【正文】 經(jīng)過溫度信號(hào)測(cè)量處理電路后所得到的0—5V電壓模擬信號(hào)要經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后才能送給單片機(jī)，如圖8 溫度信號(hào)AD轉(zhuǎn)換電路所示，電壓模擬信號(hào)輸入給IN0通道，轉(zhuǎn)換完成后，輸送給單片機(jī)的P0口。（溫度信號(hào)AD轉(zhuǎn)換電路圖見圖紙4）其中ADC0809的A、B、C三個(gè)端口作為它IN0IN8八個(gè)輸入通道的選擇信號(hào)，由于此處只用到了IN0通道，所以將此A、B、C三個(gè)端口全部接地，單片機(jī)啟動(dòng)ADC0809的轉(zhuǎn)換后，延時(shí)一段時(shí)間，然后程序采取掃描方式檢測(cè)ADC0809是否轉(zhuǎn)換結(jié)束，當(dāng)接收到一個(gè)高電平時(shí)，發(fā)出一個(gè)READ信號(hào)，使得ADC0809輸出鎖存緩沖器開放，將數(shù)據(jù)輸送到數(shù)據(jù)線上，從而完成溫度數(shù)字信號(hào)的采集過程。7. ADC0809介紹ADC0809是M美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的8位通用A/D芯片 (1) 主要特性　　1）8路輸入通道，8位A／D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。 　　2）具有轉(zhuǎn)換起停控制端。 　　3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs(時(shí)鐘為640kHz時(shí))，130μs（時(shí)鐘為500kHz時(shí)）　 　　4）單個(gè)＋5V電源供電 　　5）模擬輸入電壓范圍0～＋5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。 　　6）工作溫度范圍為40～＋85攝氏度 7）低功耗，約15mW。 (2) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖9所示，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近 圖9 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 (3) 外部引腳功能特性　ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖10所示。下面說明各引腳功能。 圖10 ADC0809引腳配置圖　　IN0～I(xiàn)N7：8路模擬量輸入端。 　　21～28：8位數(shù)字量輸出端。 　　ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路 　　ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。 　　START： A／D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)脈沖輸入端，輸入一個(gè)正脈沖（至少100ns寬）使其啟動(dòng)（脈沖上升沿使0809復(fù)位，下降沿啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換）。 　　EOC： A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng)A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 　　OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。當(dāng)A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 　　CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHZ。 　　REF（+）、REF（）：基準(zhǔn)電壓。 Vcc：電源，單一＋5V。 GND：地。 (4) CLOCK引腳時(shí)鐘頻率　由于ADC0809的CLOCK引腳時(shí)鐘脈沖輸入端時(shí)鐘頻率要求不高于640KHZ，而單片機(jī)的ALE（地址鎖存使能端）輸出的頻率是單片機(jī)的振蕩頻率12MHZ的1/6，即頻率是 2MHZ，所以不能直接將單片機(jī)的ALE腳接在ADC0809的CLOCK端。如下圖所示，可以用兩片CD4013構(gòu)成如下的4分頻電路將2MHZ的ALE頻率分成512KHZ640KHZ。圖11 CD4013構(gòu)成4分頻電路一個(gè)D觸發(fā)器CD4013有6個(gè)端子：2個(gè)輸出，4個(gè)控制。4個(gè)控制分別是R、S、CK、D。 其中：(1)R和S不能同時(shí)為高電平。(2)當(dāng)R為S為0時(shí)，輸出Q一定為0，因此R可稱為復(fù)位端。(3)當(dāng)S為R為0時(shí)，輸出Q一定為1。(4)當(dāng)R、S均為0時(shí)，Q在CP端有脈沖上升沿到來時(shí)動(dòng)作，具體是Q=D，即若D為1則Q也為1，若D為0則Q也為0。其中各種工作狀態(tài)如下表所示表2：D觸發(fā)器CD4013真值表Qn DQn+1Qn DQn+10 00 1011 01 101 CK(ALE)： Q(U3_8A)： Q\(CLK)：由以上電路可以得到以下4分頻時(shí)序圖：圖12 4分頻時(shí)序圖8. 輸出模塊本控制系統(tǒng)的輸出單元主要有三個(gè)：(1) 繼電器輸出控制加熱執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開與關(guān)。(2)當(dāng)水溫高于上限溫度和低于下限溫度時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行聲光報(bào)警。(3)數(shù)碼管用于顯示用戶設(shè)定的溫度、上限溫度、下限溫度和當(dāng)前溫度值。加熱執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開與關(guān)狀態(tài)由固態(tài)繼電器（Solid State Relay），如圖13所示。（固態(tài)繼電器輸出電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖紙4）當(dāng)系統(tǒng)采集到溫度信號(hào)后與設(shè)定溫度進(jìn)行比較得到一個(gè)偏差，然后通過PID運(yùn)算，PWM波形的高電平期間，固態(tài)繼電器SSR輸入端IN1為高電平，從而OUT1和OUT2兩觸點(diǎn)閉合，將加熱執(zhí)行機(jī)構(gòu)加熱絲連入到交流220V回路中，控制加熱機(jī)構(gòu)對(duì)窯爐進(jìn)行加熱動(dòng)作，與此同時(shí)工作指示燈LED點(diǎn)亮。PWM波形低電平期間，SSR輸入端IN1為低電平，從而OUT1和OUT2兩觸點(diǎn)斷開，將加熱執(zhí)行機(jī)構(gòu)加熱絲從220V回路中切斷，控制加熱機(jī)構(gòu)對(duì)窯爐停止加熱，與此同時(shí)工作指示燈LED點(diǎn)熄滅。由于本系統(tǒng)加熱執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開與關(guān)狀態(tài)交替比較頻繁，一般的機(jī)械式繼電器在這種工作模式下使用壽命大大降低，所以難以滿足這一要求，在此應(yīng)該選用固態(tài)繼電器SSR如圖14 固態(tài)繼電器SSR內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路所示，它是由微電子電路，分立電子器件，電力電子功率器件組成的無觸點(diǎn)開關(guān)。用隔離器件實(shí)現(xiàn)了控制端與負(fù)載端的隔離。固態(tài)繼電器的輸入端用微小的控制信號(hào)，達(dá)到直接驅(qū)動(dòng)大電流負(fù)載。（固態(tài)繼電器SSR內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路見圖紙5）與一般機(jī)械式繼電器相比，固態(tài)繼電器有如下優(yōu)點(diǎn)：(1) 高壽命，高可靠：固態(tài)繼電器沒有機(jī)械零部件，有固體器件完成觸點(diǎn)功能，能在高沖擊，振動(dòng)的環(huán)境下工作，由于組成固態(tài)繼電器的元器件的固有特性，決定了固態(tài)繼電器的壽命長(zhǎng)，可靠性高。 (2) 靈敏度高，控制功率小，電磁兼容性好:固態(tài)繼電器的輸入電壓范圍較寬，驅(qū)動(dòng)功率低，可與大多數(shù)邏輯集成電路兼容不需加緩沖器或驅(qū)動(dòng)器。 (3) 快速轉(zhuǎn)換:固態(tài)繼電器因?yàn)椴捎霉腆w器件，所以切換速度可從幾毫秒至幾微妙。 (4) 電磁干擾小:固態(tài)繼電器沒有輸入“線圈”，沒有觸點(diǎn)燃弧和回跳，因而減少了電磁干擾。大多數(shù)交流輸出固態(tài)繼電器是一個(gè)零電壓開關(guān)，在零電壓處導(dǎo)通，零電流處關(guān)斷，減少了電流波形的突然中斷，從而減少了開關(guān)瞬態(tài)效應(yīng)。固態(tài)繼電器注意事項(xiàng)：(1)在PCB上使用固態(tài)繼電器時(shí)，焊接時(shí)應(yīng)在溫度小于250℃。(2)被控負(fù)載在接通瞬間會(huì)產(chǎn)生很大的浪涌電流，所以用戶在選用繼電器時(shí)應(yīng)對(duì)被控負(fù)載的浪涌特性進(jìn)行分析,然后再選擇繼電器?！?(3)固態(tài)繼電器的負(fù)載能力受環(huán)境溫度和自身溫升的影響較大，在安裝使用過程中, (4) 在繼電器使用時(shí)，因過流和負(fù)載短路會(huì)造成SSR固態(tài)繼電器內(nèi)部輸出可控硅永久損壞 ,應(yīng)該考慮過流、過壓保護(hù)措施 如圖紙5聲光報(bào)警電路所示：當(dāng)水溫高于上限溫度、低于下限溫度或者在誤輸入時(shí)，進(jìn)行系統(tǒng)聲光報(bào)警。當(dāng)溫度恢復(fù)到設(shè)置范圍內(nèi)后，聲光報(bào)警自動(dòng)撤銷。（聲光報(bào)警電路見圖紙5）用于顯示用戶設(shè)定的溫度、上限溫度、下限溫度和當(dāng)前溫度值等，精確到小數(shù)點(diǎn)后一位。如圖16所示，單片機(jī)的P2口輸出段選編碼，、。當(dāng)其中位選編碼輸出低電平時(shí)，三極管8550導(dǎo)通，使得共陽極數(shù)碼管公共端得到一個(gè)高電平，同時(shí)P2口輸出相應(yīng)的要顯示的數(shù)字共陽極字型碼并通過74HC573將段碼信號(hào)鎖存輸出。（溫度數(shù)碼管顯示電路見圖紙6）13. 鍵盤電路鍵盤是用來給用戶