【正文】 程序回到中斷發(fā)生前的狀態(tài)，主程序繼續(xù)執(zhí)行。熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一。因熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。常用的熱電偶從50~+1600℃均可持續(xù)測量，某些特殊熱電偶最低可測到269℃（如金鐵鎳鉻），最高可達+2800℃（如鎢錸）。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護套管，用起來非常方便。當導(dǎo)體 A 和 B 的兩個執(zhí)著點 1 和 2 之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。非標準化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標準化熱電偶，一般也沒有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作，對它的結(jié)構(gòu)要求如下：組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固；兩個熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路；補償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠；保護套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。必須指出，熱電偶補償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響，不起補償作用。在使用熱電偶補償導(dǎo)線時必須注意型號相配，極性不能接錯，補償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度不能超過 100℃。通常來說接觸式測溫儀表比較簡單、可靠，測量精度較高；但因測溫元件與被測介質(zhì)需要進行充分的熱交換，需要一定的時間才能達到熱平衡，所以存在測溫的延遲現(xiàn)象，同時受耐高溫材料的限制，不能應(yīng)用于很高的溫度測量。從上面的介紹我們知道，本設(shè)計使用的是計算機控制，計算機只能接受數(shù)字信號，而熱電偶輸出的是模擬信號，所以必須把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，這就需要 A/D 轉(zhuǎn)換。（1）積分型轉(zhuǎn)換 積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)在低速、高精度測量領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，特別是在數(shù)字儀表領(lǐng)域。為了提高積分型轉(zhuǎn)換器在同樣條件下的轉(zhuǎn)換精度，可采用雙積分型轉(zhuǎn)換方式，雙積分型轉(zhuǎn)換器通過對模擬輸入信號的兩次積分，部分抵消了由于斜坡發(fā)生器所產(chǎn)生的誤差，提高了轉(zhuǎn)換精度。但是，它的轉(zhuǎn)換速度太慢，轉(zhuǎn)換精度隨轉(zhuǎn)換速率的增加而降低，每秒 100～300 次（SPS）對應(yīng)的轉(zhuǎn)換精度為 12 位。（2）逐次逼近型轉(zhuǎn)換 逐次逼近型轉(zhuǎn)換方式在當今的模數(shù)轉(zhuǎn)換領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，它是按照二分搜索法的原理，類似于天平稱物的一種模數(shù)轉(zhuǎn)換過程。逐次逼近型轉(zhuǎn)換方式的特點是：轉(zhuǎn)換速度較高，可以達到 100 萬次/秒（MPSP）；在低于 12 位分辨率的情況下，電路實現(xiàn)上較其他轉(zhuǎn)換方式成本低；轉(zhuǎn)換時間確定。（3）并行轉(zhuǎn)換 并行轉(zhuǎn)換方式在所有的模數(shù)轉(zhuǎn)換中，轉(zhuǎn)換速度最快，并行轉(zhuǎn)換是一種直接的模數(shù)轉(zhuǎn)換方式。并行轉(zhuǎn)換的主要特點是它的轉(zhuǎn)換速度特別快，可達 50MPSP，特別適合高速轉(zhuǎn)換領(lǐng)域。這主要是受到了電路實現(xiàn)的影響，因為一個 N 位的并行轉(zhuǎn)換器，需要 2N－1 個比較器和分壓電阻，當 N＝10 時，比較器的數(shù)目就會超過 1000 個，精度越高，比較器的數(shù)目越多，制造越困難。 ADC0832芯片介紹ADC0832 是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種8 位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片。ADC0832 具有以下特點：8位分辨率；雙通道A/D轉(zhuǎn)換；輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容；5V電源供電時輸入電壓在0~5V之間；工作頻率為250KHZ，轉(zhuǎn)換時間為32μS；一般功耗僅為15mW；8P、14P—DIP（雙列直插）、PICC 多種封裝；商用級芯片溫寬為0176。C，工業(yè)級芯片溫寬為。C ~85176。CH0 模擬輸入通道0，或作為IN+/使用。GND 芯片參考0 電位（地）。DO 數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。ADC0832 為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達256級，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。芯片轉(zhuǎn)換時間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強。通過DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實現(xiàn)通道功能的選擇。市場上流行的單片機有很多種，基于各種因素，本次設(shè)計選用STC89C51單片機。 STC89C51特點l 增強型6時鐘/機器周期，12時鐘/機器周期8051CPUl 共組電壓：~(5V單片機)l 工作頻率范圍：040MHz，相當于普通8051的080 MHz,實際工作頻率可達48 MHzl 用戶應(yīng)用程序空間4K/8K/13K/16K/20K/32K/64K字節(jié)l 片上集成1280字節(jié)/512字節(jié)RAMl 通用I/O口（32/16個），復(fù)位后：P1,P2,P3,P4是準雙向口/弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O口）P0口是開漏輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時，需加上拉電阻l ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器/仿真器，可通過串口()直接下載用戶程序，8K程序3秒即可完成一片l EEPROM功能l 看門狗l 內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路（D版才有），外部晶體20M以下時，可省外部復(fù)位電路l 共3個16位定時器/計數(shù)器，其中定時器0還可以當成2個8位定時器使用l 外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒l 通用異步串行口（UART）,還可以用定時器軟件實現(xiàn)多個UARTl 工作溫度范圍：075℃/40+85℃l 封裝：PDIP40,PLCC44,PQFP44VCC：供電電壓。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：P3口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1） T0（記時器0外部輸入） T1（記時器1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。另外，該引腳被略微拉高。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。[13]在計算機控制系統(tǒng)中，常用的顯示方法有兩種：一種為靜態(tài)顯示；一種為動態(tài)顯示。在這種方法中，顯示器件分時工作，每次只能有一個器件顯示。此種顯示的優(yōu)點是使用硬件少，因而價格低，線路簡單。由此可見，這種顯示將使計算機的開銷增大，所以，在以微型計算機為主的控制系統(tǒng)中應(yīng)用較少。這種顯示占用機時少，顯示可靠，因而在工業(yè)過程控制中得到了廣泛的應(yīng)用。靜態(tài)顯示的最大優(yōu)點是只要不送新的數(shù)據(jù)，責顯示值不變。本次設(shè)計采用靜態(tài)顯示。缺點是按鍵多時I/O口浪費較大，故一般在按鍵數(shù)目較少時采用。鍵盤部分的設(shè)計是為了方便操作，讓使用者能夠通過鍵盤進行PID參數(shù)設(shè)置。本次設(shè)計采用DAC0832轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換。DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)資料：芯片內(nèi)有兩級輸入寄存器，使DAC0832具備雙緩沖、單緩沖和直通三種輸入方式，以便適于各種電路的需要(如要求多路D/A異步輸入、同步轉(zhuǎn)換等)。要是需要相應(yīng)的模擬信號，可通過一個高輸入阻抗的線性運算放大器實現(xiàn)這個功能。[16] 該片邏輯輸入滿足TTL電壓電平范圍，可直接與TTL電路或微機電路相接。此接法是用DAC0832的直通方式，只要二進制數(shù)據(jù)送到DAC0832的數(shù)據(jù)口，則會自動把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為相應(yīng)的電壓。監(jiān)測程序是整個系統(tǒng)軟件的中心環(huán)節(jié)，又稱為主程序。其他模塊輔助程序包括顯示子程序和鍵盤中斷子程序。主程序是軟件設(shè)計的中樞環(huán)節(jié)，是整個程序架構(gòu)的關(guān)鍵所在，從中也體現(xiàn)了程序設(shè)計模塊化的思想。A/D轉(zhuǎn)換器的程序設(shè)計與芯片的轉(zhuǎn)換時間、系統(tǒng)參數(shù)的多少以及參數(shù)的變換速度有關(guān)。相反，如果系統(tǒng)的參數(shù)比較多，變換速度比較慢，所采用的A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時間比較長，一般可采用中斷方式。A/D轉(zhuǎn)換程序的設(shè)計主要分為三步：①啟動A/D轉(zhuǎn)換；②查詢或等待A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束；③讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果。由于從模擬量轉(zhuǎn)換為計算機所能接受的數(shù)字量需要一定的時間，所以當A/D轉(zhuǎn)換器啟動之后，需要等待轉(zhuǎn)換結(jié)束信號生效后才能讀出A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。通常，將延時的時間定得略大于轉(zhuǎn)換時間，以確保讀數(shù)準確無誤。軟件方式編程簡單，但需要花費機時；采用定時器則需要對其進行初始化編程，但延時過程中不占用機時。A/。PID控制器問世至今已有近70年歷史，它以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。即當我們不完全了解一個系統(tǒng)和被控對象，或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時，最適合用PID控制技術(shù)。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系。積分（I）控制 在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項”。這樣，即便誤差很小，積分項也會隨著時間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進一步減小，直到等于零。微分（D）控制 在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。這就是說，在控制器中僅引入“比例”項往往是不夠的，比例項的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項”，它能預(yù)測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負值，從而避免了被控量的嚴重損失。PID算法的兩種類型：（1）位置型控制 （41）位置型的遞推形式 （42）。本文采用的是位置式 PID 控制器。比例作用大，可加快調(diào)節(jié)，減少誤差，但過大的比例，會使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，甚至造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。積分作用的強弱取決于積分時間常數(shù) Ti，Ti 越小，積分作用越強，反之則積分作用弱。微分調(diào)節(jié)反應(yīng)系統(tǒng)偏差信號的變化率，能預(yù)見偏差變化的趨勢，因此能產(chǎn)生超前的控制作用，可改善系統(tǒng)的動態(tài)性能?，F(xiàn)場整定 PID 參數(shù)時，可以根據(jù)這些參數(shù)在 PID 過程中的作用原理，來討論我們的對策：（1）加溫很快就達到目標值，但是溫度過沖很大：① 比例系數(shù)太大，致使在未達到設(shè)定溫度前加溫比例過高。（2）加溫經(jīng)常達不到目標值，小于目標值的時間較多：① 比例系數(shù)過小，加溫比例不夠。（3）基本上能夠在控制目標上，但上下偏差偏大，經(jīng)常波動：① 微分系數(shù)過小，對即時變化反應(yīng)不夠快。（4）受工作環(huán)境影響較大，稍有變動就會引起溫度的波動：① 微分系數(shù)過小，對即時變化反應(yīng)不夠快。選擇一個合適的時間常數(shù)要根據(jù)輸出單元采用什么器件來確定，如果是采用可控硅的，則可設(shè)定時間常數(shù)的范圍就很自由；如果采用繼電器的，若過于頻繁的開關(guān)就會影響繼電器的使用壽命，所以不太適合采用較短周期。具體地說，在計算Ui時，將判斷上一個時刻的控制量Ui1是否已經(jīng)超出限制范圍，如果已經(jīng)超出，那么將根據(jù)偏差的符號，判斷系統(tǒng)是否在超調(diào)區(qū)域，由此決定是否將相應(yīng)偏差計入積分項。特別是對于溫度、成份等變化緩慢的過程，這一現(xiàn)象將更嚴重。 另外積分分離的閾值應(yīng)視具體對象和要求而定。(3) 有效偏差法當根據(jù)PID位置算法算出的控制量超出限制范圍時，控制量實際上只能取邊際值U=Umax,或U=Umin,有效偏差法是將相應(yīng)的這一控制量的偏差值作為有效偏差值計入積分累計而不是將實際的偏差計入積分累計。綜上所述。鍵盤是若干鍵的集合，是向系統(tǒng)提供操作人員干預(yù)命令及數(shù)據(jù)的接口設(shè)備，鍵盤可分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種類型。它使用方便，接口簡單，響應(yīng)速度快，但需要專用的硬件電路。這種方法雖然沒有編碼鍵盤速度快，但它不需要專用的硬件支持，因此得到了廣泛的應(yīng)用。（1）按鍵的確認鍵盤實際上是一組按鍵開關(guān)的集合，其中每一個鍵值就是一個開關(guān)量的輸入裝置。反應(yīng)在電壓上就是呈現(xiàn)出高電平或者低電平，例如高電平表示斷開，低電平表示閉合。在工業(yè)過程控制和智能化儀器系統(tǒng)中，為了縮小整個系統(tǒng)的規(guī)模，簡化硬件線路，常常希望設(shè)置最少量的按鍵，獲取更多的操作控制功能。如視按下時間最長者為有效，或認為最先按下的鍵為當前按鍵，也可以將最后釋放的鍵看成是輸入鍵。有時由于操作人員按鍵動作不夠熟練，會使一次按鍵產(chǎn)生多次擊鍵效果，即重鍵的情形。等鍵釋放電平后再轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的功能程序，以防止一次擊鍵多次執(zhí)行的錯誤發(fā)生。所以，準確無誤地辨認每個鍵的動作及其所處的狀態(tài)，是系統(tǒng)能否正常工作的關(guān)鍵。為了使CPU對一次按鍵動作只能確認一次，必須排除抖動的影響，可以從硬件及軟件兩方便招手解決。軟件防抖方法：當?shù)谝淮螜z測到有鍵按下時，先用軟件延時（1020ms），而后再確認該鍵電平是否仍維持閉合狀態(tài)電平。綜上所述。