【正文】 最后，向關(guān)心、支持和幫助我的所有師長、親人和朋友再一次表示我最衷心的感謝。由衷感謝 劉曙光 老師在畢業(yè)指導(dǎo)及各方面所給予我的關(guān) 心，以及從言傳身教中學(xué)到的為人品質(zhì)和道德情操。不過四年的時光里我也學(xué)到了很多東西，我的四年沒有浪費，一直過的都很充實，在接下來的工作中相信我還會繼續(xù)努力的。主要有： （ 1） 復(fù)位監(jiān)控系統(tǒng) （ 2） 三極管型的光電隔離器 本論文主要論述此智能變壓器溫度控制器的設(shè)計背景，設(shè)計原理、檢驗標準。 其通信采用串行通信，具有 RS485 標準接口。 此智能溫度控制器以優(yōu)質(zhì)的 8 位單片機 AT89C51 為核心，對變 壓器三相溫度和環(huán)境溫度進行測量和控制。 20% 10 耐受靜電放電干擾 177。 表 41主要向通信性能指標 序號 項目名稱 性能指標 1 額定工作電壓 ACC220V,50/60 Hz 2 功耗（不含負載） 5w 3 負載能力 AC240/10A 4 可控溫范圍 080176。 RS485 通信網(wǎng)絡(luò)接口是一種總線式的結(jié)構(gòu)，上位機（以個人電腦為例）和下位機（以 51 系列 單片機 為例）都掛在通信總線上， RS485 物理層的通信協(xié)議由RS485 標準和 51 單片機 的多機通訊方式。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在 100kb/s 速率以下，才可能使用規(guī)定最長的電纜長度。接收器也作與發(fā)送端相對的規(guī)定，收、發(fā)端通過平衡雙絞線將 AA 與 BB對應(yīng)相連，當(dāng)在收端 AB之間有大于 +200mV 的電平時，輸出正邏輯電平，小于 200mV 時，輸出負邏輯 電平。 智能控制器的串行中斷復(fù)位程序流程圖如圖 34 所示： 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 讀入接收數(shù)據(jù)機器編碼是否是本機號 ？中止多機通信允許多機通信RI = 0還原數(shù)據(jù)結(jié)束存儲數(shù)據(jù)到RA M等待 TX 計數(shù)達到同步還原數(shù)據(jù)結(jié)束修改指針R 4 1 = 0 ?結(jié)束YNYYNN 圖 34串行中斷復(fù)位程序流程 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 通信中斷流程圖 開始保護狀態(tài)判斷通訊狀態(tài)接受一個字節(jié)接受計數(shù)器 + 1恢復(fù)狀態(tài)中斷返回發(fā)送一個字節(jié)發(fā)送計數(shù)器 + 1接受發(fā)送 圖 35通信中斷流程 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 通信主流程 中斷服務(wù)程序入口是否接收中斷 ？中斷返回清除接收標志位檢驗數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)檢驗為JTFLAG = 1 ?發(fā)送數(shù)據(jù)檢驗出錯信號通信函數(shù)通信程序 2通信結(jié)束通信結(jié)束NYNY 圖 36 通信主流程 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 通信主程序流程圖 開始保護現(xiàn)場中斷程序數(shù)據(jù)檢測正確 ？發(fā)數(shù)據(jù)檢測錯誤信號執(zhí)行命令 1 處理函數(shù)執(zhí)行命令 2 處理函數(shù)發(fā)送通信信號成功函數(shù)恢復(fù)現(xiàn)場結(jié)束NY 圖 37 通信主程序流程 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 第 4 章 RS485 現(xiàn)場總線 RS485串行接口標準 RS48 RS422 與 RS232 不一樣，數(shù)據(jù)信號采用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸，它使用一對雙絞線，將其中一線定義為 A，另一線定義為 B，通常 情況下，發(fā)送驅(qū)動器 A、 B之間的正電平在 +2～ +6V，是一個邏輯狀態(tài)，負電平在 2～6V，是另一個邏輯狀態(tài)。有了中斷系統(tǒng)， CPU 就可以立即響應(yīng)并加以處理。外設(shè)在得到服務(wù)后，也繼續(xù)進行自己的工作。初始化流程圖如圖 32： 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 開始常量初始化從 X 25045 中讀出保護設(shè)定值開關(guān)量初始化中斷初始化通訊初始化返回主循環(huán) 圖 32初始化流程 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 開始系統(tǒng)初始化調(diào)顯示程序延時 0 . 4 S系統(tǒng)初始化子程序有鍵安下 ？顯示巡檢正確 ？報警故障處理邏輯風(fēng)機跳閘風(fēng)機故障 超溫 風(fēng)機燈處理強制風(fēng)機啟動 ？標志位 = 1取消手動操作 ？返回NYNYYNYN 圖 33主程序模塊 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 中斷是計算機的一個重要功能。 開機后首先進行初始化操作，從 EEPROM 中調(diào)出 T T T T1 的溫度值，如有鍵盤按下，則先執(zhí)行相應(yīng)的鍵盤處理程序，此后同時啟動計數(shù)器和定時器，單片機對 CD4052 的通道進行選擇就可得到相應(yīng)的計數(shù)值，對于每一個通道進行3次 采樣取中間值，直至得到所有要求的溫度計數(shù)值，然后對計數(shù)值進行相應(yīng)的換算處理，根據(jù)儀器的要求輸出相應(yīng)的控制信號控制各繼電器的狀態(tài)。當(dāng)三相測量溫度低于 ℃時 ,跳閘接點斷開 ,跳閘指示燈滅 ,蜂鳴器終止長音報警。 (4) 傳感器若出現(xiàn)開路或短路 ,能自動報警 (故障接點吸合 ) (5) 當(dāng)所測量溫度高于設(shè)定溫度 T2時 ,“風(fēng)機”自動啟動 ,“風(fēng)機”啟動指示燈亮；三相測量溫度低于 T1時 ,“風(fēng)機”自動停止 ,“風(fēng)機”啟動指示燈滅。 20℃；風(fēng)機停止溫度 T1=80℃，可調(diào)范圍177。 (2)黑匣子功能 在遇突然斷電時能自動保留斷電前的三相溫度和相位。中斷服務(wù)程序主要處理突然停電時的數(shù)據(jù)保留，如三相溫度及相位。通過 X25045讀寫數(shù)據(jù)。 圖 213電源電路 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 第 3 章軟件的設(shè)計 軟件上，在單片機上實現(xiàn)多種功能，并保證控制精度，軟件設(shè)計必須實現(xiàn)功能占 CPU 時間的分配上做到有主有次，既要保證完整性，又要保證實時性。在整個溫控器有幾個不同等級的電壓，它們分別是首先對輸入的 220V 進行整流，再通過電容濾波和 7912 和 7812等穩(wěn)壓器得到主板上各個芯片所需的直流電壓。為了引起操作 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 人員對異常信號的注意，智能控制器的 AT89C51 的 引腳裝置了聲光報警系統(tǒng)，由 S8050 三極管來驅(qū)動，主要來用對超溫、跳閘和傳感器故障進行聲光報警，同時控制面板上相應(yīng)的指示燈點亮，對異常情況區(qū)別。 圖 210風(fēng)機接線 風(fēng)機正常工作時， TR1 次級有感應(yīng)電流，光耦合器 IC2A 的發(fā)光二級光發(fā)光，則三級管導(dǎo)通， P37 口輸出高電平，不發(fā)出故障報警信號；風(fēng)機斷線時，則反之。 [12] 溫度控制部分 （ 1）風(fēng)機溫度控制及風(fēng)機斷線檢測電路 風(fēng)機控制按不同的接法可分別控制 380V 和 220V 的風(fēng)機，風(fēng)機接線如圖 210所示。 [11] 顯示驅(qū)動器 ZLG7289A 是具有串行接口，可同時驅(qū)動 8位共陰式數(shù)碼管 (或 64 只獨 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 立 LED)的智能顯示驅(qū)動芯片，該芯片同時還可連接多達 64 鍵的鍵盤矩陣，單片機即可完成 LED 顯示、鍵盤接口的全部功能。為簡化操作，降低成本，這里采用極其簡單的輕觸式來完成各項功能查詢、切換以及設(shè)定。 C使， OP07 的輸出端為 0，調(diào)節(jié) W9使得流過 R72的電流為 4mA，當(dāng)所測溫度為 200176。 傳感器是把物理信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，溫度傳感?PT100 是把溫度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮柚档母淖儭? 圖 27 溫度 檢測電路 途中虛線部分是信號調(diào)理電路，其中 W7 為調(diào)零電阻 ， W8 為調(diào)滿量程電阻，R53為精密電阻， OP07 運算放大器是 TTL 雙極低噪聲，低功耗精密運算放大器，具有精度高、漂移率低等特點，其放大倍數(shù)為 R56+(R59+W8 )/W8 。 其 后 差 動 放 大 器 之 輸 出 為Vo=10(V2V1)=10(+T/)=T/10,如果現(xiàn)在室溫為 25℃ ,則輸出電壓為。 (2)量測 Vo 時 ,不可分出任何電流 ,否則量測值會不準。大部分電阻式溫度檢測器是以金屬作成的 ,其中以白金 (Pt)作成的電阻式溫度檢測器 ,最為穩(wěn)定－耐酸堿、不會變質(zhì)最受工業(yè)界采用 。圖中，單片機的 接 TLC0834 的片選信號， 用于產(chǎn)生 A/D 轉(zhuǎn)換的時鐘， 為一個雙向 I/O 口位，可用于對模擬輸入進行配置及輸出轉(zhuǎn)換所得的數(shù)據(jù)。由于 TLC0834 采用的是串行輸入結(jié)構(gòu)，因此封裝體積小，可節(jié)省 51 系列單片機 I/O 資源，價格也較適中。 [7] 圖 25 TLC0834引腳 TLC0834 的引腳排列如圖 25 所示，其中 CH0～ CH3 為模擬輸入端； CS 為片選端； DI 為串行數(shù)據(jù)輸入，該端僅在多路器尋址時（ MUX Settling Time）才被檢測； DO 為 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果的三態(tài)串行輸出端； CLK 為時鐘； SARS 為轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸出端，該端為高電平時，表示轉(zhuǎn)換正在進行，為低電平則表示轉(zhuǎn)換完成； REF 為參考電壓輸入端； VCC 為 電源 ； DGTL GND 為數(shù)字地， ANGL GND 為模擬地 TLC0834 的主要特點 TLC0834 是 TI 公司生產(chǎn)的 8具有輸入可配置的多通道多路器和串形輸入輸出方式。文中以 AT89C51 CPU 為核心，采用 LTC0834 八位串行 A/D 轉(zhuǎn)換器設(shè)計了一個可將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的電路。本設(shè)計采用的是 PT100鉑熱電阻傳感器，測量范圍是 200～ 650? C,測溫精確度達到 %FS。編程時，可在合適的地方加一條喂狗指令，使看門狗的定時時間永遠達不到預(yù)置時間，系統(tǒng)就不會復(fù)位而正常工作。 圖 24 X25045看門狗電路硬件連接 看門狗定時器的預(yù)置時間是通過 X25045 的狀態(tài)寄存器的相應(yīng)位來設(shè)定的。 X25045 芯片內(nèi)包含有一個看門狗定時器，可通過軟件預(yù)置系統(tǒng)的監(jiān)控時間。在整個工作期間， CS 必須是低電平且 WP 必須是高電平。 [6] 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 （ 1） X25045 芯片簡介 X25045 是美國 Xicor 公司的生產(chǎn)的標準化 8 腳集成電路，它將 EEPROM、看門狗定時器、電壓監(jiān)控三種功能組合在單個芯片之內(nèi)，大大簡化了硬件設(shè)計，提高了系統(tǒng)的可靠性，減少了對印制電路板的空間要求，降低了成本和系統(tǒng)功耗，是一種理想的單片機外圍芯片。但目前工控系統(tǒng)仍在使用廉價的普通型 8051 系列單片機，則看門狗電路必須由用戶自己建立。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“ 1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。另外，該引腳被略微拉高。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。當(dāng) P3口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在 FLASH編程和校驗時 ， P1 口作為第八位地址接收。 P0能夠用于外部程序數(shù) 據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位?？删幊檀型ǖ? 178。 128*8 位內(nèi)部 RAM 178。與 MCS51 兼容 178。該器件采用 ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 138 ? 開孔尺寸： 154179。 另外，控制器還具有風(fēng)機故障檢測功能：當(dāng)風(fēng)機斷線時，故障觸點閉合，若接有指示燈，則指示燈發(fā)出報警信號。 ② 當(dāng) Tmax＞ T2時，即 三相溫度至少有一相高于風(fēng)機啟動溫度 T2，風(fēng)機同時啟動降溫。傳感器故障時面板上“故障”指示燈會亮，會發(fā)出蜂鳴聲報警，并通過電源板