【正文】 之和為1kW 時，輸出電壓 V0隨溫度的變化為 1mV/K。調(diào)整的方法為：把 AD590 放于冰水混合物中，調(diào)整電位器 ，使 =。但這樣 AD590 在熱電偶冷端補償中的應用 熱電偶有熱端和冷端 .它所產(chǎn)生的電動勢為兩者的熱電勢之差，因此同環(huán)境溫度有關時，測量結果需要加以修正。補償?shù)幕驹硎菍犭娕嫉睦錈醿啥说刃С蓛蓚€受溫度控制的電壓源，即電壓源的電動勢隨溫度而改變 .其溫度系數(shù)與電偶的塞貝克 (Seebeck)系數(shù)相同 .電偶參考端的溫度補償，實際上就是在電偶的參考端人為的引入一個不受溫度控制、且溫度系數(shù)相同而方向相反的電壓源，從而使參考端的總電動勢不再受 到環(huán)境溫度的影響 .則加到放大器輸入端的電壓就是熱電偶熱端所產(chǎn)生的熱電勢，與冷端電勢無關，從而達到冷端補償?shù)哪康摹? AD590M 精度最高，其全溫度范圍最大絕對誤差在 25℃ 時校準后僅為 177。在 ℃ 校準后在 25℃ ～ +60℃ 范圍內(nèi)誤差為 177。因為數(shù)據(jù)的采集周期極短，在一個數(shù)據(jù)采集周期內(nèi)可以認為環(huán)境溫度是恒定的，即0 1 2 3 4 5 6 30150 ℃25 ℃155 ℃工作電壓 /V輸出電流/181。本裝置中采用 AD590M 做標準電流源 [16]。 CD4051 相當于一個單刀八擲開關，開關接通哪一通道，由輸入的 3 位地址碼 ABC 來決定。 “INH”是禁止端，當 “INH”=1時，各通道均不接通。例如，若模擬開關的供電電源 VDD=＋ 5V， VSS=0V，當 VEE=－ 5V時，只要 對此模擬開關施加 0～ 5V的數(shù)字控制信號，就可控制幅度范圍為－ 5V～＋ 5V的模擬信號。為了 提高輸入阻抗和減小零點漂移的影響，放大器第一級是跟蹤器， IC IC IC4 均選用斬波穩(wěn)零式高精度運算放大器 ICL7650 ， IC IC5 選用 OP07。實際測試表明放大倍數(shù)為 800 時性能仍然穩(wěn)定。 OP07 采用超高工藝和齊納微調(diào)技術，使其溫漂很小，廣泛用于精密加法，檢波，微弱信號精密放大。使用OP07 一般不用考慮調(diào)零和頻率問題就能滿足要求。引腳圖如圖 28。12345678V O S T R IMV +OUTNC IN+ INV OP 07V O S T R IM+2345678 910111213141516COM M ONIN HVEEVSSVDDABC146751230CD 4051 第 16 頁 共 47頁 動態(tài)校零技術 消除了 CMOS器件固有的失調(diào)和漂移，從而擺脫了傳統(tǒng)斬波穩(wěn)零電路的束縛，克服了傳統(tǒng)斬波穩(wěn)零放大器的這些缺點。 ICL7650 采 用 14腳雙列直插式和 8腳金屬殼兩種封裝形式。 它是美國模擬器件公司生產(chǎn)的 12位逐次逼近型快速的 A /D轉(zhuǎn)換器。 AD574片內(nèi)配有三態(tài)輸出緩沖電路 , 因而可直接與各種類型的 8位或 16 位微處理器連接 , 而無需附加邏輯接口電路 , 且能與 CMOS及 TTL電平兼容。 AD574 的外特性 AD574的引腳配置圖如圖 211： 101123746541287 15 V+ 15 V+ 15 V 15 V0 . 1 181。 F10 23746541287 15 V+ 15 V 15 V0 . 1 181。 F363546+ 15 V 15 V0 . 1 181。 F3182711100 . 1 181。低電平有效。高電平有效。 R/C ：讀 /變換，高為讀 A/D 變換結果，低為啟動 A/D 變換。本設計令其接地。 STS ：變換狀態(tài)，高為正在變換，低為變換結束。本設計夸其接 P1． 0。 REFOUT ：基準輸出。 DBII～ DB0： 12 位數(shù)據(jù)總線。5 V模擬量輸入。 20VSPAN ：單極性 0～ 20 V模擬量輸入；雙極性 0～ 177。 AC ：模擬地． 表 1 控制信號 CS 、 CE、 CR/ 、 0A 和 8/12 的組合功能如下 ： CS CE CR/ 8/12 0A 操作功能 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 12位 A/D轉(zhuǎn)換起動 8位 A/D轉(zhuǎn)換起動 12位轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出 高 8位轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出 低 4位后跟 4位“ 0”輸出 0 1 }不執(zhí)行操作 AD 57412345672826271413121110981920212223242515161718V L12 / 8CSA 0CR /VccREF O UT ACREF I N V EEBI P O FF10 V I N20 V I NSTSDB 11DB 10DB 9DB 4DB 5DB 6DB 7DB 8DB 1DB 2DB 3DB 0ACCE 第 18 頁 共 47頁 AD574 與 89C51 的接口電路 圖 212 A/D轉(zhuǎn)換電路 圖 串口輸出單元 串行輸出端口由 MAX220完成，每數(shù)據(jù)包 2個字節(jié)，波特率為 9600，精確到 ℃ MAX220 MAX220包含 4個部分：雙路電荷泵 DCDC電壓轉(zhuǎn)換器、 RS232驅(qū)動器、 RS232接收器，以及接收器與發(fā)送器使能控制輸入。10V (空載 )，為 RS232驅(qū)動器提供工作電壓。 2) RS232驅(qū)動器 如果負載是標稱值為 5kΩ的 RS232接收器，并且 VCC =+5V時，驅(qū)動器輸出電壓擺幅的典型值為 177。空載時驅(qū)動器輸出電壓范圍是 (V+)至 (V +)。在關斷模式、三態(tài)模式，或器件電源被斷開的情況下，驅(qū)動器輸出關閉，并進入高阻狀態(tài)，該狀態(tài)下的漏電流通常只有幾個微安 (最大值為 25μA)。1 5V。 MAX220不具備內(nèi)部上拉電阻，所以不能將未 使用的驅(qū)動器輸出強制為低電平 ，須 將未使用的輸入端連接至 GND或 VCC。輸入門限設定為 ，驅(qū)動器既響應 TTL電平輸入，也響應 EIA/TIA232E與 。25V的過壓輸入，并提供標稱值為 5kΩ的輸入端接電阻。這樣，P 1 . 59P 3 . 212P 3 . 6P 3 . 71617GNDP 1 . 0P 1 . 7P 3 . 4P 3 . 3EA3233343536373839312089 C 516181314DB 11DB 10DB 9DB 8DB 7DB 6DB 5DB 4DB 3DB 2DB 1DB 0CES T SA 0AD 57471115191210DCACR E F I NR E F OU TCS28161718192021222324252627345B I P OF FR / C+ 10 VV LVc cV EE+ 5 V+ 15 V 15 VP 3 . 515141312 / 8+ 5 VVc c0 ~0 ~ + 20 V 第 19 頁 共 47頁 對于慢變化輸入信號可以產(chǎn)生明確的輸出跳變，即使是在有一 定噪聲和振蕩的情況下。 MAX220 的引腳圖見圖 圖 213MAX220引腳配置 串行輸出電路 圖 214串行輸出電路 LED 選擇及顯示電路 LED數(shù)碼管分共陰極和共陽極兩種 。 15T XDR XDR 2 OUTT 2 IN910R 2 INT 2 OUT1345162687GND+ 5 VV +V V C CC 11 181。 F1011 P 3 . 0P 3 . 1P 3 . 7GNDP 1 . 0P 1 . 7P 2 . 7P 2 . 0EA2089 C 51+ 5 VV c cM A X 220C 1 +V +C 1 C 2 +C 2 V T 2 OUTR 2 INV ccGNDT 1 OUTR 1 INR 1 OUTT 1 INT 2 INR 2 OUT12345678161514131211109 第 20 頁 共 47頁 圖 215 LED數(shù)碼管 LED數(shù)碼管的顯示控制可分為靜態(tài)和動態(tài)兩種。由于每一位數(shù)碼管段選碼都用一個獨立的 8位 I/O口控制，因此在同一時間里，每一位顯示的字符可以各不相同且顯示亮度較高，但當為數(shù)較多時，因為占用的 I/O口線較多，往往不采用靜態(tài)顯示方式。應用時輪流送入每一個 LED的字形碼與位選碼，利用人的視覺暫留現(xiàn)象 來顯示各位的字符。動態(tài)顯示的亮度不如靜態(tài)顯示方式。 圖 216顯示電路圖 679GNDP 1 . 0P 1 . 7P 2 . 7P 2 . 0EA312089 C 51+ 5 VVc c+ 5 V74 LS 1643 4 5 6 10 11 12 131 2 8a hgfedcbabcdefg74 LS 1643 4 5 6 10 11 12 131 2 8a hgfedcbabcdefg74 LS 1643 4 5 6 10 11 12 131 2 8a hgfedcbabcdefg74 LS 1643 4 5 6 10 11 12 131 2 8a hgfedcbabcdefgP 1 . 5P 1 . 6S TSaf bge cdG NDG ND dpV cc af bge cd dpV cc（ a ） 共陰極 ( b ) 共陽極 第 21 頁 共 47頁 電源設計 本設計要求電源能夠提供 +5V、 177。 在此， 選用 三端固定集成穩(wěn)壓器 CW7800/7900系列。 三端固定穩(wěn)壓器是一種能夠輸出固定電壓的集成穩(wěn)壓器，它具有內(nèi)部過熱保護、輸出電流短 路保護和輸出半導體管保護等保護功能。15V， +30V由 LM317LZ 三端可調(diào)穩(wěn)壓器來得到。 317 系列穩(wěn)壓塊的型號很多：例如 LM317HVH、 LM317L 等。 LM317 輸出電流為 ，輸出電壓可在 － 37V之間連續(xù)調(diào)節(jié)，其輸出電壓由兩只外接電阻決定。 LM317LZ 單列 3 腳封裝 。輸出噪聲有較值 =%。熱穩(wěn)壓系數(shù) =%/W。輸出紋波抑制比 =80dB。 + 15 VK FF U S E 9 V330 181。 F2200 181。 F2 . 2 K0 . 33 181。 F100 181。程序采用模塊化結構 ,每一個功能為一個子程序。熱電勢與溫度關系曲線和相鄰溫度點間的差值曲線[45]如圖 5所示。經(jīng)過實際測試 ,當斜率為 1時 ,其誤差均勻分布 ,約為 177。最大誤差時溫度最 大相當于 177。25℃ 范圍內(nèi)采用逐次比較法最后確定溫度的準確值。當單片機主頻為 12 MHz時 ,數(shù)據(jù)采集、運算、查表、輸出、顯示等的工作周期約為 30 ms。 圖 31主程序框圖 開始初始化采集 U0 U0 Et 、 U0 3信號分別得到 S S S t 、 S 3數(shù)字濾波計算 I 、 冷鍛溫度補償 ， 查表得Et 0 計算 R t = （ S t S3） I / S 2 ，并進行冷鍛溫度補償R t 54868 18