電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例(已改無錯(cuò)字)
2022-09-02 09:54:46 本頁面
【正文】 顯示給定溫度和實(shí)測(cè)溫度，顯示范圍為 ～ ℃ ； ? 打印功能由微型打印機(jī)完成。 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì) B T R 四． 單元電路設(shè)計(jì) 1. 單片機(jī)基本系統(tǒng) ?如圖所示 單片機(jī)基本系統(tǒng) 是一個(gè) 8031最小系統(tǒng)； ?為滿足控制程序及浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算程序庫的存放要求，并適當(dāng)留有余地以便進(jìn)一步擴(kuò)展功能，因此選用了容量較大的存儲(chǔ)芯片 27256； ?由于 8031內(nèi)部已集成了 I/O口、中斷、定時(shí)器和 RAM，且可以滿足應(yīng)用需要，因此可不必再擴(kuò)充相關(guān)芯片。 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì) B T R 2. 前向通道 ?前向通道組成如圖所示，水溫經(jīng)溫度傳感器和信號(hào)放大電路產(chǎn)生0～ 5V的模擬電壓信號(hào)送入 A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端， A/D轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量通過系統(tǒng)總線送入單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理； ?前向通道設(shè)計(jì)包含以下幾方面內(nèi)容： 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì) B T R ? 傳感器選擇 ? 溫度傳感器的種類較多。熱電偶的靈敏度較低；熱敏電阻由于非線性而影響其精度；鉑電阻溫度傳感器由于成本高，在一般小系統(tǒng)中很少使用； ? AD590是美國 Analog Devices公司生產(chǎn)的二端式集成溫度 — 電流傳感器，具有體積小、重量輕、線性度好、性能穩(wěn)定等一系列優(yōu)點(diǎn)； ? 它的測(cè)溫范圍為－ 50～＋ 150℃ ，滿刻度范圍誤差為177。 ℃ ，當(dāng)電源電壓在 5～ 10V之間，穩(wěn)定度為 1%時(shí)，誤差只有177。 ℃ ，完全適用于本例對(duì)水溫測(cè)量的要求 ； ? AD590是溫度 — 電流傳感器，對(duì)于提高系統(tǒng)抗干擾能力也有很大幫助，因此本例選用 AD590作為溫度傳感器。 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì) B T R ?信號(hào)轉(zhuǎn)換與放大電路 ? AD581提供 10V標(biāo)準(zhǔn)電壓，它與運(yùn)算放大器 OP－ 07和電阻 RVR1， R VR2組成信號(hào)轉(zhuǎn)換與放大電路，將 35～ 95℃ 溫度轉(zhuǎn)換為 0～ 5V的電壓信號(hào)； ? 查手冊(cè)可知 AD590在 35℃ 和 95℃ 時(shí)輸出電流分別為 ，因此 R VR1， R VR2 ? R1+VR1=10V/=，取 R1=30kΩ， VR1=5kΩ； ? R2+VR2=5V/(－ )μA=，取 R2=81kΩ， VR2=5kΩ。 ARfVoIiVo＝ Rf Ii 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì) B T R ? A/D轉(zhuǎn)換器 ? 按精度要求，則系統(tǒng)的控制總誤差應(yīng)不大于 1/(9535) 100%=%，分配到前向通道的信號(hào)采集總誤差應(yīng)為%，可以采用 8位 A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)； ? 由于水溫變化相對(duì)緩慢，因此前向通道中沒有使用采樣保持電路， A/D轉(zhuǎn)換器可以采用價(jià)格低廉的 8位逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器ADC0804，該轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度為 100μs，轉(zhuǎn)換精度為 %，對(duì)應(yīng)誤差為 ℃ ； ? ADC0804的信號(hào)連接如圖所示。其中， CLKR和 CLKIN兩端外接一對(duì)電阻、電容，即可產(chǎn)生 A/D轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)鐘信號(hào)。 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì) B T R 3. 后向通道 ?為了實(shí)現(xiàn)水溫的 PID控制，功率放大電路的輸出不能是一個(gè)簡(jiǎn)單的開關(guān)量，輸入電爐的加熱功率必須連續(xù)可調(diào)； ?改變輸入電爐的電壓平均值就可改變電爐的輸入功率，而較簡(jiǎn)單的調(diào)壓方法有相位控制調(diào)壓和通斷控制調(diào)壓法 ； ?采用 通斷控制調(diào)壓法不僅使輸出通道省去了 D/A轉(zhuǎn)換器和可控硅移相觸發(fā)電路，大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)硬件，而且可控硅工作在過零觸發(fā)狀態(tài)，提高了設(shè)備的功率因數(shù)，也減輕了對(duì)電網(wǎng)的干擾 。 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì) B T R ? 控制精度 ? 由于通斷控制調(diào)壓法使加在負(fù)載上的電壓為幾個(gè)連續(xù)的半周，因而必須考慮最小輸入功率
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