基于單片機(jī)的電阻爐溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-01-11 02:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ；當(dāng) G端從高電平返回到低電平（下降沿）時(shí)，輸入端（ 1D8D）的數(shù)據(jù)鎖入 1Q8Q 的八位鎖存器中。當(dāng)用 74LS373 作為地址鎖存器時(shí)，它們的 G端可直接與單片機(jī)的鎖存控制信號(hào)端 ALE 相連，在 ALE 下降沿進(jìn)行地址鎖存。 引腳說明如下： D0～ D7：鎖存器 8位數(shù)據(jù)輸入線 Q0～ Q7：鎖存器 8位數(shù)據(jù)輸出線 GND：接地引腳 Vcc：電源引腳，＋ 5V 有效 OE ：片選信號(hào)引腳 G：鎖存控制信號(hào)輸入引腳。 6116 芯片概述 6116是 2K*8位靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器芯片 ,采用 CMOS工藝制造 ,單一 +5V供電 ,額定功耗 160mW,典型存取時(shí)間 200ns,24 線雙列直插式封裝，其引腳功能說明如下：A0～ A10：地址輸入線 O0～ O7：雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線，有時(shí)用 D0～ D7 表示 ：片選信號(hào)輸入端，低電平有效：讀選通信號(hào)輸入線，低電平有效 ：寫選通信號(hào)輸入線，低電平有效 Vcc：工作電源輸入引腳，＋ 5V GND：線路地 2764 芯片概述 2764 是 8K*8 字節(jié)的紫外線镲除、電可編程只讀存儲(chǔ)器，單一 +5V 供電，工作電流為 75mA，維持電流為 35mA，讀出時(shí)間 最大為 250nS， 28 腳雙列直插式封裝。各引腳的 含義為： A0～ A12： 13 根地址線，可尋址 8K字節(jié)； ：片選線； O0O7：數(shù)據(jù)輸出線；：為數(shù)據(jù)輸出選通線； PGM：編程脈沖輸入端；更多論文 Vpp：編程電源； Vcc：主電源，一般為＋ 5V。 GND：接地引腳 ADC0809 轉(zhuǎn)換器 ADC0809 是一種比較典型的 8位 8通道逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換器， CMOS 工藝，可實(shí)現(xiàn) 8 路模擬信號(hào)的分時(shí)采集，片內(nèi)有 8路模擬選通開關(guān)，以及相應(yīng)的通道地址鎖存用譯碼電路，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μ s 左右，采用雙排 28 引腳封裝，其引腳說明如下： IN0～ IN7： 8 路模擬量輸入通； ADDA～ ADDC：地址線用于選擇模擬量輸入通道； ALE：地址鎖存允許信號(hào)； START：轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)； D0～ D7：數(shù)據(jù)輸出線； OE：輸出允許信號(hào)，低電平允許轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出； CLOCK：時(shí)鐘信號(hào)輸入引腳，通常使用 500KHz； EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，為 0代表正在轉(zhuǎn)換， 1 代表轉(zhuǎn)換結(jié)束； Vcc：＋ 5V 電壓； VREF（＋）、 VREF（－）：參考電壓。 溫度檢測元件及變送器、 ADC 的選擇 溫度檢測元件及變送器的選擇要考慮溫度控制范圍及精度要求。對于0~1000℃的測 量范圍，采用熱電偶，如鎳鉻熱電偶，分度號(hào)為 EU，其輸出信號(hào)為0~，經(jīng)毫伏變送器，輸出 0~10mA，然后再經(jīng)過電流 —— 電壓變換電路轉(zhuǎn)換為 0~5V 電壓信號(hào)。為了提高測量精度，可將變送器進(jìn)行零點(diǎn)遷移，例如溫度測量范圍改為 400~1000℃，熱電偶給出 ~ 時(shí)，使變送器輸出 0~10mV，這樣使用 8位 A/D 轉(zhuǎn)換器，能使量化誤差達(dá)到177。 ℃。 接口芯片的擴(kuò)展 由于本系統(tǒng)既要顯示、報(bào)警、鍵盤輸入，又要進(jìn)行控制，所以系統(tǒng)在 8031系統(tǒng)中擴(kuò)展了一片 8155，它有三個(gè) 8 位 I/O 口， 256 字節(jié)的 RAM，可以作為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器供系統(tǒng)使用， 8031 的 接 8155 的 CE， 接 8155 的 IO/M，當(dāng)＝ 0， ＝ 1 時(shí)，選中 8155 片內(nèi)的三個(gè) I/O 端口，其口地址如下： 0100H〖〗命令狀態(tài)寄存器 0101H〖 A〗口 0102H〖 B〗口 0103H〖 C〗口或控制口寄存器 0104H，計(jì)數(shù)值低八位 0105H，計(jì)數(shù)值高八位和方式寄存器。當(dāng) ＝ 0時(shí)，選中 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 INT1（ ），當(dāng) ＝ 0 時(shí)，說明轉(zhuǎn)換結(jié)束。我們選用 0 通道作為輸入，把 0809 視為一個(gè)地址為 03F8H 的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，對其寫數(shù)據(jù)時(shí)，更多論文 8031 的 WR 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) ADC0809， D 9EOC 為低電平時(shí)， A/D 轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行，當(dāng) EOC 為高電平時(shí)，表 示轉(zhuǎn)換結(jié)束， 8031 可以讀如轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)。 溫度控制電路 溫度控制電路采用晶閘管調(diào)功方式。雙向晶閘管串在 50Hz 交流電源和加熱絲電路中，只要在給定周期里改變晶閘管開關(guān)的接通時(shí)間的脈沖信號(hào)即可。這可以用一條 I/O 線，通過程序輸出控制脈沖。為了達(dá)到過零觸發(fā)的目的，需要交流電過零檢測電路。此電路輸出對應(yīng)于 50Hz 交流電壓過零時(shí)刻的脈沖，作為觸發(fā)雙向晶閘管的同步脈沖，使晶閘管，在交流電壓過零時(shí)刻導(dǎo)通。電壓比較器 LM311 將50HZ 正弦交流電壓變成方波。方波上升沿和下降沿分別作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的觸發(fā)信號(hào) ，單穩(wěn)觸發(fā)器輸出的窄脈沖經(jīng)二極管或門混合，就得到對應(yīng)于 220V 市電過零時(shí)刻的同步脈沖。此脈沖一路作為觸發(fā)同步脈沖加到溫控電路，一路作為計(jì)數(shù)脈沖加到單片機(jī) 8031 的 和 輸入端。 第 5 章 電阻爐控制系統(tǒng)的軟件部分 系統(tǒng)軟件采用中斷方式編程，主要部分是時(shí)鐘中斷程序，主要由輸入處理程序、控制算法程序、顯示處理、輸出處理和自診斷程序等組成，其流程圖如圖 5所示。儀表通電啟動(dòng)后，初始化程序進(jìn)行時(shí)間給定，每隔 500ms 時(shí)鐘中斷一次，中斷后進(jìn)入時(shí)鐘中斷處理。對于純滯后，大慣性環(huán)節(jié)控制對象，一般采用積分 分離 PID 控制算法。在一般的 PID 控制中，當(dāng)系統(tǒng)有較大的擾動(dòng)或設(shè)定值較大幅度提降時(shí)，由于偏差較大及系統(tǒng)存在慣性和滯后，在積分項(xiàng)的作用下，會(huì)產(chǎn)生較大的超調(diào)和長時(shí)間波動(dòng)，在溫度緩慢變化過程中這一現(xiàn)象尤為嚴(yán)重
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