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单片机温度自动控制系统论文 第3页

更新时间:2007-11-12:  来源:毕业论文

4.1 ADC08098031接口电路

 

如图所示ADC08098031单片机的接口电路,当P2.2=0时,选中了ADC0809(允许启动各通道转换与读取相应的转换结果),转换结束信号EOC经倒相后接至单片机的外部中断 p3.3=0时,说明转换结束,我们选用0通道作为输入,因而可以把0809视为一个地址为03F8H的外部数据存储单元,对其写数据时,8031 信号使ALESTART有效,将74LS373锁存的地址低三位存入0809并启动ADC,当EOC为低电平时,说明A/D转换正在进行,当EOC为高电平(即P3.3=0)时,表示转换结束,8031可以读入转好的数据。

4.2 81558031接口硬件电路设计

4.2.1 8155芯片的结构

8155芯片是一种多功能的可编程常用外围接口芯片,它具有三个可编程I/O端口(A口和B口是8C口是6位)一个可编程14位定时计数器和256字节的RAM,能方便地进行I/O扩展和RAM扩展,

芯片引脚功能如下

RESET:复位输入信号

AD0~AD7:三态地址/数据复用线

:片选信号

:读选通信号线,低电平有效

:写选通信号线,低电平有效

IO/ RAM/IO选择,IO/ =O  =0时,单片机选择8155RAM读写AD0~AD7上的地址为8155RAM单元地址。

IO/ =1  =0时,单片机选择8155I/O读写AD0~AD7上的地址为8155I/O地址。

ALE:地址锁存信号线

PA0~PA7:端口A I/O线

PB0~PB7:端口B I/O线

PC0~PC7:端口C I/O线

TIMER  定时计数器的输入端

:定时计数器的输出端

 

4.2.2 81558031接口电路

81558031可以直接连接,不需要任何外加电路,对系统增加了256字节的RAM22I/O线及一个计数器,电路中8031P2.18155CEP2.08155IO/ P0.0~P0.78155AD0~AD7时,8155I/ORAM地址分配将是:

(1)    P2.1=0,P2.0=0时选中8155片中RAM,地址是0000H~00FFH

(2)    P2.1=0,P2.0=1时选中2/0口,各口分想地址为:

0100H命令状态寄存器

0101H  A口地址

0102H  B口地址

0103H  C口地址

0104H计数值低8

0105H计数值高8位和方式寄存器

(3)    8155的命令字和状态字

a8155的命令字

                    4.2 8155命令字

                          

定时器命令

00=无操作

01=停止计数

10=时间到由停止计数

11=装入工作方式和计数长度后立即启动计数器

b8155的控制字

4.3 8155控制字

 

 

4.4 80318155接口电路图

4.3 2732EPROM的工作原理及硬件接口设计

   27324K×8EPROM器件,有12根地址线A11~A0,可以寻址片内4K字节存储器中任何单元,所以称27324K字节EPROM。它是一种可编程只读存储器,单一正5V供电,最大静态电流150mA,文持电流30mA24线双列直插式封装,管脚图如下 

 

 

       

                 

                  4.5 2732管脚图

 

27324K×8位的EPROM器件,有12根地址线A11~A0,这12根地址线中高4A8~A11P2.0~P2.3连接,低8A0~A7与地址锁存器74LS373的输出端Q0~Q7连接(这里地址可映象P0口的地址)数据端D0~D7直接与8031P0口连接,当8031系统发出低12位地址信息时,分别选中2732片内4K字节存储器中各单元,2732CE引脚为片选信号输入端,低电平有效,表示选中该2732芯片。该片选信号决定了2732这块芯片的4K字节存储器在8031系统扩展程序存储器64KB空间中的位置,图中接法2732占有的扩展程序存储器地址空间为0000H~07FFH

此外,2732 端,Vpp 端可组合成2732的各种工作方式(读待机即文持,写即编程,编程检验等)图中连接法其工作方式为读状态,当 选通信号为低电平选通2732即把2732中的D0~D7端口上的程序或常数读入,8031单片机的P0口上去,当 为高电平时,即无效,则禁止2732的数据读入P0 

                                                                                                                                            

4.6 2732EPROM8031硬件接口电路

 

图中74LS373是带三态输出的8口锁存器,扩展电路中用作外部地址锁存器,三态控制端E接地,以保持输出畅通,其三态输出还有一定的驱动能力,G端与8031单片机的ALE连接,当G=1时(ALE高电平持续期间)74LS373的输出Q0~Q7随其输入的D0~D1的状态变化即P0口送出的8位地址信号一旦输出,就能映射到2732EPROM的地址输入A0~A7上,G端的状态由“1”变“0”时(ALE不跳变)低8位地址被锁存。

第五章 掉电保护功能电路

掉电保护电路功能的实现有两种方案:一是选用E²ROM将重要数据置于其中,二是加接备用电池,如下图所示,稳压电源和备用电池分别通过二级管接于存储器或单片机的Vcc端,当稳压电源电压大于备用电池电压时,电池不供电,当稳压电源掉电时,备用电池工作。

仪器内还应设置掉电检测电路,以便在一旦检测到失电时,将断点(PC及各种寄存器)内容保护起来,图中CMOS555接成单稳形式,掉电时3端输出低电平脉冲作为中断请求信号。光电耦合器的作用是防止干扰而产生误动作,在掉电瞬时,稳压电源在大电容支持下,仍文持供电,这段时间主机执行中断服务程序,将断点和重要数据置入RAM

 

 

5.1掉电保护功能图

 

 

第优章 温度控制电路

6.1温度控制电路

温度控制电路采用可控硅调功方法,双向可控硅相当于一双反相并联的普通可控硅,具有正反相都能控制导通的特性,可用作调温器。将它串在50HZ交流电源和加热丝电路中,只要在给定周期内改变可控硅开关的接通时间,就能改变加热功率,从而实现温度的调节。

 

6.1可控硅调功器输出功率与通断电T关系

 

对于这样的执行机构,单片机只要输出能控制可控硅通断时间的脉冲作为信号就可以了,这可用一条功线通过程序输出控制脉冲。

   为了达到过零触发的目的,需要交流电过零检测电路,此电路输出对应于50HZ交流电压过零时刻的脉冲作为触发双向可控硅的同步脉冲,是可控硅在交流电压过零时刻触发导通,电路如下图:

 

 

6.2过零触发电路

 

图中电压比较器LM31150HZ正弦交流电压变为方波,方波的正跳沿和负跳沿分别作为两个单稳触发器的触发信号,单稳触发器输出的窄脉冲经二极管或门混合就得到对应于220V市电过零时刻的同步脉冲。此同步脉冲一路作为触发同步脉冲加到温控电路,一路作为计数脉冲加到单片机8031P3.4P3.5输入端。

6.2控制规律的选择

电阻炉炉温控制是这样一个反馈调节作用过程:比较实际炉温和需要炉温得到的偏差通过对偏差的处理获得控制信号去调节炉子的加热功率,从而实现对炉温的控制。

按照偏差的比例,积分和微分产生控制作用,简称PID控制,是过程控制中应用最广泛的一种控制形式,通过对实际运行效果和理论分析表明,这种控制规律在相当多的工业生产中能得到比较好的效果。

计算机PID算法是用差分方程近似实现的。

用微分方程表示PID调节规律的理想算式为:

 

式中e(t)=r(t)-y(t)为偏差信号,是调节器的输入信号;r(t)

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