【正文】 最后再一次感謝我的論文導(dǎo)師黃艷老師和答辯組的各位老師，還有所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者。 感謝父母，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報(bào)；感謝同學(xué)在我遇到困境時(shí)向我伸出援助之手，同窗之誼我們社會(huì)再續(xù)；感謝這段時(shí)間對(duì)我?guī)椭o與關(guān)懷的其他人，是你們讓我看到了人間真情暖人心，激勵(lì)我時(shí)時(shí)刻刻努力，奮發(fā)向上，排除萬難勇往直前。大學(xué)時(shí)代的老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，思想深邃，視野雄闊，我被深深的折服。在這四年的求學(xué)生涯中師長(zhǎng)、同窗給與了我最大的幫助，在這個(gè)翠綠的季節(jié)我將邁開腳步走向遠(yuǎn)方，懷念，思索，長(zhǎng)長(zhǎng)的問號(hào)一個(gè)個(gè)在求學(xué)的路途中被知識(shí)的舉手擊碎，而人生的思考才剛剛開始。最大的體會(huì)還是理論運(yùn)用到實(shí)踐還是有很大差距，理論學(xué)得再好到了實(shí)際運(yùn)用的時(shí)候還是會(huì)出現(xiàn)很多問題，這些問題通過多實(shí)踐積累經(jīng)驗(yàn)可以得到解決。PID控件的難題在于參數(shù)整定，對(duì)于本系統(tǒng)來說參數(shù)整定只能使用經(jīng)驗(yàn)湊試，而且調(diào)試的時(shí)候一定要耐心。此次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要難題為控制系統(tǒng)輸出控制和PID控件，系統(tǒng)PID輸出為模擬信號(hào)而該系統(tǒng)的控制對(duì)象為一加熱棒，因此一般的執(zhí)行器無法滿足控制需求，而使用普通的觸點(diǎn)式繼電器會(huì)因頻繁開關(guān)而產(chǎn)生電弧，可能導(dǎo)致事故發(fā)生。調(diào)試過程中，遇到不少問題，主要是經(jīng)驗(yàn)不足，經(jīng)過不停的摸索，問題基本上得到了解決。然后進(jìn)行軟件編程，通過數(shù)據(jù)線連接電腦下載編好的程序，進(jìn)行調(diào)試。輸出一位移位脈沖YN段碼移位結(jié)束結(jié)束取段碼結(jié)束開始選擇串口工作方式設(shè)置地址指針取段碼段碼左移一位輸出一位斷段碼NY 圖45顯示子程序流程圖如圖46所示為外部中斷子程序流程圖，首先要設(shè)定外部中段入口，然后關(guān)閉外部中斷，下一步單片機(jī)讀取溫度和壓力值，輸出結(jié)果，然后外部開中斷，最后返回。最后返回。二次調(diào)用后，是否再有鍵閉合，如有判斷閉合建號(hào)棧，如沒有跳到第一次檢測(cè)鍵閉合。最后返回。A/D接收是否完畢，如是計(jì)算符合報(bào)警條件否，如否則返回。接下來看是否有溫度數(shù)據(jù)采集到，如果有就進(jìn)行A/D采樣及PID處理數(shù)據(jù)，最后所得結(jié)果與設(shè)定值比較從而控制繼電器通斷。寫程序時(shí)，調(diào)用程序前即系統(tǒng)運(yùn)行首要先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化。 41） （42）由此可得增量式算法公式： （43） （44）這個(gè)計(jì)算的過程可用一個(gè)簡(jiǎn)單的程序來實(shí)現(xiàn)。此外，由電阻R2和發(fā)光二極管D4組成電源指示電路具有上電指示作用。穩(wěn)壓電源電路如圖 39所示，從J1輸入9～12V的直流電，打上開關(guān)，經(jīng)C1和C2濾波后，加到7805穩(wěn)壓塊的輸入端，再?gòu)钠漭敵龆溯敵龇€(wěn)定的+5V的電壓。性能優(yōu)良，可靠性搞。 78系列三端穩(wěn)壓器是最常見的集成穩(wěn)壓器件。當(dāng)基極為低電平時(shí)，晶體管處于飽和狀態(tài)，飽和電壓為UCES=0. 3V，此時(shí)，蜂鳴器鳴叫。圖 38 報(bào)警電路電路由限流電阻R三極管Q兩個(gè)二極管和蜂鳴器組成。紅燈滅綠燈亮表示正常工作。在程序查詢方式下，通過I/O端口讀入按鍵狀態(tài)，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，相應(yīng)的I/O端口變?yōu)榈碗娖剑幢话聪碌陌存I在上拉電阻作用下為高電平，這樣通過讀I/O口的狀態(tài)判斷是否有按鍵按下?？紤]到本設(shè)計(jì)實(shí)際需要的按鍵較少，所以選擇采用獨(dú)立式鍵盤接口電路。鍵盤控制有矩陣式和獨(dú)立式兩中。 圖36 顯示電路 鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中是一個(gè)很關(guān)鍵的部件，它能實(shí)現(xiàn)向單片機(jī)系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)、發(fā)送命令等功能，是人工干預(yù)單片機(jī)的主要手段。動(dòng)態(tài)顯示的亮度與導(dǎo)電電流有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間比例有關(guān)。這種方法中，顯示器件分時(shí)工作，每次只能有一個(gè)器件顯示，但由于人的視覺暫留現(xiàn)象，所以，仍感覺到所有的器件都“同時(shí)”顯示。這種顯示器顯示方式的每一個(gè)七位顯示器需要一個(gè)八位輸出控制。所謂的靜態(tài)顯示是由單片機(jī)一次輸出后就能顯示后就能保持，直到下次送新的顯示模式為止。在微型機(jī)系統(tǒng)中，LED常用的顯示方法有兩種。因?yàn)榘l(fā)光二極管是固態(tài)的，因此他可以延長(zhǎng)傳感器的使用壽命。LED（發(fā)光二極管）最早出現(xiàn)在19世紀(jì)60年代，現(xiàn)在我們可以經(jīng)常在電氣和電子設(shè)備上看到這些二極管作為指示燈來用。 圖35 壓力檢測(cè)電路本案設(shè)計(jì)中采用三位7段LED顯示器，LED顯示器是單片機(jī)應(yīng)用中最常用的輸出部件，它是由若干發(fā)光二極管組成，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)筆畫發(fā)光，不同組合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。最后，由于結(jié)構(gòu)上的對(duì)稱性，輸入放大器的共模誤差，如果它們跟蹤，將被輸出級(jí)的減法器消除。因此CMR理論上直接與增益成比例增加，這是一個(gè)非常有用的特性。RF/RG）〕倍。RF/RG）〕的增益系數(shù)被放大。由于沒有電流流過RG（也就無電流流過R5和R6）），放大器AR1和AR2將作為單位增益跟隨器而工作。由于RG兩端的電壓等于VIN，所以流過RG的電流等于VIN/RG，因此輸入信號(hào)將通過A1和A2獲得增益并得到放大。=＝R6，R1＝如果R5因?yàn)檩斎腚妷航?jīng)過放大后（在A1其中AR1和AR2為兩個(gè)性能一致(主要指輸入阻抗，共模抑制比和增益)的同相輸入通用集成運(yùn)算放大器，構(gòu)成平衡對(duì)稱差動(dòng)放大輸入級(jí)，AR3構(gòu)成雙端輸入單端輸出的輸出級(jí)，用來進(jìn)一步抑制AR1和AR2的共模信號(hào)，并適應(yīng)接地負(fù)載的需要。 本次設(shè)計(jì)的放大器采用了三運(yùn)放，因?yàn)樗哂懈吖材Ｒ种票鹊姆糯箅娐?。若相?duì)兩橋臂的極性一直，輸出電壓為兩者之和，反之則為兩者之差。由于應(yīng)變片的電橋電路的輸出信號(hào)一般比較微弱，所以目前大部分電阻應(yīng)變式傳感器的電橋輸出端與直流放大器相連電橋的輸出電壓于應(yīng)變成線性關(guān)系。 圖34溫度控制電路該部分主要由壓力信號(hào)檢測(cè)和信號(hào)放大電路兩部分組成。，加熱器通電，加熱器對(duì)鍋爐加熱，進(jìn)行加熱處理。當(dāng)P口輸出高電平時(shí)，經(jīng)反相驅(qū)動(dòng)器7406變?yōu)榈碗娖?，使發(fā)光二極管發(fā)光，從而使光敏三極管導(dǎo)通，進(jìn)而是Q3導(dǎo)通，因而繼電器的線圈通電,接通鍋爐加熱器。VDD端接+5V電源，DQ端與+5V電源之間通過電阻相連，GND接地，DS18B20可以直接將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，因此不需要連接A/D轉(zhuǎn)換器，DS18B20與單片機(jī)直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，不需要通過單片機(jī)來個(gè)DS18B20供電，保證了DS18B20工作的可靠性。另一種是寄生電源供電方式，如圖33所示單片機(jī)端口接單線總線，為保證在有效的 DS18B20時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè)MOSFET管來完成對(duì)總線的上拉[7]。因此，因此可用多只DS18B20同時(shí)測(cè)量溫度并進(jìn)行告警搜索。剛上電時(shí)或者觸動(dòng)按鈕后C5兩端的電壓為0，這時(shí)RST為高電平，而其高電平保持時(shí)間是由R和C的時(shí)間常數(shù)決定，由公式(31)可知，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于2μs，即使RST高電平的時(shí)間保持2μs以上，確保了單片機(jī)正常復(fù)位。復(fù)位電路如圖 32所示。 圖31 晶振電路 復(fù)位電路 單片機(jī)上電后，在其9腳（RESET）出現(xiàn)24個(gè)振蕩周期以上的高電平后，單片機(jī)內(nèi)部初始復(fù)位。A、B、C的值與被選擇的通道之間的關(guān)系如下表2—3所示： 表2—3 通道選擇表C B A 被選擇的通道0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1 IN IN IN IN IN IN IN IN3 鍋爐溫度和壓力控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 最小單片機(jī)系統(tǒng) 單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，指的是用最少的元件組成的單片機(jī)并且可以正常工作的系統(tǒng)，對(duì)本次設(shè)計(jì)使用單片機(jī)來說，最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)，晶振電路以及復(fù)位電路。一是8路模擬信號(hào)通道的選擇，二是A/D轉(zhuǎn)換完成后轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送。其典型值為+5V(Vref(+)=+5V, Vref()=5V)。 Vcc—— +5V電源。 OE——輸出允許信號(hào)。EOC=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。通常使用頻率為500KHz的時(shí)鐘信號(hào)。 CLK——時(shí)鐘信號(hào)。START=1轉(zhuǎn)換啟動(dòng)。 ALE——地址鎖存允許信號(hào)。主要由3部分組成：模擬輸入選擇部分、轉(zhuǎn)換器部分、輸出部分。％Span供電電壓V響應(yīng)時(shí)間ms輸出噪音μV pp長(zhǎng)期穩(wěn)定性177。％Span零點(diǎn)溫度誤差177。％Span遲滯177。從0～2psi至0～100psi量程范圍內(nèi)均有表壓，差壓和絕壓產(chǎn)品[5]。 通過激光修正的電阻實(shí)現(xiàn)了0～50℃的溫度補(bǔ)償，還提供一個(gè)激光修正的電阻用于調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器的增益來校正傳感器的壓力靈敏度變化，使具有良好的互換性，互換性誤差僅為177。ROM操作品令 ：總線主