【正文】 L4A D 5 82 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 擬信號(hào)源中采集信號(hào)，并將之轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送計(jì)算機(jī)的過(guò)程。 在 前向通道中，被測(cè)物理量經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，而每一種傳感器都有與之配套的接口電路，接口電路再將這一點(diǎn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)用來(lái)完成多路模擬信號(hào)的切換，信號(hào)調(diào)節(jié)則是將信號(hào)轉(zhuǎn)換成滿足 A/D 轉(zhuǎn)換器需要的電平信號(hào)。為了減少動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集的孔徑誤差，需要加入采樣 /保持電路。因此，數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計(jì)不僅僅限于是單純 A/D 轉(zhuǎn)換芯片的接口設(shè)計(jì)，還必須綜合考慮傳感器到 CPU的全過(guò)程。 通過(guò)分析， A/D 轉(zhuǎn)換器選用常用的 ADC0809， ADC0809 是采樣分辨率為 8位的、以逐次逼近原理進(jìn)行模 — 數(shù)轉(zhuǎn)換的器件。其內(nèi)部有一個(gè) 8 通道多路開(kāi)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。 的主要特性 (1)． 8 路輸入通道， 8 位 A／ D 轉(zhuǎn)換器，即分辨率為 8 位。 (2)． 具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。 (3)． 轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μs。 (4)． 單個(gè)＋ 5V電源供電 。 (5)． 模擬輸入電壓范圍 0～＋ 5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。 (6)． 工作溫度范圍為 40～＋ 85 攝氏度 。 (7)． 低功耗，約 15mW。 ADC0809 是 CMOS 單片型逐次逼近式 A／ D 轉(zhuǎn)換器，它由 8 路模擬開(kāi)關(guān)、地址鎖 存與譯碼器、比較器、 8 位開(kāi)關(guān)樹(shù)型 D／ A 轉(zhuǎn)換器、逐次逼近 。 的工作過(guò)程 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(dòng) A／ D 轉(zhuǎn)換，之后 EOC 輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到 A／D 轉(zhuǎn)換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖?，指?A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。當(dāng) OE 輸入高電平 時(shí)，輸出三態(tài)門打開(kāi)，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 圖 ADC0809與 AT89S52的連接 D/A 轉(zhuǎn)換器的選擇 傳感器輸出的信號(hào)多為模擬信號(hào)，在以微型計(jì)算機(jī)為核心組成的數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)中，必須將傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，為此要使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器。相反，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理后的信號(hào)常需要反饋給模擬執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，因此還需123456A B C D654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:11Apr2010Sheet of File:E:\XPsoftware\protel99\Examples\AD.ddbDrawn By:EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P10/T1P11/T2P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10AT89S5212 3U2A74ALS0212 3U3A74ALS02123U1A74ALS02VCCP20P21P22RDP27WRIN026msb21212220IN12723192418IN2282582615IN312714lsb2817IN42EOC7IN53ADDA25IN64ADDB24ADDC23IN75ALE22ref()16ENABLE9START6ref(+)12CLOCK10ADC0809P20P21P22RDWRP27 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 要數(shù)模轉(zhuǎn)換器將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬信號(hào)。因此， D/A 轉(zhuǎn)換電路是微型計(jì)算機(jī)與輸入輸出裝置之間的接口，是數(shù)字化測(cè)控系統(tǒng)中的重要組成部分。 經(jīng)過(guò)分析，本控制系統(tǒng)選用 DAC0832 作為 D/A 轉(zhuǎn)換器。 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。 DAC0832 的主要特性參數(shù) 為 分辨率為 8 位；電流穩(wěn)定時(shí)間 1us；可單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)字輸入；只需在滿量程下調(diào)整其線性度；單一電源供電（ +5V～ +15V）；低功耗， 200mW。 根據(jù)對(duì) DAC0832 的數(shù)據(jù)鎖存器和 DAC 寄存器的不同的控制方式，DAC0832 有三種工作方式：直通方式、單緩沖方式和雙緩沖方式。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 圖 DAC0832與 AT89S52的連接圖 報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 123456A B C D654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:11Apr2010Sheet of File:E:\XPsoftware\protel99\Examples\AD.ddbDrawn By:EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P10/T1P11/T2P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10IC1AT89S523 2184IC3ATL082Vcc20Iout111lsbDI07Iout212DI16DI25Rfb9DI34DI416Vref8DI515DI614msbDI713ILE19WR218CS1WR12Xfer17IC2DAC0832VCCVCCVCC12V+12V123456789R1 4.7K8 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 蜂鳴電路 3． 10 多路模擬開(kāi)關(guān) 模擬開(kāi)關(guān)是通過(guò)數(shù)字量來(lái)控制傳輸門（ TG ）的接通和斷開(kāi)以傳輸數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)的開(kāi)關(guān)。它具有功耗低、速度快、體積小、無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)及使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因此在一定程度上可以用來(lái)代替繼電器。它的缺點(diǎn)是導(dǎo)通電阻不夠?。◣资翈装贇W），斷開(kāi)時(shí)仍有泄露電流（約 uA），且通過(guò)的電流一般為毫安級(jí)。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i o nS iz eBD a t e : 24 A pr 2 010 S h e e t of F il e : E : \ X P s of tw a r e \ pr ot e l 99 \ E xa m p l e s \ A D .dd b D r a w n B y:R10 KLSS P E A K E RV C CP T1C 855 0 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 第三章 整體系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)程序框圖如圖 所 示。系統(tǒng)程序如附錄 2 所示。 讀取 A/D 數(shù)據(jù) 將 A/D 數(shù)據(jù)的二進(jìn)制轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制 判斷 A/D 數(shù)據(jù)是 否大于某一值 控制塔頂回流量增大 Y 判斷 A/D 是否 小于某一值 N 再沸器蒸汽增大 Y N 調(diào)用顯示子程序 開(kāi)始（初始化端口并定義宏變量） 結(jié)束 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 圖 系統(tǒng)主程序流程框圖 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 第四章 精餾塔控制要求及主要干擾的分析 精餾塔的控制要求 為例保證精餾生產(chǎn)過(guò)程安全、高效地連續(xù)進(jìn)行，精餾塔自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)滿足一下幾方面的要求： 對(duì)于正常工作的精餾塔，應(yīng)當(dāng)使塔頂或塔底產(chǎn)品中的一個(gè)產(chǎn)品達(dá)到規(guī)定的純度；另一端產(chǎn)品的成分亦應(yīng)保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。為此，應(yīng)以塔頂或塔底一種產(chǎn)品的純度作為質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行控制，這樣的控制系統(tǒng)成為質(zhì)量控制系統(tǒng)。 質(zhì)量控制需要能直接測(cè)出產(chǎn)品成分的分析儀表。由于目前還不能生產(chǎn)出測(cè)量滯后小、精度 等級(jí)高、能在線檢測(cè)的分析儀表，所以在大多數(shù)情況下，精餾塔自動(dòng)控制系統(tǒng)是通過(guò)溫度控制來(lái)間接實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的產(chǎn)品質(zhì)量控制。即用溫度控制系統(tǒng)代替質(zhì)量控制系統(tǒng)。 為了保證精餾塔的平穩(wěn)運(yùn)行，應(yīng)設(shè)法預(yù)先克服原料進(jìn)塔之前的主要可控干擾，同時(shí)盡可能減緩不可控的擾動(dòng)。可通過(guò)進(jìn)料的溫度控制、加熱劑和冷卻劑的壓力控制、進(jìn)料量的均勻控制系統(tǒng)等，使精餾塔的進(jìn)料參數(shù)保值穩(wěn)定或避免其劇烈波動(dòng)。為了維持塔的物料平衡，還要控制塔頂和塔底產(chǎn)品采出量，使二者之和等于精料量，兩個(gè)之和等于進(jìn)料量，兩個(gè)采出量變化要緩慢，以保證精餾塔平 穩(wěn)運(yùn)行；精餾塔內(nèi)的儲(chǔ)液量應(yīng)保持著限定的范圍內(nèi)?？刂扑?nèi)壓力穩(wěn)定也是精餾塔平穩(wěn)運(yùn)行所必需的。 為了保證精餾的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)過(guò)程的正常進(jìn)行，必需滿足一些參數(shù)的極限值所限定的約束條件。例如對(duì)塔內(nèi)氣體流速的上下限限制，流速過(guò)高易產(chǎn)生液泛，流速過(guò)低會(huì)降低塔板效率，尤其對(duì)工作范圍較窄的篩板塔和乳化塔的流速必須嚴(yán)格限制。通過(guò)測(cè)量和控制塔底與塔頂間的壓差，間接實(shí)現(xiàn)塔內(nèi)氣體流速的檢測(cè)與 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 控制