【正文】 極性和量值與回路中的熱電勢一致，規(guī)定為冷端，當(dāng)電流由 A流向 B 時，稱 A 為正極， B為負(fù)極。 兩種導(dǎo)體的接觸電勢 不同金屬自由電子密度不同，當(dāng)兩種金屬接觸在一起時，在結(jié)點(diǎn)處會發(fā)生電子擴(kuò)散， 濃度大的向濃度小的金屬擴(kuò)散。當(dāng)擴(kuò)散達(dá)到動態(tài)平衡時，得到一個穩(wěn)定的接觸電勢。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校 04 級畢業(yè)設(shè)計 15 WRE2 溫度型傳感器屬于裝配式鎳鎘 康銅熱電偶傳感器，其工作范圍為 333～ 900℃ ，允許誤差在 ℃ ，時間常數(shù) t〈 90 ，該型號在系統(tǒng)中測量 400～ 700℃ 之間的溫度，經(jīng)查表知在 400℃ 時，其熱電動勢為 ,在 700℃ 時其電動勢為 熱電偶的的熱電動勢計算公式： E =∑BITI 熱響應(yīng)時間：熱響應(yīng)時間也稱時間常數(shù)，它是用 來表示熱電偶對溫度變化感應(yīng)快慢的惰性參數(shù)，在溫度出現(xiàn)階躍變化時，熱電偶的輸出變化至相當(dāng)于該階躍變化的 ℅ 所需的時間。不平衡電橋由電阻 R R R3(錳銅絲繞制 )、 Rcu(銅絲繞制 )四橋臂和橋路穩(wěn)壓源組成，串聯(lián)在熱電偶回路中。0℃, 而 R1=R2=R3=1Ω ，橋路電源電壓為 4V，由穩(wěn)壓電源供電， Rs 為限流電阻 ，其阻值因熱電偶不同而不同，電橋通常取在 20℃ 時平衡，這時電橋的四個橋臂電阻 R1=R2=R3=Rcu， a、 b 端無輸出。 Uab 與熱電勢減小量相等， Uab 與熱電勢迭加后輸出電勢則保持不變，從而達(dá)到了冷端補(bǔ)償?shù)淖詣油瓿??？梢杂煞至⒌钠骷M成，也可以實(shí)現(xiàn)在半導(dǎo)體芯片當(dāng)中?，F(xiàn)今運(yùn)放的種類繁多，廣泛應(yīng)用于幾乎所有的行業(yè)當(dāng)中。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校 04 級畢業(yè)設(shè)計 16 運(yùn)放的供電方式分雙電源供電與單電源供電兩種。采用單電源供電的運(yùn)放，輸出在電源與地之間的某一范圍變化。經(jīng)過特殊設(shè)計的運(yùn)放可以允許輸入電位在從負(fù)電源到正電源的整個區(qū)間變化，甚至稍微高于正電源或稍微低于負(fù)電源也被允許。 運(yùn)放的輸出電位通常只能在高于負(fù)電源某一數(shù)值，而低于正電源某一數(shù)值之間變化。這種運(yùn)放成為軌到軌（ railtorail）輸出運(yùn)算放大器。當(dāng)輸入短路時（由于一些原因使輸入級的 Q 點(diǎn)發(fā)生微弱變化，比如：溫度），輸出將隨時間緩慢變化，這樣就形成了零點(diǎn)漂移。測量放大器又稱數(shù)據(jù)放大器、儀表放大器和橋路放大器，它的輸入阻抗高，易于與各種信號源匹配，而它的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流及輸入偏置電流小，并且溫漂較小。由三運(yùn)放組成測量放大器，差動輸入端 R1和 R2分別接到A1和 A2的同相端。 A3實(shí)際上是一差動跟隨器，其增益近似為 1。在此電路中，只要運(yùn)放 A1和 A2性能對稱 (主要指輸入阻抗和電壓增益 )，其漂移將大大減小，具有高輸入阻抗和共模抑制比，對微小的差模電壓很敏感，適宜于測量遠(yuǎn)距離傳輸過來的信號，因而十分易于與微小輸出的傳感器配合使用。 實(shí)際電路中 A A2 采用低漂移高精度運(yùn)放 OP07 芯片，其輸入失調(diào)電壓溫漂αV IOS和 輸入失調(diào)電流溫漂 αI IOS都很小， OP07采用超高工藝和 “ 齊納微調(diào) ” 技術(shù)，使其 VIOS、 IIOS、 αV IOS和 αI IOS都很小，廣泛應(yīng)用于穩(wěn)定積分、精密加法、比校檢波和微弱信號的精密放大等。 A3采用 741 芯片，它要求雙電源供電，供電范圍為177。15V ，一般應(yīng)大于或等于 177。 0P07 放大器的具體參數(shù)： 開環(huán)增益 (v/181。V）： 75150 失調(diào)電壓漂移：（ 177。V/℃ ）： 偏置電流（ 177。n A max:412 電壓噪聲（ 1Hz） :11 電源電壓： 4 經(jīng)過測量放大器放大后的電壓信號，其電壓范圍為 0～ 5V，此信號為模擬信號，計算機(jī)無法接受，故必須進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。經(jīng)過電橋法冷端補(bǔ)償和兩個同相放大器放大后輸出放大電壓分別是 和 。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校 04 級畢業(yè)設(shè)計 18 前向通道硬件接線如圖： A/D 轉(zhuǎn)換器： 模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量和數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量是計算機(jī)與外部環(huán)境進(jìn)行聯(lián)系的主要形式。所以 D/A 和 A/D 轉(zhuǎn)換是計算機(jī)應(yīng)用的重要接口技術(shù)。 【 1】 A/DC 0804 的基本原理 ADC0804 是用 CMOS 集成工藝制成的逐次比較型摸數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。該芯片內(nèi)有輸出數(shù)據(jù)鎖存器，當(dāng)與計算機(jī)連接時，轉(zhuǎn)換電路的輸出可以直接連接在 CPU 數(shù)據(jù)總線 上 1． A/D 轉(zhuǎn)換器是將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。s: ④ 轉(zhuǎn)換時間： 100181。1LSB ⑦ 工作溫度： ADC0804 LCN0℃ ～ +70℃ ⑧ A/D0804 LCD 40℃ +85℃ 【 2】 引腳功能說明如下 ： /CS： 芯片選擇信號，低電平有效，一旦 CS 有效，表明 A/D 轉(zhuǎn)換器被選中，可啟動工作。 /RD：外部讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的控制腳輸出信號。 /WR：用來啟動轉(zhuǎn)換的控制輸入，相當(dāng)于 ADC 的轉(zhuǎn)換開始（ /CS=0 時），當(dāng) /WR由 HI 變?yōu)?LO時，轉(zhuǎn)換器被清除；當(dāng) /WR 回到 HI 時，轉(zhuǎn)換正式開始。 /INTR：中斷請求信號 輸出，低電平動作。該信號常作為向微機(jī)系統(tǒng)發(fā)出的中斷請求信號。輸入單端正電壓時， VIN（ ）接地：而差動輸入時，直接加入 VIN（ +）、 VIN（ ）。 VREF：輔助參考電壓。 VCC：電源供應(yīng)以及作為電路的參考電壓。 （ 2）零點(diǎn)和滿刻度調(diào)節(jié)。滿刻度調(diào)整時，先給輸入端加入電壓 ，使?jié)M刻度所對應(yīng)的電壓值是 ，其中 是輸入電壓的最大值， 是輸入電壓的最小值。 （ 3）參考電壓的調(diào)節(jié) 在使用 A/D 轉(zhuǎn)換器時，為保證其轉(zhuǎn)換精度，要求輸入電壓滿量程使用。 （ 4）接地 模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路中要特別注意到地線的正確連接，否則干擾很嚴(yán)重，以至影成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校 04 級畢業(yè)設(shè)計 20 響轉(zhuǎn)換結(jié)果的準(zhǔn)確性。在線路設(shè)計中，必須將所有的器件的模擬地和數(shù)字地分別連接，然后將模擬地與數(shù)字地僅在一點(diǎn)上相連。 在模擬輸入信號較小時，如 0～ 伏時，自動調(diào)零電容可選比積分電容 CINT大一倍，以減小噪聲， CAZ的值越大，噪聲越小，如果 CINT選為 ，則 CAZ=2CINT= 。積分電阻 RINT等于滿度電壓時對應(yīng)的電阻值 (當(dāng)電流為 20μA 、輸入電壓 = 時， RINT=200kΩ) ，此時基準(zhǔn)電壓 V+RI和 VRI之間為 2V，由電阻 R R3和電位器 R2分壓取得。為了完成設(shè)定檢測爐溫的變化溫度、等功能，并滿足溫度設(shè)定范圍為 400～ 700℃ 、最小區(qū)分度為 1℃ 的功能要求，鍵盤可由 10 個數(shù)字鍵及 6 個功能鍵組成 (確認(rèn)、設(shè)定溫度 )。 本系統(tǒng)屬于開環(huán)控制 顯示器： 數(shù)碼管原裝圖： 我們都 知道在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常要用多位 LED 顯示，多位 LED 顯示接口有成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校 04 級畢業(yè)設(shè)計 21 靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種。為了簡化硬件電路，降低成本，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常采用動它掃描的方法，解決多位 LED顯示的問題。 動態(tài)掃描顯示的硬件接口簡單，只需一個公共的七段碼輸出口，一個選擇 LED 位的數(shù)位選擇口（本系統(tǒng)中選用共陰極接法，則為所有 LED 的共陰極端），顯示時，從左到右（或從右到左）依次輪流點(diǎn)亮每一位顯示器，并保持一段時間。由于視覺的暫留，可達(dá)到 “ 同時 ” 顯示各位不同的數(shù)字和字符的目的。總共需要三只這樣的管子，在控制中采用滾動式顯示。 8051的 經(jīng)反相器反相后與 8155 的片選端 CE 相連， 接 8155 的 I/O 口與 RAM 選擇端 IO/M， P0 口作為 數(shù)據(jù)總線與 8155 的 D0～ D7 相接， 8051 的 ALE 與 8155 的 ALE 相連。 7407 是 6位的驅(qū)動門，它是一個集電極開路門，當(dāng)輸入為 “0” 時輸出為 “0” ；輸入為 “1” 時輸出斷開，須接上位電路。數(shù)碼管選共陽極接法，當(dāng)位控為 “1” 時，該數(shù)碼管 選通，動態(tài)顯示用軟件完成，節(jié)省硬件開銷。 下面列出了 LED的七段碼表（字型碼）如表 7406 和 7407 的結(jié)構(gòu)和功能如下 ： 它們的外部引角完全相同，不同的是 7406 是集電極開路反向驅(qū)動 ， 7407 是集電極開路同向驅(qū)動 Y=A。 鍵盤可以分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤，編碼鍵盤的按鍵識別、去抖動、鍵編碼都由硬件完成；非編碼鍵的上述功 能在少量的硬件支持下由軟件完成。 鍵盤接口電路有兩個基本特點(diǎn)： （ 1） .是隨機(jī)性，系統(tǒng)操作人員對鍵盤的操作是隨機(jī)的，所以操作的鍵也是隨機(jī)的； （ 2） .是抖動性，這是鍵盤的機(jī)械特性決定的。 ? 單片機(jī)能夠有效地抑制鍵盤抖動。 ? 單片機(jī)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對 鍵盤的有效控制。 （ 1） 消抖措施 ： 在一般電路設(shè)計中，按鍵按下閉合后，應(yīng)產(chǎn)生一個一個負(fù)脈沖。除了抖動之外還有重鍵，即一個鍵按下后緊接著又按下一個鍵，或者兩個鍵同時按下，這些需要采取一定的措施加以消除。另一種就是軟件延時的方法來解決。 主要通過延時來等待信號穩(wěn)定，在信號穩(wěn)定后查詢健碼。當(dāng)閉和按健的健碼確定之后，再去查詢按鍵是否釋放，待按鍵釋放后再進(jìn)行處理，這樣即可消除釋放抖動的干擾。 （ 2） 鍵盤接口 及掃描方式 說明： 通過對設(shè)計要求的具體分析，在這里采用矩 陣式鍵盤來控制系統(tǒng)參數(shù)的 輸入和調(diào)整。 假設(shè) 0 鍵被按下 ,稱為被按鍵或閉合鍵 ,這時 ,鍵盤矩陣中 A 點(diǎn)的行線和列線相通 . 行掃描法的基本原理是這樣的 :使一條列線為低電平 ,如果這條列線上沒有閉合鍵 ,則各行線的狀態(tài)都為高電平 。當(dāng)無鍵閉合時， 74922 芯片的 x、 y 接口處于開路狀態(tài)。判斷有無按鍵按下的方法是：一，置 74922 的 x x x x4 為輸入狀態(tài)，從行線輸出低電平，讀入列線數(shù)據(jù)，若某一列線為低電平，則該列線上有鍵按下。綜合一、二兩步的結(jié)果，可確定按鍵的編碼號。通過循環(huán)掃描方式可以重復(fù)掃描是否有鍵按下，并在鍵按下后等待一定時間，在這段時間可以消除按鍵的抖動。按 “” 鍵來進(jìn)行設(shè)定溫度與實(shí)測溫度的顯示 變換。 上限、下限兩鍵 是 分別進(jìn)行溫度上下限設(shè)定的按鍵 。 “ENTER” 鍵對設(shè)定的溫度進(jìn)行確定，重復(fù)按下即可以使系統(tǒng)轉(zhuǎn)到運(yùn)行狀態(tài) “ CANCER” 鍵對設(shè)定的溫度進(jìn)行取消操作。 74922 引腳說明及功能 ⒈ 引腳說明 ： X1~X2：列。 DA：數(shù)據(jù)有效信號。 D~A：按鍵值輸出，依 BCD碼輸出。 本電路將鍵盤掃描交給 74922IC 來完成，只要檢測 DA 腳由 LO →HI （按）、 HI→L O（放），就將 74922 的 D、 C、 B、 A讀入 8051。改善這類系統(tǒng)可靠性的一種簡單、有效的措施是采用看門 狗電路。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。 ICL 模塊：從 A/D轉(zhuǎn)換器讀取結(jié)果的模塊，它連續(xù)讀 3次，讀出 3個結(jié)果分別存放于內(nèi)部 30H～ 35H單元 (雙字節(jié)存放 )。表格數(shù)據(jù)是按一定規(guī)律增長的數(shù)據(jù) (0～ 655℃) ，表格中電壓值與溫度值一一對應(yīng)，表格中的電壓值是熱電偶輸出信號乘以放大倍數(shù) (150)以后的結(jié)果，變成十六進(jìn)制數(shù)進(jìn)行存放，低位在前，高位在后，因而它的數(shù)據(jù)地址可以代表溫度值，用查找的內(nèi)容的地址減去表格首地址 0270H 后再除以 2(雙字節(jié)存放 )即為溫度值。 查表法：采用二分查找法， DP先找對半值 (MIDDLE)同轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)比較 (COMPARE)，看屬哪一半，修改表格上下限值，再進(jìn)行對半比較，經(jīng)過若干次后，直到找到數(shù)據(jù)為止，如果找不到，也就是說被轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)介于表格中兩相鄰值之間，則再調(diào)用取近值模塊 (NEAR)，選擇與被轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)接近的那個數(shù)據(jù)作為查找到的數(shù)據(jù)，然后調(diào)用溫度值模塊 (FIND)，整個查表模塊就完成了從輸入到輸出的變化。 程序設(shè)計流程說明： 1) 系統(tǒng)初始化程序：首先完成變量的設(shè)定，中斷入 口的設(shè)定、堆棧、輸入輸出口及外部部件的初始化。 4) 溫度采集及轉(zhuǎn)換：完成 A/D 轉(zhuǎn)換器的初始化，并發(fā)出轉(zhuǎn)換命令 GETTEMPER。 成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校 04 級畢業(yè)設(shè)計 30 主程序 流程 圖 如下： 注： 主程序框圖說明： （ 1）初始化。 （ 2）在有鍵入操作時讀取鍵值，并跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)功能的子程序中去．或則調(diào)用不同模塊的子程序。由T1 溢出引發(fā)的中斷服務(wù)程序用于設(shè)置定時標(biāo)志，程序流程如圖所示。 溫度檢測子程 序流程圖 溫度檢測子程序啟動 A／ D 轉(zhuǎn)換并讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，程序流程如圖示。主程序 ORG 000BH JMP TT0 。 T0 工作在方式 1 MOV TH0,03cH