【正文】 A D 5 82 本科生畢業(yè)設計（論文） 24 擬信號源中采集信號，并將之轉換為數(shù)字信號送計算機的過程。 在前向通道中，被測物理量經傳感器轉換成電信號，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信號轉換成電壓信號。多路轉換開關用來完成多路模擬信號的切換，信號調節(jié)則是將信號轉換成滿足 A/D 轉換器需要的電平信號。為了減少動態(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)采集電路的設計不僅僅限于是單純 A/D 轉換芯片的接口設計，還必須綜合考慮傳感器到 CPU 的全過程。 通過分析， A/D 轉換器選用常用的 ADC0809， ADC0809 是采樣分辨率為 8位的、以逐次逼近原理進行模 — 數(shù)轉換的器件。其內部有一個 8 通道多路開關，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通 8 路模擬輸入信號中的一個進行A/D 轉換。 的主要特性 (1)． 8 路輸入通道， 8 位 A／ D 轉換器，即分辨率為 8 位。 (2)． 具有轉換起?？刂贫恕? (3)． 轉換時間為 100μs。 (4)． 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。 ADC0809 是 CMOS 單片型逐次逼近式 A／ D 轉換器，它由 8 路模擬開關、地址鎖存與譯碼器、比較器、 8 位開關樹型 D／ A 轉換器、逐次逼近 。 的工作過程 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位。下降沿啟動 A／ D 轉換， 之后 EOC 輸出信號變低，指示轉換正在進行。直到 A／D 轉換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖剑甘?A／ D 轉換結束，結果數(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，轉換結果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。 本科生畢業(yè)設計（論文） 25 圖 ADC0809 與 AT89S52 的連接 D/A 轉換器的選擇 傳感器輸出的信號多為模擬信號，在以微型計算機為核心組成的數(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轉換為數(shù)字信號，為此要使用模數(shù)轉換器。相反，經過計算機處理后的信號常需要反饋給模擬執(zhí)行機構等，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)設計（論文） 26 要數(shù)模 轉換器將數(shù)字量轉換成相應的模擬信號。因此， D/A 轉換電路是微型計算機與輸入輸出裝置之間的接口，是數(shù)字化測控系統(tǒng)中的重要組成部分。 經過分析，本控制系統(tǒng)選用 DAC0832 作為 D/A 轉換器。 DAC0832 是 8 分辨率的 D/A 轉換集成芯片。與微處理器完全兼容。這個 DA 芯片以其價格低廉、接口簡單、轉換控制容易等優(yōu)點，在單片機應用系統(tǒng)中得到廣泛的應用。 D/A 轉換器由 8 位輸入鎖存器、 8 位 DAC 寄存器、 8 位 D/A 轉換電路及轉換控制電路構成。 DAC0832 的主要特性參數(shù) 為 分辨率為 8 位；電流穩(wěn)定時間 1us；可單緩沖、雙緩沖或 直接數(shù)字輸入；只需在滿量程下調整其線性度；單一電源供電（ +5V～ +15V）；低功耗， 200mW。 根據(jù)對 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)設計（論文） 27 圖 DAC0832 與 AT89S52 的連接圖 報警電路的設計 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)設計（論文） 28 蜂鳴電路 3． 10 多路模擬開關 模擬開關是通過數(shù)字量來控制傳輸門（ TG ）的接通和斷開以傳輸數(shù)字信號或模擬信號的開關。它具有功耗低、速度快、體積小、無機械觸點及使用壽命長等優(yōu)點， 因此在一定程度上可以用來代替繼電器。它的缺點是導通電阻不夠?。◣资翈装贇W），斷開時仍有泄露電流（約 uA），且通過的電流一般為毫安級。 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)設計（論文） 29 本科生畢業(yè)設計（論文） 30 第三章 整體系統(tǒng)的軟件設計 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)的二進制轉化為十進制 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 調用顯示子程序 開始（初始化端口并定義宏變量） 結束 本科生畢業(yè)設計（論文） 31 圖 系統(tǒng)主程序流程框圖 本科生畢業(yè)設計（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 為例保證精餾生產過程安全、高效地連續(xù)進行，精餾塔自動控制系統(tǒng)應當滿足一下幾方面的要求： 對于正常工作的精 餾塔，應當使塔頂或塔底產品中的一個產品達到規(guī)定的純度；另一端產品的成分亦應保持在規(guī)定的范圍內。為此，應以塔頂或塔底一種產品的純度作為質量參數(shù)進行控制，這樣的控制系統(tǒng)成為質量控制系統(tǒng)。 質量控制需要能直接測出產品成分的分析儀表。由于目前還不能生產出測量滯后小、精度等級高、能在線檢測的分析儀表，所以在大多數(shù)情況下，精餾塔自動控制系統(tǒng)是通過溫度控制來間接實現(xiàn)生產過程的產品質量控制。即用溫度控制系統(tǒng)代替質量控制系統(tǒng)。 為了保證精餾塔的平穩(wěn)運行，應設法預先克服原料進塔之前的主要可控干擾，同時盡可能減 緩不可控的擾動?？赏ㄟ^進料的溫度控制、加熱劑和冷卻劑的壓力控制、進料量的均勻控制系統(tǒng)等，使精餾塔的進料參數(shù)保值穩(wěn)定或避免其劇烈波動。為了維持塔的物料平衡，還要控制塔頂和塔底產品采出量，使二者之和等于精料量，兩個之和等于進料量，兩個采出量變化要緩慢，以保證精餾塔平穩(wěn)運行；精餾塔內的儲液量應保持著限定的范圍內?？刂扑葔毫Ψ€(wěn)定也是精餾塔平穩(wěn)運行所必需的。 為了保證精餾的產品質量和生產過程的正常進行，必需滿足一些參數(shù)的極限值所限定的約束條件。例如對塔內氣體流速的上下限限制，流速過高易產生液泛，流 速過低會降低塔板效率，尤其對工作范圍較窄的篩板塔和乳化塔的流速必須嚴格限制。通過測量和控制塔底與塔頂間的壓差，間接實現(xiàn)塔內氣體流速的檢測與 本科生畢業(yè)設計（論文） 33