【正文】 4位 ,PC0~PC3).A 組可設(shè)置為基本的 I/O 口 ,閃控 (STROBE)的 I/O 閃控式 ,雙向 I/O3種模式 。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強(qiáng)。 2817A 管腳圖 引腳名稱(chēng) 功能 A0~A10 地址輸入 I/O0~I/O7 數(shù)據(jù)輸入 /輸出 C—— E—— 片選端 O—— E—— 輸出使能端 W—— E—— 寫(xiě)使能 R/B—— 閑 /忙 VCC 電源電壓 GND 地（ 0V） 并行接口芯片 8255 19 8255 是 Intel 公司生產(chǎn)的可編程并行 I/O 接口芯片 ，有 3 個(gè) 8 位并行 I/O 口。每一個(gè)發(fā)送器將 TTL/CMOS 電平轉(zhuǎn)換成 TIA/EIA232F電平。該器件包含 2驅(qū)動(dòng)器、 2接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供 TIA/EIA232F電平。 MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片 串口通 訊作為一種古老而又靈活的通訊方式，被廣泛地應(yīng)用于 PC 間的通訊以及PC和單片機(jī)之間的通訊之中，由于 PC 機(jī)端的 RS232電平與單片機(jī)端 TTL 的并不不匹配，故應(yīng)注意電平轉(zhuǎn)換。中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)包括信號(hào)放大、冷端補(bǔ)償、線(xiàn)性化及數(shù)字化等幾個(gè)部分，實(shí)際應(yīng)用中，由于中間環(huán)節(jié)較多，調(diào)試較為困難，系統(tǒng)的抗干擾性能往往也不理想。 C，是工業(yè)生產(chǎn)中最常用的溫度傳感器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、使用方便、測(cè)溫范圍寬等特點(diǎn)。在冷端采取一定措施補(bǔ)償由于冷端溫度變化造成的影響稱(chēng)為熱電偶的冷端補(bǔ)償。 熱電偶測(cè)量溫度時(shí)要求其冷端 （測(cè)量端為熱端，通過(guò)引線(xiàn)與測(cè)量電路連接的端稱(chēng)為冷端）的溫度保持不變，其熱電勢(shì)大小才與測(cè)量溫度呈一定的比例關(guān)系。在熱電偶回路中接 17 入第三種金屬材料時(shí)，只要該材料兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同，熱電偶所產(chǎn)生的熱 電勢(shì) 將保持不變，即不受第三種金屬接入回路中的影響。 熱電偶是一種感溫元件，是一次 儀表 。熱電偶就是利用這種原理進(jìn)行溫度測(cè)量的，其中，直接用作測(cè)量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端（也稱(chēng)為測(cè)量端），另一端叫做冷端（也稱(chēng)為補(bǔ)償端）；冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會(huì)指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)。例如日本的 SHIMADEW 和 OMRON 公司的 SR2 FD E5系列智能化控溫產(chǎn)品配合 Z型 SSR，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)“自動(dòng)翻轉(zhuǎn)”控制 ,即通過(guò)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生擾動(dòng)，算出最佳 PID 控制參數(shù)。模擬電路常采用電壓比較器 ,將一個(gè)固定周期的鋸齒電 壓和來(lái)自前級(jí)誤差電壓作比較 ,輸出方波實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。 “交流調(diào)功”是一種 Z型 SSR 普遍采用的方法，也能實(shí)現(xiàn) PID 調(diào)節(jié)。交流輸出時(shí)，通常使用兩個(gè)可 控硅或一個(gè)雙向可控硅，直流輸出時(shí)可使用雙極性器件或功率場(chǎng)效應(yīng)管。固態(tài)繼電器的輸入與輸出電路的隔離和耦合方式有光電耦合和變壓器耦合兩種。按輸入電壓的不同類(lèi)別，輸入電路可分為直流輸入電路，交流輸入電路和交直流輸入電路三種。固態(tài)繼電器的輸入端用微小的控制信號(hào)，達(dá)到直接驅(qū)動(dòng)大電流負(fù)載。 C 典型轉(zhuǎn)換時(shí)間 E 系列 Z 型 SSR 固態(tài)繼電器（ Solid State Relay,縮寫(xiě) SSR） ,是由微電子電路，分立電子器件，電力電子功率器件組成的無(wú) 觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。 C 冷端溫度補(bǔ)償誤差 177。 C 轉(zhuǎn)換誤差 177。 圖 1 MAX6675的引腳圖 項(xiàng)目 參數(shù) 電源電壓 ~ 工作電流 (最大 ) 測(cè)溫范圍 0~+1024176。 15 MAX6675的內(nèi)部由精密運(yùn)算放大器、基準(zhǔn)電源、冷端補(bǔ)償二極管、模擬開(kāi)關(guān)、數(shù)字控制器及 ADC電路構(gòu)成，完成熱電偶微弱信號(hào)的放大、冷端補(bǔ)償和 A／ D轉(zhuǎn)換功能。這就是 MAX6675進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償和測(cè)量溫度的原理。通過(guò)冷端溫度補(bǔ)償二極管，產(chǎn)生補(bǔ)償電壓 U2經(jīng) S4輸入 ADC 轉(zhuǎn)換器。 U1=(41μV/℃)(T T0) 上式中， U1為熱電偶輸出電壓（ mV）， T是測(cè)量點(diǎn)溫度； T0是周?chē)鷾囟取? 14 其工作原理如下： K 型熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)，經(jīng)過(guò)低噪聲電壓放大器 A1和電壓跟隨器 A2放大、緩沖后，得到熱電勢(shì)信號(hào) U1，再經(jīng)過(guò) S4送至 ADC。 C MAX6675 MAX6675 是一復(fù)雜的單片熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 2所示。 C 保存溫度范圍 Tstg 55~+150 176。與輸出端對(duì)應(yīng)的輸入端為高電平時(shí)，輸出端為低電平，拉入負(fù)載電流。此集成電路為集電極開(kāi)路輸出。 驅(qū)動(dòng)芯片 MC1413 MC1413是一種高電壓，大電流的大林頓管陣列集成驅(qū)動(dòng)集成電路， 這 7組 NPN達(dá)林頓晶體管陣列 通過(guò)合適的連接 ， 廣泛的應(yīng)用在打印機(jī)、繼電器等各種 工業(yè)和消費(fèi)應(yīng)用 驅(qū)動(dòng)電路中 。10% 3 VEE 液晶驅(qū)動(dòng)電壓 見(jiàn)示意圖 4 RS 寄存器選擇信號(hào) H: 數(shù)據(jù)寄存器 L: 指令寄存器 AT89C51 12 5 R/W 讀 /寫(xiě)信號(hào) H: 讀 L: 寫(xiě) 6 E 片選信號(hào) 下降沿觸發(fā) 7~14 DB0~DB7 數(shù)據(jù)線(xiàn) 數(shù)據(jù)傳輸 寄存器選擇功能： RS R/W 操作 0 0 指令寄存器（ IR）寫(xiě)入 0 1 忙標(biāo)志和地址計(jì)數(shù)器讀出 1 0 數(shù)據(jù)寄存器（ DR）寫(xiě)入 1 1 數(shù)據(jù)寄存器讀出 備注：忙標(biāo)志為“ 1”時(shí)，表明正在進(jìn)行內(nèi)部操作，此時(shí)不以輸入指令或數(shù)據(jù)，要等內(nèi)部操作結(jié)束忙標(biāo)志“ 0”時(shí)?？膳c微處理器或微控制相連 ,通過(guò)送入相應(yīng)的數(shù)據(jù)和指令，就可使模塊正常工作。 EN_TC1602 液晶顯示器 液晶板上排列著若干 5 7 或 5 10 點(diǎn)陣的字符顯示位 ,每個(gè)顯示位可顯示 1 個(gè)字符，從規(guī)格上分為每行 1 2 3 40 位，有一行、兩行及四行三類(lèi)。 XTAL1（ 19）：反向振蕩器放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 EA/VPP（ 31）：當(dāng) EA 保持低電平時(shí)，外部程序存儲(chǔ)器地址為（ 0000H－ FFFFH）不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 PSEN（ 29）：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。 ALE/PROG（ 30）：當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)，在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 RST（ 9）：復(fù)位輸入。 P2 口（ 21－ 28）： P2 口為內(nèi)部上拉電阻器的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收和輸出 4個(gè) TTL門(mén)電流。 3． 1． 2 主要特性 AT89C51 的主要特性如下： ?壽命達(dá) 1000 寫(xiě) /擦循環(huán) ?數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 ?全靜態(tài)工作： 0Hz－ 24MHz ?三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 ?1288 位內(nèi)部 RAM ?32 可編程 I/O 線(xiàn) ?2 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì) 數(shù)器 ?6 個(gè)中斷源 ?可編程串行通道 ?低功耗閑置和掉電模式 ?片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 3． 1． 3 引腳功能 10 AT89C51 引腳排列如圖所示，引腳功能如下： VCC（ 40）：＋ 5V GND（ 20）：接地 P0 口（ 39－ 32）： P0 口為 8 位漏極開(kāi)路雙向 I/O 口，每 個(gè) 引腳可吸收 8個(gè) TTL門(mén)電流。 片內(nèi)含 4k bytes 的可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 128 bytes的 隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線(xiàn)編程。 輸入輸出可根據(jù)不同的需要和不同的場(chǎng)合來(lái)設(shè)計(jì)，在精度要求高，設(shè)置要求快的 AT89CS52 單片機(jī) 溫度檢測(cè)電路 電阻爐 溫度控制 傳感器 報(bào)警電路 液晶顯示 鍵 盤(pán)輸入 9 環(huán)境下可使用多鍵鍵盤(pán)和 LCD 液晶顯示，在精度和速度要求不高的情況下則可使用簡(jiǎn)易鍵盤(pán)和 LED數(shù)碼管顯示，輸出方面在精度要求高的情況下采用連續(xù)調(diào)節(jié)電阻兩端的電壓進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，而精度要求不是很高的情況下則是通過(guò)控制電阻兩端電 壓的通斷來(lái)進(jìn)行對(duì)溫度的控制。溫度檢測(cè)主要由溫度傳感器構(gòu)成，根據(jù)精度及測(cè)量范圍的要求 選擇也不同，可以是熱電偶式的，也可以是熱電阻式的，還可以是熱敏電阻或集成溫度傳感器器件的等等。該系統(tǒng)中的時(shí)鐘電路可以根據(jù)要求進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)時(shí)。 電阻加熱爐溫度控制系統(tǒng) 系統(tǒng)框圖 在系統(tǒng)中 , 利用熱電偶測(cè)得電 阻爐實(shí)際溫度并轉(zhuǎn)換成毫伏級(jí)電壓信號(hào)。系統(tǒng)中采用了新型元件 ,功能強(qiáng)、精度高、硬件電路簡(jiǎn)單。 C）較高，編程簡(jiǎn)單方便，大大減輕運(yùn)行工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且能降低電耗（本系統(tǒng)電耗低于 10%以上），有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，使電阻爐的溫度控制提高到一個(gè)新的水平。 本設(shè)計(jì)采用單片微型計(jì)算機(jī)、雙向可控硅調(diào)功、動(dòng)態(tài)給定和變參數(shù)的 PID 控制系統(tǒng)，與以前常用的模擬控制系統(tǒng)比較，不但控制精確（本 系統(tǒng)恒溫期間溫度波動(dòng)可≤177。由于模擬儀表本身的測(cè)量精度差，加上交流接觸器的壽命短， 通斷比例低，故溫度控制精度低，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)按程序設(shè)定的升溫線(xiàn)升溫和故障自診斷功能。 熱電阻爐的發(fā)熱體為電阻絲，常規(guī)方式多采用模擬儀表測(cè)量溫度，并通過(guò)控制交流接觸器的通斷時(shí)間比例來(lái)控制加熱功率，此方法存在某些固有的缺點(diǎn)，如溫度與儀表值不符，溫度延遲等問(wèn)題。與常規(guī) PID 三個(gè)參數(shù)調(diào)節(jié)整相比，省時(shí)、高效，為實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易的自整定控制帶來(lái)方便。硬件電路選用 8051 單片機(jī)，軟件程序采用中斷查詢(xún)方式。 由于以上缺點(diǎn)，不采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)之一是不依賴(lài)于控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，它是通過(guò)學(xué)習(xí)，將輸入與輸出以權(quán)值的方式編碼，將它們關(guān)聯(lián)起來(lái)，但以網(wǎng)絡(luò)的表達(dá)權(quán)值難以理解為代價(jià)換取的，從權(quán)值很難知 道網(wǎng)絡(luò)編碼的內(nèi)容是什么。模糊控制理論突出對(duì)人的外在表達(dá)方式的描述，以模糊邏輯為基礎(chǔ)，抓住人腦思維的模糊性特點(diǎn)，用以模仿人的模糊綜合判斷推理來(lái)處理一般數(shù)學(xué)控制難以解決的模糊綜合控制。 由于以上缺點(diǎn)，不采用模糊控制算法。三是很容易產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象。二是自適應(yīng)能力有限。 一是精度不太高。加入某系統(tǒng)可由一組線(xiàn)性微分方程很好地加以描述，那么也就沒(méi)必要使用模糊控制了。 控制算法的選擇 （ 1） 模糊控制 模糊控制使用隸屬度函數(shù)和模糊合成法則等思想巧妙地綜合了人們的直覺(jué)經(jīng)驗(yàn)，從而在其他經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論不太奏效的場(chǎng)合，如具有純滯后、大慣性、參數(shù)漂移大的非線(xiàn)性不確定分布參數(shù)系統(tǒng)中能夠?qū)崿F(xiàn)較滿(mǎn)意的控制效果，所以它至少 7 應(yīng)是一種有效的補(bǔ)充控制手段。由此可見(jiàn)，在需要的鍵數(shù)比較多時(shí)，采用矩陣法來(lái)做鍵盤(pán)是合理的。 （ 2） 矩陣式鍵盤(pán) 在鍵盤(pán)中按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少 I/O 口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式，在矩陣式鍵盤(pán)中，每條水平線(xiàn)和垂直線(xiàn)在交叉處不直接連通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵加以連接。當(dāng)程序查詢(xún)到低 /高 電平的 I／ O 口線(xiàn)時(shí)，就可以確定處于閉合狀態(tài)的鍵 并執(zhí)行相應(yīng)的命令。 鍵盤(pán)電路的方案選擇 （ 1） 獨(dú)立式鍵盤(pán) 在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，只需要用到功能鍵 的時(shí)候 一般采用獨(dú)立式結(jié)構(gòu) ， 獨(dú)立式按鍵是各按鍵相互獨(dú)立的接通一條輸入數(shù)據(jù)線(xiàn)，每個(gè)鍵的工作不會(huì)影響其它的 I/0 口，這是 一種 較簡(jiǎn)單的鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)，電路 一般 采用查詢(xún)方式。是目前單片機(jī)應(yīng)用的重要領(lǐng)域，無(wú)論機(jī)器，儀表，等都可以 6 看到他的身影， 其中的 1602型顯示器更 具有使用簡(jiǎn)單，容 易掌握的特點(diǎn)。液晶顯示器便是根據(jù)此電壓有無(wú)，使面板達(dá)到顯示效果。所以液晶分子