) 4～ 20mA、 1～ 5V、 0～ 10mA、 0～ 20mA、 0～ 5V、 RS485 量程范圍 ? 0～ ? 100Mpa 補(bǔ)償溫度 10～ 70℃ 介質(zhì)溫度 40～ 125℃ 環(huán)境溫度 40～ 85℃ 外殼防護(hù) IP65 壓力類型 表壓 絕壓 密封壓 綜合精度 、 、 級(jí)可選 零點(diǎn)溫度漂移 177。 %FS/℃ 靈敏度溫度漂移 177。 3%FS/℃ 過載壓力 200%FS 長(zhǎng)期穩(wěn)定性 ≤ %FS/年 固有頻率 5kHz～ 650kHz 其接口電路圖 如 310 所示。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 圖 310 壓力傳感器接口圖 顯示器與鍵盤電路設(shè)計(jì) 顯示器接口電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用 LCD12864 液晶顯示器進(jìn)行 顯示， LCD12364 與單片機(jī)采用串行通信的方式，這樣能節(jié)約單片機(jī) 89C51 的 I/O 接口。其顯示器接口電路如圖 311 所示。 圖 311 顯示器接口電路 鍵盤電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采 用獨(dú)立式按鍵，鍵盤接口電路如圖 312 所示，功能鍵有 S1確定鍵， S2 加數(shù)鍵， S3 減數(shù)鍵。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 S1 確定鍵：該按鍵對(duì)鍵盤輸入的數(shù)字進(jìn)行確認(rèn)，送往單片機(jī)。 S2 加數(shù)鍵：該鍵每按一次該鍵，從而進(jìn)行加壓力數(shù)值，改變當(dāng)前的設(shè)定值。 S3 減數(shù)鍵：該鍵每按一次該鍵，從而進(jìn)行減壓力數(shù)值，改變當(dāng)前的設(shè)定值。 S2S3S1R810kR910kR 1010kV C C 圖 312 鍵盤接口電路 報(bào)警及電源電路 為了保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，本設(shè)計(jì)采用了蜂鳴報(bào)警器，如圖313 所示，報(bào)警控制信號(hào)由單片機(jī) AT89S52 的 端輸出加到三級(jí)管的基極。當(dāng) 端的輸出信號(hào)發(fā)生 變化時(shí)，則三極管將交替的工作于截止、飽和狀態(tài)，形成高低電平波。從而使蜂鳴器發(fā)出聲音 .同時(shí) LED 燈閃爍。 U2B E L LQ180 5 0LEDR21kV C CR11KP1.2 圖 313 報(bào)警電路 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 電源模塊包含變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓四部分，其中穩(wěn)壓部分采用 LM7805 集成塊，如圖 314 所示。而 DAC0832 的輸出功放和 DAC0832 的 基準(zhǔn)電壓輸入 用獨(dú)立電源模塊，其電源模塊如圖 315 所示，獨(dú)立電源模塊將 220V， 50Hz 市電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流 12V 至 +12V 的雙極性輸出。 IN1GND2OUT3U 1 L M 7 8 0 5C2104C4104C11 0 0 0 U FC34 7 0 U FT19V~220~ 整流橋 OUT 5VB R I G E 1 圖 314 電源電路 R9P O T 1 1 2 V+ 1 2 VL M 7 9 1 2L M 7 8 1 2C 1 20 .0 1 U FC80 .0 1 U FC 1 00 .0 1 u fC60 .0 1 u fC 1 14 7 0 u fC74 7 0 u fIN1 GND2OUT3U3IN1GND2OUT3U2C92 2 0 0 u fC52 2 0 0 u fB R I G E 2C o m p o n e n t _ 1220~T2T R A N S 1 圖 315 獨(dú)立電源電路 本章小結(jié) 本章介紹了恒壓供水系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，用 protel 軟件畫出各個(gè)小回路，同時(shí)詳細(xì)介紹各個(gè)回路的作用以及功能。還介紹了單片機(jī)的功能。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 第 4 章 變頻恒壓供水系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 單片機(jī)變頻恒壓供水系統(tǒng)主流程圖 初 始 化 系 統(tǒng)檢 測(cè) 按 鍵倒 計(jì) 時(shí)倒 計(jì) 時(shí) 到 0原 始 參 數(shù) 設(shè) 置 參 數(shù) 存 入A / D 壓 力 數(shù) 據(jù) 采 集查 詢 報(bào) 警 信 號(hào)P I D 計(jì) 算 D / A 輸 出等 待 定 時(shí) 復(fù) 位報(bào) 警 信 號(hào)處 理控 制 繼 電 器輸 出等 待 定 時(shí) 復(fù) 位NY開 始 圖 41 系統(tǒng)的主程序流程圖 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 主程序主要實(shí)現(xiàn) :系統(tǒng)初始化、讀取數(shù)據(jù)、鍵盤顯示子程序的調(diào)用，控制繼電器輸出等功能。系統(tǒng)的主程序流程圖如 41 圖。 A/D 子程序 A/D 轉(zhuǎn)換采用定時(shí)轉(zhuǎn) 換的方式，啟動(dòng) A/D 后，用軟件延時(shí) 2us，再讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果，其流程圖如圖 42 所示。 開 始初 始 化1 . 寫 入 通 道 好2 . 延 時(shí) 2 u s 后 等 待 E O C 變 高通 道 按 鍵 掃 描顯 示 圖 42 A/D 子程序流程圖 中斷服務(wù)程序 中斷服務(wù)程序包含了除主程序之外的所有子程序的管理和應(yīng)用，其程序流程圖如圖 43所示。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 保 護(hù) 現(xiàn) 場(chǎng) 入 堆 ?；?復(fù) T1時(shí) 間 常 數(shù)檢 測(cè) 實(shí) 際 壓 力檢 測(cè) 設(shè) 定 壓 力繼 電 器 控 制 子 程 序控 制 量 計(jì) 算 子 程 序恢 復(fù) 現(xiàn) 場(chǎng)開 中 斷 和 定 時(shí) 器開 始結(jié) 束 圖 43 中斷服務(wù)程序流程圖 繼電器控制子程序 供水系統(tǒng)中，用兩個(gè)水泵來工作，繼電器控制子程序完成水泵 2 的運(yùn)轉(zhuǎn)和停止控制。由于變頻器的控制量與水泵 1的運(yùn)轉(zhuǎn)速度直接相關(guān)，因此 程序根據(jù)變頻器的控制量大小就可以判斷水泵1 的工作狀態(tài)，如控制量為零，說明系統(tǒng)壓力過高，水泵 1 經(jīng)調(diào)至最低的轉(zhuǎn)速，這是需要水泵 2 停止工作；如果控制量為最大值，說明系統(tǒng)壓力過低，水泵 1 已經(jīng)調(diào)至最高轉(zhuǎn)速，這時(shí)需要水泵 2長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 投入運(yùn)行。由于供水系統(tǒng)壓力變化慣性較大，所以當(dāng)控制量出現(xiàn)最大或者最小值后，需要延時(shí)一段時(shí)間，在延時(shí)階段經(jīng)過反復(fù)測(cè)量，如果控制量一直不變，再進(jìn)行切換，系統(tǒng)多于 2臺(tái)水泵時(shí)，切換原來相同。其繼電器控制子程序流程圖如圖 44所示。 開 始是 否 為 零延 時(shí) 時(shí) 間 到 ？延 時(shí) 時(shí) 間 到 ？關(guān) 閉 水 泵 2啟 動(dòng) 水 泵 2結(jié) 束是 否 為 最 大清 計(jì) 時(shí) 器 單 元YNYNNNYY 圖 44 繼電器控制子程序流程圖