【正文】 流量、流速和開關量都是常用的主要被控參數(shù)。在工業(yè)生產(chǎn)的很多領域中，人們都需要對各類加熱爐、熱處理爐、反應爐和鍋爐中的溫度進行檢測和控制。單片機控制系統(tǒng)由微機和工業(yè)生產(chǎn)對象兩大部分組成，其中包括硬件電路和軟件程序，整個控制系統(tǒng)是通過接口將計算機和生產(chǎn)過程聯(lián)系起來實現(xiàn)計算機對生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)處理和控制。包括單片機系統(tǒng)的擴展即程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的擴展，輸入/輸出接口擴展和溫度控制電路的接口。此外，整個控制系統(tǒng)可分為硬件電路設計和軟件程序設計兩大部分。第2章 系統(tǒng)的基本組成及工作原理在工業(yè)生產(chǎn)中，電流、電壓、溫度、壓力、流量、流速和開關量都是常用的主要被控參數(shù)。在工業(yè)生產(chǎn)的很多領域中，人們都需要對各類加熱爐、熱處理爐、反應爐和鍋爐中的溫度進行檢測和控制。本系統(tǒng)是由核心處理模塊、溫度采集模塊、鍵盤顯示模塊、及控制執(zhí)行模塊等組成。 采用AT89S51作為電路的控制核心,使用12位的高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD574A進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,控制電路部分采用PWM控制可控硅的通斷以實行對溫度的連續(xù)控制,此方案精度相對較高，但價格昂貴。方案二：此方案簡易可行,器件的價格便宜，且應用簡單。綜上分析,針對此次設計，我們采用方案二即可：整個系統(tǒng)由8031單片機、8155外圍接口芯片，以及2732EPROM可擦除程序存儲器、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器、溫度檢測元件和溫度控制電路組成。由主機進行數(shù)據(jù)處理，判斷分析，再輸出數(shù)字控制量，去控制加熱功率，從而實現(xiàn)對溫度的控制。進行系統(tǒng)設計時，應考慮如下問題：⑴具有掉電保護功能；⑵具有超偏報警功能，超偏時，發(fā)光管以閃光形勢報警；⑶輸入輸出通道和主機都用光電耦合器進行隔離，使儀器具有較強的抗干擾能力；⑷采用六位LED顯示；⑸溫度控制范圍涉及測溫元件、電爐功率的選擇；⑹控制精度、超調(diào)量等指標，涉及到A/D轉(zhuǎn)換精度、控制規(guī)律選擇等。溫度測試電路將溫度信息轉(zhuǎn)換為模電信息，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后再傳到溫度控制中心（芯片組）進行分析處理。溫度控制電路工作以改變溫度，從而達到控溫目的。[2] 如圖，將兩種不同材料導體A、B兩端接在一起，一端溫度為，另一端為T（T＞），這時在這個回路中將產(chǎn)生一個與溫度、T以及導體料性質(zhì)有關的電勢（T、），這樣構成的熱電變換元件稱為熱電偶，可用來測量溫度，這種熱電效應產(chǎn)生的電勢（T、）是由珀爾帖效應和湯姆遜效應引起的。 毫伏變送器是電動單元組合儀表中的一種，它可以將來自熱電偶的MV級信號轉(zhuǎn)換為電流輸出，同時還能對熱電偶溫—電曲線進行校正，從而使熱電偶檢測的溫度值與變送器的輸出具有線性關系，本系統(tǒng)中所有用的變送器為EX系列儀表中的熱電偶溫度變送器它的輸入電路有冷端補償和斷偶保護措施，負反饋電路具有線性功能。為了提高測量精度，可將變送器進行零點遷移，當溫度范圍為400℃─1000℃，~，使變送器輸出0~10mv,其輸出經(jīng)過電流—電壓變換電路轉(zhuǎn)換為0~5v電壓信號，這樣，使用8位的ADC使量化誤差達177。 熱敏電阻測溫電路利用感溫電阻，把測量溫度轉(zhuǎn)化成測量電阻的電阻式測溫系統(tǒng)，常用于測量200℃~+500℃范圍內(nèi)的溫度，大多數(shù)金屬導體的電阻，都具有隨溫度變化的特性，其特性方程如下： 、分別為熱電阻在t℃和0℃時的電阻值。⑵在測溫范圍內(nèi)，a保持常數(shù)，便于實現(xiàn)溫度表的線性刻度特性。⑷特性復現(xiàn)性好，容易復制。鉑的使用溫度范圍200℃─+600℃0─100℃的電阻溫度系數(shù)平均值（/℃）~，電阻率為（Ω熱敏電阻Rt隨著溫度的不同而輸出相應的電阻值，從而在各個輸出端輸出不同的電壓值，形成一個微弱的電壓信號。第4章 芯片組的電路設計 ADCO809與8031接口硬件電路設計ADCO809是8路輸入單片機模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它采用逐位逼近式A/D轉(zhuǎn)換原理，可以直接接到微機總線接口上，不需另加I/O接口芯片，它可作為微機的I/O接口，亦可作為存儲單元對待，它無需進行調(diào)零和滿量程調(diào)節(jié)，多路開關地址輸入能夠進行鎖存和譯碼，而且其三態(tài)TTL輸出也可鎖存。[11] 8155和8031接口硬件電路設計 8155芯片的結構8155芯片是一種多功能的可編程常用外圍接口芯片，它具有三個可編程I/O端口（A口和B口是8位C口是6位）一個可編程14位定時計數(shù)器和256字節(jié)的RAM，能方便地進行I/O擴展和RAM擴展，芯片引腳功能如下RESET：復位輸入信號AD0~AD7：三態(tài)地址/數(shù)據(jù)復用線：片選信號：讀選通信號線，低電平有效：寫選通信號線，低電平有效IO/，RAM/IO選擇，IO/=O， =0時，單片機選擇8155的RAM讀寫AD0~AD7上的地址為8155的RAM單元地址。ALE：地址鎖存信號線PA0~PA7：端口A I/O線PB0~PB7：端口B I/O線 PC0~PC7：端口C I/O線TIMER： 定時計數(shù)器的輸入端：定時計數(shù)器的輸出端 8155與8031接口電路8155和8031可以直接連接，不需要任何外加電路，對系統(tǒng)增加了256字節(jié)的RAM，22位I/O線及一個計數(shù)器，~~AD7時，8155的I/O和RAM地址分配將是：（1）=0,=0時選中8155片中RAM，地址是0000H~00FFH（2）=0,=1時選中2/0口，各口分想地址為：0100H命令狀態(tài)寄存器0101H A口地址0102H B口地址0103H C口地址0104H計數(shù)值低8位0105H計數(shù)值高8位和方式寄存器（3）8155的命令字和狀態(tài)字a、8155的命令字 8155命令字 定時器命令00=無操作01=停止計數(shù)10=時間到由停止計數(shù)11=裝入工作方式和計數(shù)長度后立即啟動計數(shù)器b、8155的控制字 8155控制字 8031與8155接口電路圖 2732EPROM的工作原理及硬件接口設計2732是4K8位EPROM器件，有12根地址線A11~A0，可以尋址片內(nèi)4K字節(jié)存儲器中任何單元，所以稱2732為4K字節(jié)EPROM。該片選信號決定了2732這塊芯片的4K字節(jié)存儲器在8031系統(tǒng)擴展程序存儲器64KB空間中的位置，圖中接法2732占有的擴展程序存儲器地址空間為0000H~07FFH。 2732EPROM與8031硬件接口電路圖中74LS373是帶三態(tài)輸出的8口鎖存器，擴展電路中用作外部地址鎖存器，三態(tài)控制端E接地，以保持輸出暢通，其三態(tài)輸出還有一定的驅(qū)動能力，G端與8031單片機的ALE連接，當G=1時（ALE高電平持續(xù)期間）74LS373的輸出Q0~Q7隨其輸入的D0~D1的狀態(tài)變化即P0口送出的8位地址信號一旦輸出，就能映射到2732EPROM的地址輸入A0~A7上，G端的狀態(tài)由“1”變“0”時（ALE不跳變）低8位地址被鎖存。ROM將重要數(shù)據(jù)置于其中,二是加接備用電池，如下圖所示，穩(wěn)壓電源和備用電池分別通過二級管接于存儲器或單片機的Vcc端，當穩(wěn)壓電源電壓大于備用電池電壓時，電池不供電，當穩(wěn)壓電源掉電時，備用電池工作。光電耦合器的作用是防止干擾而產(chǎn)生誤動作，在掉電瞬時，穩(wěn)壓電源在大電容支持下，仍維持供電，這段時間主機執(zhí)行中斷服務程序，將斷點和重要數(shù)據(jù)置入RAM。將它串在50HZ交流電源和加熱絲電路中，只要在給定周期內(nèi)改變可控硅開關的接通時間，就能改變加熱功率