自動檢測系統(tǒng)的設(shè)計(參考版)
2025-01-21 19:48本頁面
【正文】 該程序基本思想是：設(shè) 8座退火爐上、下限報警值分別與檢測值比較，并將相應(yīng)的報警標(biāo)志位置位 。其采樣程序流程圖如圖 718所示。巡回檢測的方法是先把 8個通道各采樣一次，然后再采樣第二次，第三次， 因此，在中斷服務(wù)程序中，只需按順序調(diào)用各功能模塊子程序即可。所以采用模塊設(shè)計方法，即每一個功能設(shè)計成一個模塊。 圖 717 中斷服務(wù)程序流程圖 本程序的基本思想是 8個通道按功能模塊一個一個地處理。 定時采樣處理中斷服務(wù)程序 ? 定時器采樣處理中斷服務(wù)程序即5s定時中斷服務(wù)程序，主要包括：數(shù)據(jù)采集、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換、報警處理、顯示通道號及溫度、直接數(shù)字控制計算和控制輸出等。 系統(tǒng)主程序 初始化與監(jiān)控主程序、自診斷主程序、鍵掃描與處理程序的框圖分別如圖 71圖 71圖 715所示 圖 713 主程序模塊流程圖 圖 714 自診斷模塊流程圖 圖 715 鍵掃描處理程序流程圖 ? 系統(tǒng)上電復(fù)位之后，單片機首先進(jìn)入系統(tǒng)的初始化模塊，該模塊的主要任務(wù)是設(shè)置堆棧指針、初始化 RAM工作區(qū)以及通道地址、設(shè)置中斷和開中斷等，模塊流程如圖 616所示。 三、溫度測控系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ? 整個系統(tǒng)的軟件采用結(jié)構(gòu)化與模塊化設(shè)計，分為主程序、中斷服務(wù)程序，以及許多功能獨立模塊 。 A/D轉(zhuǎn)換器選用 8路、雙緩沖的 DAC0832，輸出為 4～ 20mA電流信號。顯示顏色的控制分別由8255A的 C口和 8031的 P1口來實現(xiàn)。 工作原理： ? 雙色發(fā)光二極管進(jìn)行顯示報警時，當(dāng) LAi為高電平，而LBi為低電平時，發(fā)光二極管顯示綠色；反之，當(dāng) LAi為低電平，而 LBi為高電平時，發(fā)光二極管顯示紅色；若兩者均為高電平時，顯示黃色。因此， 8255A的 B口工作在兩種方式下：在顯示狀態(tài)下為輸出方式；在鍵盤中斷服務(wù)程序處理過程中為輸入方式。 為了便于完成系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、顯示方式選擇、自動 /手動安排，以及系統(tǒng)的啟動和停止，系統(tǒng)設(shè)置了一個 4 4矩陣鍵盤，其中， 0～9為數(shù)字鍵， A～ F為功能鍵。由圖 710看出，系統(tǒng)采用的是以 74LS373作為鎖存器的靜態(tài)顯示方法。設(shè)顯示緩沖單元位 28H和 29H；其顯示器第一位顯示通道號；第 2~4位顯示溫度，最大為 9990C。 鍵盤 /顯示接口電路 圖 710 鍵盤 /顯示接口電路 鍵盤與顯示電路可通過可編程接口芯片 8255A與 8031連接，其原理電路圖如圖 710所示。光電耦合器的作用時防止干擾而產(chǎn)生誤動作。 ? 儀器內(nèi)還應(yīng)設(shè)置掉電檢測電路，以便一旦檢測到失電，將斷點內(nèi)容保護(hù)起來。 掉電檢測電路 圖 79 掉電檢測電路 如圖 79所示，掉電保護(hù)功能的實現(xiàn)有兩種方案：①選用 E2ROM，將重要數(shù)據(jù)置于其中；②加接備用電池。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量由 8031的數(shù)據(jù)總線分兩次讀到 CPU寄存器。采樣 /保持器的工作狀態(tài)由 A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志 STS的狀態(tài)控制。 溫 度 0C 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1010 熱電偶輸出（ mV） 0 變送器輸出（ V） 0 A/D輸出（ H） 000 191 322 4B3 64E 7F0 991 B33 CCD E56 FFF 表 71 溫度－數(shù)字量對照表 A/D轉(zhuǎn)換器及數(shù)據(jù)采樣 圖 78 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)采用 12位 A./D轉(zhuǎn)換器 AD574與 8031的接口電路，如圖 78所示。根據(jù)要求本系統(tǒng)使用12為 A/D轉(zhuǎn)換器，因此，采樣分辨度為1010/4096≈。 圖 77 譯碼接口電路 ? 檢測元件及溫度變送器 根據(jù)退火爐的溫度測量范圍為 0～ 10000C，檢測元件選用鎳鉻－鎳鋁熱電偶（分度號為 K），其對應(yīng)輸出信號為 0～ 。根據(jù)系統(tǒng)中接口的數(shù)量，采用 74LS154（ 416譯碼器）作為本系統(tǒng)的譯碼電路。系統(tǒng)還必須配備鍵盤、顯示以及報警裝置，因此擴(kuò)展了 I/O接口電路 8255，增加了系統(tǒng)的 I/O口功能。 （ 2）測控系統(tǒng)工作原理 二、溫度測控系統(tǒng)的硬件電路 主機電路 圖 76 主電路線圖圖 主機電路由 803存儲器和 I/O接口電路組成，擴(kuò)展的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器容量的大小與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與控制功能有關(guān)，設(shè)計還要留有一定的裕量。當(dāng)采樣值大于給定值時，把天然氣閥門關(guān)小，反之將開大閥門。在 CPU中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理（數(shù)字濾波，標(biāo)度變換和數(shù)字控制計算）后，一方面送去顯示，并判斷是否需要報警；另一方面與給定值進(jìn)行比較，然后根據(jù)偏差值進(jìn)行控制計算。 溫度測控系統(tǒng)的組成與工作原理 圖 75 退火爐溫控系統(tǒng)原理圖 （ 1）組成 ? 系統(tǒng)由主機、輸入通道、輸出通道、鍵盤、顯示器及報警裝置組成。 ? （ 6）有掉電保護(hù)功能，以防止在突發(fā)調(diào)電事故時，能及時地保護(hù)重要的系統(tǒng)參數(shù)不丟失。 ? （ 5）具有超限報警功能。 ? （ 3）采用大林算法，可以實現(xiàn)滯后一階系統(tǒng)沒有超調(diào)量或有很少超調(diào)量。則具有 8爐模擬量輸入通道和 8路模擬量輸出通道。實驗室調(diào)試工作完成以后，即可組裝成機，移至現(xiàn)場進(jìn)行運行和進(jìn)一步調(diào)試，并根據(jù)運行及調(diào)試中的問題反復(fù)進(jìn)行修改。另外，軟件在運行中，設(shè)計者常常會發(fā)現(xiàn)某些程序模塊雖然能實現(xiàn)預(yù)期功能，但在算法上不是最優(yōu)的或在運行時間占用內(nèi)存等方面還有改進(jìn)的必要，也需要修改程序，使其更完善。當(dāng)投運后，用戶常常會改變原來的要求或提出新的要求。同時用戶的要求也經(jīng)常會發(fā)生變化。自動檢測系統(tǒng)的
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