【導(dǎo)讀】溫度在各種工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中的應(yīng)用非常普遍，是一個(gè)非常重要的工業(yè)參數(shù)。在生產(chǎn)過程中能否對溫度進(jìn)行準(zhǔn)確地測量直接影響工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的效率。測溫元件，熱電偶被廣泛應(yīng)用于冶金、化工、電力、石油等工業(yè)生產(chǎn)部門。一般用于測量高溫，工作環(huán)境的影響和長期地工作都將使其產(chǎn)生示值的漂移。傳送,集中管理,也適合自動(dòng)控制和微機(jī)監(jiān)控。性同計(jì)算機(jī)控制聯(lián)系起來,實(shí)現(xiàn)了熱電偶檢定的自動(dòng)化。被測熱電偶是否合格，完成對熱電偶的自動(dòng)檢定。

　　

【正文】 0 0 0aK*2 8 ?? ?? （ ） 由式（ ） 計(jì)算得到 放大倍數(shù)： K=138， a=0 繪制得 ： 折線非線性補(bǔ)償圖 如圖 所示 m vY 軸X 軸5 0 0 0002 0 0 04 0 0 04 0 0 8 0 0 1 0 0 03 0 0 01 0 0 02 0 0 6 0 0℃ 圖 折線非線性補(bǔ)償 圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 21 A/D 轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)選用 TLC0832 作為 A/D 轉(zhuǎn)換器， TLC0832 是單片機(jī)控制系統(tǒng)中常用的 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，它有 2 個(gè)輸入端口，可以分別與標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和被測熱電偶的測得信號的輸出引線相連，我們通過對 TLC0832 多路器地址的配置選擇轉(zhuǎn)換通道，就可以分別對標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和被測熱電偶的 熱電勢 信號依次在 TLC0832 中進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成后得到的數(shù)字信號再送到單片機(jī)處理。 TLC0832 功能及特性簡介 A/D 轉(zhuǎn)換電路采用 TLC0832 進(jìn)行測量， A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入范圍是 0~5V， 8BIT 串 [5]行 輸出 ，因此與微處理機(jī)接口與編程都十分方便。 ⑴ TLC0832 的基本特性 ： TLC0832 是八位逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它有兩個(gè)可選擇的輸入通道。 TLC0832 的特點(diǎn)如下： ① 8 位分辨率； ② 可和微處理器接口或獨(dú)立使用； ③ 可滿量程工作或使用 5V 基準(zhǔn) 電源； ④ 具有單通道或多路器選擇的雙通道，并可選擇單端或差分輸入； ⑤ 采用單 5V 供電，輸入范圍為 0～ 5V； ⑥ 輸入和輸出與 TTL 和 CMOS 兼容； ⑵ TLC0832 的 的工作原理 ： TLC0832 處于工作狀態(tài)時(shí)，置 CS 端方 便 可啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，并使所有的邏輯電路使能。CS 在整個(gè)轉(zhuǎn)換過程中必須置為低電平，接著從處理器接受一個(gè)時(shí)鐘。當(dāng)一個(gè)時(shí)鐘的時(shí)間內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 22 間隔被自動(dòng)插入后，可以使多種轉(zhuǎn)換器選定的通道穩(wěn)定。而當(dāng) DO 脫離高阻狀態(tài)時(shí)，可提供一個(gè)時(shí)鐘的時(shí)間間隔的前導(dǎo)低電平，以使多路器穩(wěn)定。 SAR 比較器用于對電阻梯形網(wǎng)絡(luò) 輸出的逐次信號和輸入模擬信號進(jìn)行比較，比較器輸出則用于表示 大于還是小于電阻梯形網(wǎng)絡(luò)的輸出。在轉(zhuǎn)換過程中，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)同時(shí)從 DO 端輸出，并以最高位 (MSB)開頭。在經(jīng)過 8 個(gè)時(shí)鐘后，轉(zhuǎn)換完成， CS 變高，內(nèi)部所有寄存器清零，此時(shí)，輸出電路變?yōu)楦咦锠顟B(tài)。如果希望開始另一個(gè)轉(zhuǎn)換， CS 必須有一個(gè)從高到低的跳變，且后面應(yīng)緊跟著輸入地址數(shù)據(jù)。 TLC0832 的輸入配置可在多路器尋址時(shí)序中進(jìn)行，多路器地址通過 DI 端移入寄 存器。用多路器地址選擇模擬輸入通道的方法如表 所 示： 表 選擇模擬輸入通道信號 通道號 CH0 CH1 輸入數(shù)據(jù)流（ bit） 110 111 TLC0832 工作時(shí)序圖如圖 所示。 TLC0832 的連接電路 TLC 0832 在系統(tǒng)中的應(yīng)用連接電路如圖 所示： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 23 VCC40GND20RST9X119X218PSEN29ALE3039383736353433321234567821222324252627281011121314151617EA31U1AT89C52GND4DO6DI5CLK7CH13CH02CS1VCC/REF8TLC0832VCC30pF30pF12M12MHZ22PFCH0CH1+1234JP0Header 4 圖 TLC 0832 連接電路 ① TLC0832 的 CH0， CH1 為信號輸入端，分別與標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和被測熱電偶輸出信號引線相連，負(fù)責(zé)接受要轉(zhuǎn)換的測量信號。 ② CLK 是時(shí)鐘脈沖輸入端，連接單片機(jī)的 P1. 1口，由單片機(jī)為 TLC0832 提供時(shí)鐘信號。 ③ VCC 和 GND 端口是電源輸入端， VCC 接+5V 電源， GND 接地。 ④ D0， D1 口是輸入輸出端口， 由于它們是分時(shí)工作的，所以可以 并聯(lián)后與單片機(jī)的 口相連， DI 口負(fù)責(zé)接收單片機(jī)送入的控制信號（多路器地址時(shí)序）， DO 口 將轉(zhuǎn)換完成的數(shù)字信號輸出，送給單片機(jī)。 顯示接口電路設(shè)計(jì) LED 數(shù)碼管簡介 系統(tǒng)選用七段 LED 數(shù)碼管來顯示單片機(jī)處理得到的數(shù)據(jù)。作為單片機(jī)控制系 統(tǒng)中最常用的顯示器件， LED 數(shù)碼管具有體積小，抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長，內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 24 工作電壓低，功耗小，響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。 七段 LED 數(shù)碼管是將八個(gè) LED 管芯組織在一起，就構(gòu)成特定的數(shù)碼的顯示器件。數(shù)碼管外觀 及 引腳如圖 所示 ： f9g10e1d2K3c4DP5b6a7K8D3LED3 圖 LED 數(shù)碼管外觀及引腳圖 根據(jù) LED 數(shù)碼管內(nèi)各筆段發(fā)光二極管的連接方式，可以將 LED 數(shù)碼管分為共陰極和共陽極兩大類。在共陽極 LED 數(shù)碼管中，所有筆段的 發(fā)光二極管的正極連在一起 而在共陰極 LED 數(shù)碼管中，所有筆段的發(fā)光二極管的負(fù)極連在一起。 單片機(jī)處理得到的結(jié)果 要送到 LED 顯示器中顯示，還需要通過 LED 顯示接口電路驅(qū)動(dòng) LED 數(shù)碼管才能完成。 LED 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路 從 LED 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)可以看出，不同筆段的組合就可以構(gòu)成不同的字符?？刂泣c(diǎn)亮一定的筆段二極管，就能顯示出要顯示的數(shù)字。而根據(jù)顯示驅(qū)動(dòng)方式的不同可以將 LED 數(shù)碼管顯示電路分為靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。 LED 數(shù)碼管靜態(tài)顯示接口電路由筆段代碼鎖存器，筆段譯碼器等部分組成。靜態(tài)顯示接口電路顯示驅(qū)動(dòng)程序簡單，且 CPU 占用率低，但每一個(gè) LED 數(shù)碼管需要一個(gè)鎖存器來鎖存每一顯示位的筆段代碼，硬件開銷大的場合。當(dāng)需要顯示 的位數(shù)在 4~12 時(shí)，內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 25 多采用按為掃描硬件譯碼的動(dòng)態(tài)顯示方式或按位掃描軟件譯碼的動(dòng)態(tài)顯示方式。 本系統(tǒng)采用 串行口輸出的 靜態(tài)顯示接口電路，電路連接如圖 VCC40GND20RST9X119X218PSEN29ALE3039383736353433321234567821222324252627281011121314151617EA31U1AT89C52MR9CLK8A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713VCC14GND7IC274LS164MR9CLK8A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713VCC14GND7IC374LS164MR9CLK8A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713VCC14GND7IC474LS164MR9CLK8A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713VCC14GND7IC174LS164f9g10e1d2K3c4DP5b6a7K8D1LED1f9g10e1d2K3c4DP5b6a7K8D2LED2f9g10e1d2K3c4DP5b6a7K8D3LED3f9g10e1d2K3c4DP5b6a7K8D4LED4R10100*8R17100100100100GND4DO6DI5CLK7CH13CH02CS1VCC/REF8TLC0832VCCVCCVCCVCCVCC30pF30pF12M12MHZR11R12R13R14R15R16R18R26R19R20R21R22R23R24100*8R25R27100*8R33R28R29R30R31R32R34R35R36R37R38R39R40VCC100*8R922PF+1234JP0Header 4 圖 熱電偶檢定系統(tǒng)顯示接口電路 單片機(jī)處理所得的數(shù)據(jù)由 單片機(jī)串行輸出口 （ RXD0）將 數(shù)據(jù)輸出送入到74LS164 中， 4 個(gè) 74LS164 完成數(shù)據(jù)的串行 —— 并行轉(zhuǎn)換，并依次將數(shù)據(jù)輸出送入下一個(gè) 74LS164 中轉(zhuǎn)得到的數(shù)據(jù)并行輸出送入 LED 顯示器，控制各筆段的二極管點(diǎn)亮，顯示數(shù)據(jù)。 控制鍵盤的設(shè)計(jì) 由于 LED 顯示器功能的限制，一次只能顯示一 個(gè)數(shù)據(jù)，而測量處理所得的數(shù)據(jù)需要顯示的有：被測熱電偶的輸出電壓 測V ，標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的輸出電壓 標(biāo)V ，被測熱電偶與標(biāo)準(zhǔn)熱電偶輸出電壓差 V? 。因此要將處理得到的數(shù)據(jù)線進(jìn)行存儲，然后通過功能鍵盤，將數(shù)據(jù)分別在 LED 數(shù)碼管上顯示出來。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 26 鍵盤接口技術(shù)簡介 鍵盤使若干安鍵的集合，是向系統(tǒng)提供操作人員干預(yù)命令及數(shù)據(jù)的接口設(shè)備。鍵盤可分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種類型。前者能自動(dòng)識別按下的鍵并能產(chǎn)生相應(yīng)的代 碼，以并行或串行方式發(fā)送給 CPU。它使用方便，接口簡單，響應(yīng)速度快，但需要專門的硬件電路。后者則通過軟件來確認(rèn)按鍵并計(jì)算鍵值。這種方法雖然沒有編碼鍵盤速度快，但他不需要專用的硬件支持因此得到了廣泛的應(yīng)用。 鍵盤設(shè)計(jì)所要解決的問題 : ㈠ 按鍵的確認(rèn)。 鍵盤是一組按鍵開關(guān)的集合，每一個(gè)按鍵就是一個(gè)開關(guān)量輸入裝置。鍵的閉合與否，取決于機(jī)械開關(guān)的通，斷狀態(tài)。反映在電壓上就是呈現(xiàn)出高電平或低電平。所以通過電平狀態(tài)（高，低）的檢測，便可以確定按鍵是否按下。 ㈡ 重 鍵和連擊的處理。 按鍵操作中無意同時(shí)或先后按下 2 個(gè)以上的鍵，系統(tǒng)確認(rèn)哪個(gè)鍵操作是有效的，由設(shè)計(jì)者設(shè)定，如以按下時(shí)間最長或最先按下為有效，也可以將最后釋放的鍵設(shè)為輸入鍵，這都是由設(shè)計(jì)者的意志決定。 ㈢ 按鍵防抖動(dòng)技術(shù)。 鍵盤作為向系統(tǒng)提供操作員的干預(yù)指令的接口，其特定的按鍵序列代表著各種確定的操作命令。所以準(zhǔn)確的確認(rèn)每個(gè)鍵的動(dòng)作及 所處的狀態(tài)，是系統(tǒng)能否正常的關(guān)鍵。防抖動(dòng)的方法分為： ⑴ 硬件防抖動(dòng)技術(shù) 通過硬件電路消除按鍵過程中抖動(dòng)的影響，這種方法 工 作可靠且節(jié)省機(jī)時(shí)。 ①濾波防抖動(dòng)電路 利用 RC 積分電路對干擾脈沖的吸收作用，選擇好電路的時(shí)間常數(shù)，就能在按鍵抖動(dòng)內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 27 信號通過此濾波電路時(shí)，消除抖動(dòng)的影響。 ② 雙穩(wěn)態(tài)防抖電路 用兩個(gè)與非門構(gòu)成的一個(gè) RS 觸發(fā)器，即可構(gòu)成雙穩(wěn)態(tài)防抖電路。 ⑵軟件防抖技術(shù) 硬件防抖電路的缺點(diǎn)是 1 個(gè)鍵對應(yīng) 1 個(gè)防抖電路，當(dāng)鍵的數(shù)量比較多時(shí)，就要有很多的防抖電路，這種情況下，硬件防抖將無法勝任。于是提出了用軟件的方法進(jìn)行防抖。但第一次檢測到有鍵按下時(shí)，先用軟件延時(shí)（ 10ms~20ms），而后再確認(rèn)該鍵是 否仍維持閉合狀態(tài)的電平。若保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)該鍵以按下。 鍵盤電路形式 根據(jù)所需鍵的個(gè)數(shù)、 I/O 引腳輸出級電路結(jié)構(gòu)以及可以利用的 I/O 引腳數(shù)量確定鍵盤電路形式。 ㈠ 直接編碼輸入鍵盤 ⑴獨(dú)立式按鍵接口電路 對于具有少量功能鍵的系統(tǒng)，多采用相互獨(dú)立的接口方法，即每個(gè)按鍵接一根輸入線與單片機(jī)相連，各鍵的工作狀態(tài)互不影響。采用硬件中斷和軟件查詢方法可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立式按鍵接口。 ⑵功能開關(guān)接口電路