【正文】 芯片都可以與微機(jī) (或單片機(jī) )連接使用，但對(duì)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)、應(yīng)該掌握所選 A／ D 電路的特點(diǎn)及性能技術(shù)指標(biāo)，對(duì)不同的 A／ D 轉(zhuǎn)換器采用不同的接口電路。由于其組成復(fù)雜，價(jià)格昂貴，因此目前又出現(xiàn)了 ‘ 種串、并行 A／ D 轉(zhuǎn)換方案進(jìn)行折衷，以簡(jiǎn)化電路，但 速度有所下降。并行式 A／ D 轉(zhuǎn)換技術(shù)在實(shí)踐 L 不易實(shí)現(xiàn)，所以長(zhǎng)期以來(lái)并未獲得實(shí)際使用。 (3)高速：轉(zhuǎn)換方式為并行或串并行。這類(lèi)器件的轉(zhuǎn)換時(shí)間在 1— 200 沖之間，常用的多在幾微秒到幾十微秒之間，如 ADC0808／ D809 為 100Ps． AD E 74A 為 25Fs 等。逐次逼近式 A／ D 轉(zhuǎn)換器是目前種類(lèi)最多、數(shù)星最大、應(yīng)用最廣的 A／ D 轉(zhuǎn)換器件。但由于雙積分式 A／ D 轉(zhuǎn)換器外接器件少，使用十分方便，而且具有極高的性能價(jià)格比，因此在一些非快速的 A／ D 轉(zhuǎn)換通道中仍 J‘ 泛使用，如用于智能儀器儀表等。 A／ D 轉(zhuǎn)換器按轉(zhuǎn)換速度可分為三類(lèi)。 6． 3 轉(zhuǎn)投時(shí)間和轉(zhuǎn)換速率 A／ D 轉(zhuǎn)換器完成一次轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間叫轉(zhuǎn)換時(shí)間。相對(duì)誤差是指絕對(duì)誤差與滿(mǎn)到度值之比，一般用百分?jǐn)?shù) (％ )來(lái)表示。實(shí)際上對(duì)應(yīng)于同一個(gè)數(shù)寧量輸出，其模擬量輸入并不是一個(gè)固定的值，而是有 — 個(gè)范圍。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者必須選擇具有足夠分辨串的轉(zhuǎn)換器，才能將 這種 “ 數(shù)字化的噪聲 ” 降低到可接受的值 6． 2 梢度 A／ D 的轉(zhuǎn)換精度是反映實(shí)際 A／ D 轉(zhuǎn)換器在量化值上與一個(gè)理想 A／ D 轉(zhuǎn)換器的差值，可表示成絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。一般分辨率越高，其價(jià)格也就越高。如用百分?jǐn)?shù)來(lái)表示，其分辨率為： 1／ 2“l(fā)oo ％＝ 1／ 2‘loo ％＝ o． 39％ 又如 5G14433 雙積分 A／ D 轉(zhuǎn)換器，輸出是為 3 位半 BCD 碼的轉(zhuǎn)換器 1999，用百分?jǐn)?shù)表示其分辨率為： 1／ 1999l oo ％＝ 0． 05％ 實(shí)際上，無(wú)論是 A／ D 轉(zhuǎn)換器還是 D／ A 轉(zhuǎn)換器，當(dāng)其位數(shù)確定以后，分辨率就已確定，分辨率只是一個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)，它不能提供有關(guān)精度和線性度的任何信息。 ppm。通常定義為滿(mǎn)刻度電壓值與 2％之比值。 5． 4 半導(dǎo)體 PN 結(jié)溫度傳感器 這種傳感器是利用半導(dǎo)體二極管的 PN結(jié)正向壓降隨溫度升高而下降的特性制成的，傳輸特性為非線性，靈敏度約為一 9ny／ ℃ ，測(cè)量溫度范圍為“40℃“ 們 50℃ ， 它的價(jià)格低，但需使用恒壓源饋電。每根單 獨(dú)的導(dǎo)體 (或半導(dǎo)體 )稱(chēng)為熱電權(quán)。 5． 2 熱敏電阻 熱敬電阻是一種半導(dǎo)體熱電阻，按半導(dǎo)體電阻隨溫度變化的典型特性，熱敏電阻有三種灸型；負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻 (NTC)、正溫度系數(shù)熱敏電阻 (PTC)和臨界溫度電阻器 (CTR)， 5． 3 熱電偶 兩種不同的導(dǎo)體 (或半導(dǎo)體 )A、 B 組成閉合回路 (見(jiàn)圖 3— 14)時(shí)，當(dāng)A、 B 相接的兩個(gè)接點(diǎn)溫度不同時(shí)，則在回路中產(chǎn)生一個(gè)熱電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱(chēng)作熱電效應(yīng)。 !4． 2ixlo— ” ／e”4 ． 28X10— ” ／ ℃ 。 (1 十。飼電阻可用來(lái)測(cè)量一 50 宅一十 1io℃ 的溫度，在該范圍內(nèi)銅電阻和溫度基本呈線性關(guān)系：只。鉑電阻是一種高性能的金屬熱電阻，相應(yīng)地價(jià)格較責(zé)，在被測(cè)溫度較高精度也要求高的微機(jī)溫度控制系統(tǒng)中，廣泛地用鉑電阻作熱電阻傳感器。 A 為熱敏系數(shù) (AR／ ℃) 。 5． 1 鉑電阻 鉑是一種貴金屬，鉑在氧化性介質(zhì)中的物理化學(xué)性能穩(wěn)定，尤其是耐氧化的能力 6，此 — 外它容易提純、工藝簡(jiǎn)單，可以制成極細(xì)的鉑絲或極薄的鉑箔，有較高的電阻牢，是一種理想的熱電阻材料，鉑電阻具有精度高、穩(wěn)定性好、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。 4． 2 可控硅特性 當(dāng)照極電位高于陰極電乎，控制極電流 18 增大到一定值 (觸發(fā)電流 )時(shí)，可控硅由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，一旦導(dǎo)通以后， Ig 即使為 o，可控桂仍保持導(dǎo)通，直至陽(yáng)極電位小于等于陰極電位為止，即陽(yáng)極電流小于維持電流時(shí)可控桂才由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?。?yáng)極 A、控制極 o、陰極 K 達(dá)三個(gè)電極，其結(jié)構(gòu)如圖 3— 29所示。即按特征方程式的根 (它們?yōu)閺?fù)致 )所必須滿(mǎn)足的增益條件和相位條件并列用根軌跡的特性來(lái)作出根的軌跡。根軌跡法即分析閉環(huán)傳遞函數(shù)的根的軌跡，然后選擇適應(yīng)的校正裝置，以滿(mǎn)足對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定竹、穩(wěn)態(tài)誤差和動(dòng)態(tài)響應(yīng)等的要求。由于酸 (JQ)是以復(fù)致形式表示，故其幅值可表示為稱(chēng)為幅位頻率特性。 )表示。頻率法即分析系統(tǒng)的頻率特性，選擇適當(dāng)?shù)男Ｕb置以改變其對(duì)數(shù)頻率特性的形狀，以滿(mǎn)足對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差、相位裕量和截止頻率的要求。 ④ 檢驗(yàn)由此設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)所具有的特性，若不滿(mǎn)足，則更新修改 校正裝置的特隊(duì)直至校合要求為 d：具體的設(shè)計(jì)方法有時(shí)域法、頻率法和根軌 跡法。 ② 由控制目的、靜態(tài)特性等要求來(lái)選擇系統(tǒng)各元件 (如電護(hù)、電動(dòng)機(jī)等 )。在采用串聯(lián)校正時(shí)。設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)主要招校正裝置的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)，采用加入 ““ 個(gè)專(zhuān)門(mén)用來(lái)校正 (補(bǔ)償 )系統(tǒng)特性的環(huán)節(jié) (校正環(huán)節(jié) )，來(lái)改變系統(tǒng)特性，使其符合給定的特性要求。 圖 4— 37 為 PID 調(diào)節(jié)器的方塊圖。比例器為基本環(huán)節(jié)。 3． 2 PID 調(diào)節(jié)器 積分器能 消除镕差，提高精度，但使系統(tǒng)的響應(yīng)速度變慢、穩(wěn)定性變環(huán)。它有助于減少超調(diào)，克服振蕩，使系統(tǒng)趨于穩(wěn)定；同時(shí)加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，減小調(diào)整時(shí)間，從而改善了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。 第二章 比例微積分控制原理 3． 1 比例積分調(diào)節(jié)器 (PD) 比例調(diào)節(jié)器具有誤差，為解決此問(wèn)題，可引入積分 (Inte6raI)環(huán)節(jié)，其方塊圖見(jiàn)圖 4— 33l 比例微分調(diào)節(jié)器對(duì)誤差的任何變化，都產(chǎn)生一個(gè)控制作用比，阻止誤差的變化。鋼結(jié)構(gòu)溫室，受力主體結(jié)構(gòu)一般采用薄壁型鋼，自身抗腐蝕能力較差，在溫室中采用必須用熱浸鍍鋅表面防腐 處理，鍍層厚度達(dá)到 150~200 微米以上，可保證 15年的使用壽命。要求設(shè)計(jì)風(fēng)、雪荷載用 25 年一遇最大荷載；竹木結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易溫室使用壽命 5~10 年，設(shè)計(jì)風(fēng)、雪荷載用 15 年一遇最大荷載。透光材料的耐久性除了自身的強(qiáng)度 外，還表現(xiàn)在材料透光率隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷衰減，而透光率的衰減程度是影響透光材料使用壽命的決定性因素。 3．溫室的耐久性 溫室建設(shè)必須要考慮其耐久性。溫室保溫比是指熱阻較小的溫室透光材料覆蓋面積與熱阻較大的溫室圍護(hù)結(jié)構(gòu)覆蓋面積同地面積之和的比。提高溫室的保溫性能，降低能耗，是提高溫室生產(chǎn)效益的最直接手段。一般，連棟塑料溫 室在 50%~60%，玻璃溫室 的透光率在 60%~70%，日光溫室可達(dá)到 70%以上。溫室透光率受溫室透光覆蓋材料透光性能和溫室骨架陰影率的影響，而且隨著不同季節(jié)太陽(yáng)輻射角度的不同，溫室的透光率也在隨時(shí)變化。溫室的性能指標(biāo)： 1．溫室的透光性能 溫室是采光建筑，因而透光率是評(píng)價(jià)溫室透光性能的一項(xiàng)最基本指標(biāo)。 第 一章 概述 大棚、中棚及日光溫室為我國(guó)主要的設(shè)施結(jié)構(gòu)類(lèi)型。實(shí)現(xiàn)了對(duì)大棚里植物生長(zhǎng)溫度及土壤和空氣濕度的檢測(cè)，監(jiān)控，并能對(duì)超過(guò)正常溫度、濕度范圍的狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，使大棚環(huán)境得到了良好的控制。 本設(shè)計(jì)為一閉環(huán)控制系統(tǒng)，由 89C51 單片機(jī)， A/D 轉(zhuǎn)換電路，溫度檢測(cè)電路，濕度檢測(cè)電路、控制系統(tǒng)組成。溫度檢測(cè)電路將檢測(cè)到的溫度轉(zhuǎn)換成電壓，該模擬電壓經(jīng) ADC0809 轉(zhuǎn)換后，進(jìn)入 89C51 單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)比較輸入溫度與設(shè)定溫度來(lái)控制風(fēng)扇或電爐驅(qū)動(dòng)電路，當(dāng)棚內(nèi)溫度在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，單片機(jī)不對(duì)風(fēng)扇或電爐發(fā)出動(dòng)作。 該設(shè)計(jì)還具有對(duì)溫度的實(shí)時(shí)顯示功能，對(duì)棚內(nèi)環(huán)境溫度的預(yù)設(shè)功能。其主要功能是采用電路來(lái)自動(dòng)控制室內(nèi)的溫度，以利于植物的生長(zhǎng)。透光率是指透進(jìn)溫室內(nèi)的光照量與室外光照量的百分比。溫室透光率的高低就成為作物生長(zhǎng)和選擇種植作物品種的直接影響因素。 2．溫室的保溫性能 加溫耗能是溫室冬季運(yùn)行的主要障礙。溫室的保溫比是衡量溫室保溫性能的一項(xiàng)基本指標(biāo)。保溫比越大，說(shuō)明溫室的保溫性能越好。溫室耐久性受溫室材料耐老化性能、溫室主體結(jié)構(gòu)的承載能力等因素的影響。一般鋼結(jié)構(gòu)溫室使用壽命在15 年以上。 由于溫室運(yùn)行長(zhǎng)期處于高溫、高濕環(huán)境下，構(gòu)件的表面防腐就成為影響溫室使用壽命的重要因素之一。 對(duì)于木結(jié)構(gòu)或鋼筋焊接桁架結(jié)構(gòu)溫室，必須保證每年作一次表面防腐處理。 c 變化越快， pd 越大，輸出校正量也越大。它的缺點(diǎn)是抗干擾能力變差。微分器能增加穩(wěn)定性，加快響應(yīng)速度。三者合用，選擇適當(dāng)?shù)膮?shù)，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的控制。 第三章 自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 自動(dòng)控制系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)的特性一般是給定的，如機(jī)械、氣動(dòng)、電動(dòng)、液壓等設(shè)備。實(shí)現(xiàn)該環(huán)節(jié)的裝置，稱(chēng)為校正裝置或調(diào)節(jié)器。由于開(kāi)習(xí)；系統(tǒng)一船達(dá)不到控制的要求，因而自動(dòng)控制系統(tǒng)均采用閉環(huán) (反饋 )控制方法。 自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟 ① 給出系統(tǒng)所要求的特性 (期望特性 )。 ③ 對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)特性分析，并與系統(tǒng)的期望特性進(jìn)行比較，由比較的結(jié)果來(lái)求取校正裝置的特性。 時(shí)域法即按前面介紹的方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，選擇適當(dāng)?shù)男Ｕb2，定性、穩(wěn)態(tài)誤差、超調(diào)量、過(guò)渡時(shí)間等的要求。所謂頻率特性，是在正弦量輸入下，系統(tǒng)的輸出穩(wěn)態(tài)分量與輸入穩(wěn)態(tài)分量的復(fù)數(shù)比，邱 o(J。只要將傳遞函數(shù)中的 ‘ 用加替代，就可得到系統(tǒng)的頻率特性。 其相角可表示為按系統(tǒng)的頻率特性，可分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、過(guò)渡特性和穩(wěn) 態(tài)誤差。 由于難以求解高階特征方程，故在分析特征方程的根與方程中參數(shù)的關(guān)系時(shí)，采用很的軌跡的方法。 第四章 可控硅及其工作原理 可控硅為大功率直流元件 (SCR)，硫氏 4． 1 可控硅結(jié)構(gòu) 可控硅由 P1H1PaN2 四層半導(dǎo)體材料制成，可用 P1N1P2 和 NlP2N2兩