【正文】 鍵盤及顯示部分是人機(jī)交換對話的基本部件。 C時， OP07 的輸出為 +5V，流過R72的電流為 20mA。所以，當(dāng)所測溫度為 0176。通過集 成運(yùn)算放大器輸出相應(yīng)的電壓值，但是由于電壓的傳送消耗很大，遠(yuǎn)距離傳輸時，大大降低了傳輸效率，而電流對外接干擾不敏感，因 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 此通常情況下，運(yùn)用變送器把電壓信號轉(zhuǎn)換為 420mA 的電流信號進(jìn)行傳輸。 C 時，熱電阻阻值為 ，調(diào)節(jié)滑動變阻器 W8 ，使 OP07 的輸出為 +5V。根據(jù) PT100 所測得的溫度為 0176。 A、 B、 C相的檢測電路如圖 27所示。 [9] 工作原理 : 傳感器的接入非常簡單 ,從系統(tǒng)的 5V 供電端僅僅通過一支 3K92 的電阻就連接到 PT100 了，這種接法通常會引起嚴(yán)重的非線性問題 ,但是，由于有了單片機(jī)的軟件校正作為后盾 ,因此就簡化了傳感器的接入方式。 6V 齊納二極體的作用如 齊納二極體的作用 ,我們利用它調(diào)出 ,因此電壓追隨器的輸出電壓 V1 亦為 。電路分析由于一般電源供應(yīng)較多零件之后 ,電源是帶雜訊的 ,因此我們使用齊納二極體作為穩(wěn)壓零件 ,由 于 ,使得 1K電阻和 5K可變電阻之電壓和為 ,靠 5K可變電阻的調(diào)整可決定電晶體的射 (集極 )極電流 ,而我們須將集極電流調(diào)為,使得量測電壓 V 如箭頭所示為 +T/1000。 100(1+)=+T/1000。 [8] PT100 溫度傳感器是一種以白金 (Pt)作成的電阻式溫度檢測器 ,屬于正電阻系數(shù) ,其電阻和溫度變化的關(guān)系式如下： R=Ro(1+α T)，其中α =,Ro 為 100Ω (在 0℃的電阻值 ),T 為攝氏溫度，因此白金作成的電阻式溫度檢測器 ,又稱為PT100。 電阻式溫度檢測器（ RTD,RResistance Temperature Detector)是一種物質(zhì)材料作成的電阻 ,它會隨溫度的上升而改變電阻值 ,如果它隨溫度的上升而電阻值也跟著上升就稱為正電阻系數(shù) ,如果它隨溫度的上升而電阻值反而下降就稱為負(fù)電阻系數(shù)。在這里，模擬信號以單 端方式輸入，參考電壓為 5V，即 A/D 模擬量的輸入范圍為 0～5V。 與單片機(jī)的接口電路設(shè)計 TLC0834 與 89C51 單片機(jī)的硬件接口電路的電路原理如圖 26所示。 其主要特點(diǎn)如下： 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 ● 8 位分辨率； ● 易于和微處理器接口或獨(dú)立使用； ● 可滿量程工作； ● 可用地址邏輯多路器選通 4輸入通道； ● 單 5V供電，輸入范圍為 0～ 5V； ● 輸入和輸出與 TTL、 CMOS 電平兼容； ● 時鐘頻率為 250kHz 時，其轉(zhuǎn)換時間為 32us； ● 可以和美國國家半導(dǎo)體公司的 ADC0843 和 ADC0838 進(jìn)行替換，但它內(nèi)部不帶齊納穩(wěn)壓器網(wǎng)絡(luò)； ● 總調(diào)整誤差為177。在全 8位分辨率下，它允許任意小的模擬電壓編碼間隔。其多路器可由軟件配置為單端或差分輸入，也可以配置為偽差分輸入。并行方式一般在轉(zhuǎn)換后可直接接收，但芯片的引腳比較多；串行方式所用芯片引腳少，封裝小，在PCB板上占用的空間也小，但需要軟件處理才能得到所需要的數(shù)據(jù)。 關(guān)鍵詞：單片機(jī) A/D 轉(zhuǎn)換器 TLC0834 單片機(jī)控制系統(tǒng)通常要用到 A/D轉(zhuǎn)換。 TLC0834 是 TI公司生產(chǎn)的八位逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有輸入可配置的多通道多路器和串行輸入方式。 其電阻特性方程如下： 200～ 0? C時， Rt=R0[1+At+Bt2+Ct3(t100)] （ 21） 0～ 650? C 時 Rt=R0(1+At+Bt2) （ 22） 式中 A=?103K? C ， B=?107? C ， C=?1012? C 但在通常的測量中，電阻溫度的關(guān)系一般用近似的線形表示，在外接引線較長時，為減少誤差常采用三線式電橋連接法或四線電阻測量電路。由于鉑溫度傳感器測溫精確度高、穩(wěn)定性好，有較大的測量范圍，易于使用在自動測量和遠(yuǎn)距離測量中。當(dāng)系統(tǒng)跑飛 ，陷入軟件陷阱等，而別的方法無法捕捉會程序時，則看門狗定時時間很快增長到預(yù)置時間則系統(tǒng)自動復(fù)位。 看門狗電路的定時時間長短可由具體應(yīng)用程序的循環(huán)周期決定，通常比系統(tǒng)正常工作時最大循環(huán)周期的時間略長。 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 如表 23所示， X25045 狀態(tài)寄存器共有 6位有含義，其中 WD WD0 和看門狗電路有關(guān)，其余位和 EEPROM 的工作設(shè)置有關(guān)。 C R3 的時間常數(shù)不必太大，有數(shù)百微秒即可，因?yàn)檫@時 CPU 的振蕩器已經(jīng)在工作。在看門狗定時器預(yù)置的時間內(nèi)若沒有總線活動，則 X25045 將從 RESET 輸出一個高電平信號，經(jīng)過微分電路 C R3輸出一個正脈沖，使 CPU 復(fù)位。 表 22 X25045指令及其含義 指令名 指令格式 操作 WREN 00000110 設(shè)置寫使能鎖存器（允許寫操作） WRDI 00000100 復(fù)位寫使能鎖存器（禁止寫操作） RDSR 00000101 讀狀態(tài)寄存器 WRSR 00000001 寫狀態(tài)寄存器 READ 0000A8011 把開始于所選地址的存儲器中的數(shù)據(jù)讀出 WRITE 0000A8010 把數(shù)據(jù)寫入開始于所選地址的存儲器 （ 3） X25045 看門狗電路設(shè)計及 編程 X25045 硬件連接圖如圖 24所示。 X25043/45 具有監(jiān)視總線功能，在預(yù)置的時間周期內(nèi)沒有總線活動，RESET /RESET 輸出。 （ 2） X25043/45 工作原理 通過 SI輸入的數(shù)據(jù)在 CS 變?yōu)榈碗娖胶蟮?SCK 第一個上升沿被采樣，數(shù)據(jù)由SCK 的下降沿輸出到 S0 線上。 X25045 引腳如圖 23 所示。硬件看門狗是真正意義上的“程序運(yùn)行監(jiān)視器”，如計數(shù)型的看門狗電路通常由 555多諧振蕩器、計數(shù)器以及一些電阻、電容等 組成，分立元件組成的系統(tǒng)電路較為復(fù)雜，運(yùn)行不夠可靠。 看門狗電路一般有軟件看門狗和硬件看門狗兩種。在 8096 系列單片機(jī)和增強(qiáng)型8051 系列單片機(jī)中，該系統(tǒng)已經(jīng)做在芯片內(nèi)部，用戶只要用軟件開放它就可以，使用很方便。 [5] 圖 22 AT89C51 引腳 看門狗及掉電保護(hù) 控制器 在運(yùn)行時，通常都會遇到各種各樣的現(xiàn)場干擾，抗干擾能力是衡量工控系統(tǒng)性能的一個重要指標(biāo)。但 RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 兩種軟件可選的掉電模式。 （ 4）芯片擦除 整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平 10ms 來完成。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件， XTAL2應(yīng)不接。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 EA /VPP：當(dāng) EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次 PSEN 有效。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。此時， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 [4] ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 RST：復(fù)位輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口： P3 口管腳是 8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，可接收輸出 4個 TTL 門電流。在給出地址“ 1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫“ 1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1 口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FIASH 編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 被拉高。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1時，被定義為高阻輸入。低功耗的閑置和掉電模式 178。 5 個中斷源 178。 32 可編程 I/O線 178。三級程序存儲器鎖定 178。 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 ? 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時間： 10 年 178。 [3] （ 1）主要特性 178。由于將多功能 8位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡版本。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 100次。 77 智能控制器的工作原理圖分析 工作原理框圖 21 檢測電路A 相B 相C 相環(huán)境變送信號 4 20 mA 的 轉(zhuǎn)換電路A / D 轉(zhuǎn)換器單片機(jī)AT 89 C 51看門狗電路電平轉(zhuǎn)換器RS 485 接口總線位移寄存器LED鍵盤繼電器處理電路故障超溫跳閘處理電路處理電路繼電器繼電器 圖 21原理框圖 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 核心部分（ AT89C51） AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。 80179。 技術(shù)條件 ? 電 源： AC220V 50Hz/60Hz ? 工作環(huán)境：溫度 40～＋ 85℃ 相對濕度 5～ 95%RH ? 測控范圍： 0～ 200℃ ? 輸出電流： 420mADC ? 控制精度：177。 第一路溫度傳感器采集到的溫度同樣經(jīng)前級電路處理后進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，然后送入單片機(jī)，單片機(jī)將其轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的溫度值后，送數(shù)碼管循環(huán)顯示，并可通過按鍵設(shè)置溫 度上下限值，若環(huán)境溫度大于設(shè)定的上限值時，控制器自動驅(qū)動風(fēng)機(jī) 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 工作，降低環(huán)境溫度，當(dāng)環(huán)境溫度低于設(shè)定下限值時，風(fēng)機(jī) 1停止工作。 ③ 當(dāng) Tmax＞ T3時，即變壓器溫度未降下來，且已高于超溫報警溫度 T3，此時，超溫報警常開觸點(diǎn)閉合，若接有警鈴和指示燈，則可發(fā)出聲光超溫報警信號 ,值班人員應(yīng)檢查負(fù)載或設(shè)備有何異常。對變壓器三相繞組溫度，采用綜合控制的方法，用戶可通過 鍵盤設(shè)置 4 級溫度門限： T1：風(fēng)機(jī)停溫度 T2：風(fēng)機(jī)啟動溫度 T3：超溫報警溫度 T4：超高溫跳閘溫度 后三路溫度傳感器分別插入變壓器三相繞組線包，隨時采集線包的溫度變化信號，將其分別轉(zhuǎn)換為 DC420mA 標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出，同時將傳感器采集的信號經(jīng)前級電路處理后進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，然后送入單片機(jī)，單片機(jī)將其轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的溫度值后，送數(shù)碼管循環(huán)顯示，將最大值 Tmax 逐次與設(shè)定的 4 個溫度門限值進(jìn)行比較： ① 當(dāng) Tmax＜ T1時，即三相溫度均低于風(fēng)機(jī)停溫度 T1，風(fēng)機(jī)停止工作。 （ a）指示燈不同顏色代表不同的含義： 黃色 —— A 相