基于單片機的加熱爐爐溫控制系統設計硬件設計-資料下載頁

【導讀】工業中，廣泛使用各種加熱爐，熱處理爐，反應爐等。由于爐子的種類不同，因?？刂萍夹g得到了迅速的發展和廣泛的應用。源的消耗，設備的生產效率。而用微型計算機對爐窯進行控制，無論在提高產品。質量和數量，節約能源，還是在改善勞動條件等方面都顯示出無比的優越性。退火爐主要用于鋼材的熱處理，以改變鋼材的物理性能。其進行智能控制的控溫系統。以太網接口，并且速度快，對于溫度擴展完全能滿足實時性要求。轉換及數據采樣電路，鍵盤，顯示接口電路，報警顯示電路，譯碼電路等組成?？刂破鬏敵鼋汥/A轉換器轉換成4~20mA電流信號，以帶動執行機構動。作人員注意，并采取相應措施。檢測，控制，驅動的功能電路，在很大程度上決定了應。其傳感器及接口可能。采用數字式或數字傳感器，以利于減少干擾竄入計算機中和提高測量的精確度。當采樣值大于給定值時，把天燃氣閥門關小，反之將開大閥門，這樣通過改變進入退火爐的天然氣的流量，達到控制溫度的目的。

　　

【正文】 的應用舉例 作為通用的并行接口電路芯片， 825A 具有廣泛的應用 (1)應用在 IBM PC/XT 微機上 （ 2）應用于打印機接口電路 （ 3）連接簡易鍵盤 （ 4）驅動 LED 數碼管 35 5． 設計的 I/O口擴展 本設計電路采用的是用 Intel公司生產的可編程輸入輸出接口芯片 8255A實現并 1/O口擴展及總線擴展方法。圖 351 是單片機與 8255A的接口電路圖，由于 8255A芯片內部無地址鎖存能力，所以 8255A的口地址選擇線 Al, AO分別由 8031單片機的 , 。連接在單 片機的地址總線的最低兩位A0, Al用于決定 8255A端口地址。如 A1AO為 00是 A口 。AIAO為 01是 B口 。AIAO為 10是 C口 。AIAO為 11是控 制字寄存器 /RD/ W RP / EAALEP P P P P P P 8031/RD/ W RRESE T/CSA 1D 7A 2D 6D 5D 4D 3D 2D 1D08255 AP C 7P C 6P C 5P C 4P C 3P C 2P C 1P C 0PB 7PA 7PB 6PB 5PB 4PB 3PB 2PB 1PB 0PA 6PA 5PA 4PA 3PA 2PA 1PA 0D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0Q 7Q 6Q 5Q 4Q 3Q 2Q 1Q 0G / E373SL47+5 V171632333435363738393118 1911171413874321615129659863536513026 7101112131716151425242322212019183738394043122728293031323334 36 圖 8255A與 8031的接口電路原理圖 8255A的全部工作狀態是通過讀 /寫控制邏輯和工作方式選擇來實現的。其中讀寫控制邏輯是由單片機輸出的地址 Al, AO及控制信號 /RD,/WR、 /CS來選擇口的操作態。 8255A有三種工作方式可供選擇，通過編 程可以選擇其中一種。編程選擇是通過對控制口輸入控制字的方式實現的。 其中控制字有方式選擇控制子和 C口置位 /復位控制字。通過對 8255A所提 供的方式控制命令字和 C 口置位 /復位控制命令字，就可以方便地控制 8255A的各個 1/O端口了。在本設計的電路中， 8255A的 A口和 B口分別為 鍵盤和顯示接口電路。 6．報警顯示電路 除了顯示電路外，為了安全生產，系統專門設計一個報警電路。采用雙色發光二極管，當 LAI 為高電平時， LBI 為低電平時，發光二極管為綠色；當 LAI為低電平， LBI 為高電平是，發光二極管為紅色；當兩個均為高電平時，為黃色。系統每個發光二極管代表一座退火爐，當溫度正常時為綠色，高于上限時為紅色，低于下限時為黃色。操作人員根據雙色二極管的顏色，即可了解每座退火爐工作是否正常。紅色控制分別由 8255A 的 C 口和 8031 的 P1 口來完成。 為了引起操作人員注意，系統還設計一個報警聲音電路。用 8255A 的 PA7驅動晶體三極管 VT，控制語音芯片 9561 帶動喇叭發音。 37 表 譯碼器輸出及各端口地址 高位譯碼地址線 低位地址線 譯碼輸出 地址 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 A7— A0 0— 0 0— 0 0— 0 0— 0 0— 0 0— 0 /Y0 F000H /Y1 F100H /Y2 F200H /Y3 F300H /Y4 F400H /Y5 F500H 38 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0— 0 0— 0 0— 0 0— 0 0— 0 0— 0 0— 0 0— 0 0— 0 0— 0 /Y6 F600H /Y7 F700H /Y8 F800H /Y9 F900H /Y10 FA00H /Y11 FB00H /Y12 FC00H /Y13 FD00H /Y14 FE00H /Y15 FF00H 7 .譯碼電路 為了使系統各個接口能正常工作，系統專門設計一個譯碼電路。由于本系統接口比較多，所以采用 74LS154 譯碼器，可譯出 16 個地址。 在下圖圖中，地址總線 A1 A14控制譯碼器的控制端 /G1， A1 A12 控制譯碼器的控制端 /G2。 A11～ A8 接譯碼器選擇控制端 D、 C、 B、 A。根據譯碼器各輸出端口的片選信號，可分析出各端口地址如下表所示。 39 圖 譯碼器接口電路 表 譯碼器輸出及各端口地址 高位譯碼地址線 低位地址線 譯碼輸出 地址 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 A7— A0 0— 0 0— 0 0— 0 0— 0 0— 0 /Y0 F000H /Y1 F100H /Y2 F200H /Y3 F300H /Y4 F400H 40 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0— 0 0— 0 0— 0 0— 0 0— 0 0— 0 0— 0 0— 0 0— 0 0— 0 0— 0 /Y5 F500H /Y6 F600H /Y7 F700H /Y8 F800H /Y9 F900H /Y10 FA00H /Y11 FB00H /Y12 FC00H /Y13 FD00H /Y14 FE00H /Y15 FF00H V/I 轉換電路 在計算機自動測 控系統的設計中，為增加系統的可靠性，加快研制速度，實現系統功能模塊化，經常選用具有一定功能的電動組合單元作為系統的一部分，如在溫度測量中選擇熱電偶或者熱電阻溫度變送器作為測量單元；在電機控制中，利用輸入為 4— 20mA 或 0— 5V的變頻調速器作為控制輸出單元等。在某些測控系統的改造中，為使系統整體結構基本保持原狀，也常遇到微機系統與電動組合單元的接口問題。 微機化測控系統常常要以電流方式輸出，因為電流輸出有利于長距離傳輸，且不易引入干擾，工業上的許多儀表也是以電流配接的，如電動單元組合儀表DDZⅡ型就是以 0～ 10mA 的直流電流作為標準統一信號， DDZⅢ型采用 4～ 20mA直流電流作為標準統一信號，而大多數 D/A 電路的輸出為電壓信號，因此在微機化測控系統的是輸出通道中通常設置了電壓 /電流（ V/I）轉換電路，以便將 D/A電路輸出的電壓信號轉換成電流信號。 V/I變換采用放大器構成反向輸出求和電路，當 D/A轉換器輸出為 0時，只有+1 v作用，經過 250歐的電阻產生 4mA直流信號，當 D/A轉換器輸出為 +5V時，兩個電源為求和電路， 5V信號經過 16mA信號，兩者疊加共產生 20mA直流信號。 41 對于電動 組合單元 DDZⅡ型，其輸出信號標準為 0— 10mADC，而 DDZⅢ型的輸出信號標準為 420mADC；許多控制單元，如一些溫控器、變頻調速器等，其輸入信號也經常是 0— 10mADC 或 420mADC 的標準直流電流信號。而一般單片機應用系統模擬信號輸出只是電壓信號；它能處理的一般也只是電壓信號，因此，在某些需要電流信號輸出或只提供電流信號的場合，需要進行電壓 /電流轉換。 在本系統中，我們選用 DDZⅢ型電動組合單元。因此，電壓 /電流轉換器的轉換范圍我們選擇電壓 1— 5V/4— 20mA 轉換。 在實現 0— ， 與 0— ， 0— 轉換時，也可直接采用集成電壓 /電流轉換電路來完成。我們選用的一種比較常用的集成電壓 /電流轉換器是 AD公司的 AD694。 AD694 是一種 420mA 轉換器，適當接線也可使其輸出范圍為 020mA。 AD694 的主要特點是： ★ 輸出范圍： 420mA， 020mA。 ★ 輸入范圍： 0— 2V 或 0— 10V。 ★ 電源范圍： +— 36V。 ★ 可與電流輸出型 D/A 轉換器直接配合使用，實現程控電流輸出。 ★ 具有開路或超限報警功能。 AD694 的使用也較為簡單。它還可直接與 8 位、 10 位、 12 位等電流輸出型D/A轉換器配合使用。 8． D/A 轉換器 數 /模（ D/A）轉換器接口 D/A 轉換原理 為了實現數字量到模擬量的轉換，必須將每位代碼按其權值的大小轉換成相應的模擬量，然后將各模擬分量相加，其總和就是與數字量對應的模擬量，這就是 D/A 轉換的基本原理。 D/A 轉換器主要由電阻網絡、電子開關、基準電壓及運算放大器組成。 42 D/A 轉換器性能參數 1. 分辨率 2. 轉換精度 3. 線性度 4. 溫度靈敏度 5. 建立時間 DAC0832 原理及應用 . 1. 主要性能指標 1） 8 位，單極性，數據線與 TTL 兼容； 2）二級數據鎖存（第一級為輸入鎖存）； 3） 20 腳雙列