1、-. z文字說明局部1.信號采集電路本設計中采用的是R型鉑銠13-鉑熱電偶，測溫圍為-401600，輸出熱電勢為018.849mv。由于本設計要求的測溫圍最高值為1400，對應熱電勢輸出為16.040mv，在電路設計時，按照最大輸出為17mv來設計。熱電偶測溫電路的設計：熱電偶產生的熱電勢是一種變化緩慢的直流信號，在設置濾波電路時，將30Hz以上的信號是為干擾，將其濾掉。選用的時RC濾波電路，根據公式f=1/2RC得到R=510歐姆，C=10uF。溫度補償電路選用的是鉑電阻Pt100，并采用三線制接法消除導線電阻的影響。為抑制溫漂，采用兩個精細電阻串聯的分壓方式測出100歐姆精細電阻在17nv

2、值時的變化，對測量值進展補償。為克制零點漂移，采樣電路還對零電勢進展測量，補償元器件的零點漂移。2.運算放大電路本設計選用的運放為AD627。AD627放大倍數為51000倍，并且部集成一200K精細電阻，在使用時只需外接一個電阻。AD627溫漂為10ppm/，衰減度為0.001，輸出電壓Vout=(Vin+)-(Vin-)*(5+200k/Rg)+Vref.本電路中電壓要從17mv放大到5V，Vref=2V，應選用的外接精細電阻為1166.381，約取1.2K。3.V-F變換電路選用的V-F變換器是AD652。輸入電壓為010V，輸出脈沖頻率為02MHz但由于在電壓到達10V時，輸出脈沖頻率

3、的誤差較大，故采用5V電壓輸入，1MHz頻率輸出。由于AD652沒有控制門，且考慮到單片機的部資源，采用8253對AD652的輸出脈沖進展定時計數。對8253的0號定時器輸入準確脈沖，用其定時；將AD652的輸出脈沖接到8253的1號計數器，對輸出地脈沖計數。在工作過程中8253采用中斷方式。8253的0號定時器的OUT端接到單片機的INT1，當定時時間到時向51申請中斷，0號和1號定時器的GATE端接單片機P1.7口，計時時間到時，0號OUT端輸出低電平向單片機申請中斷，P1.7口將輸出高電平將計數器0和1封鎖，P0口將計數值送讀出，從而可算出溫度值。準確的脈沖輸入為12MHz的12分頻，為

4、1MHz。4.直流穩壓電源本設計選用的時5V直流穩壓電源，穩壓芯片為7805和7905，7805和7905的輸入端電壓為7.5V到45V，為防止電網電壓波動，變壓器選取時應保證穩壓片輸入端電壓大于等于7.5V。不妨當電網電壓為200V時，變壓器二次側電壓為9V，則變壓器原副線圈匝數比為22:1。此時當電網電壓為250V時，二次側電壓為11V，加到7805的電壓為8.04V，7805能穩定工作，故該匝數比可取。由于電源選的是雙極性，故匝數比為11:1。5.保護電路：光電隔離為防止前段測溫電路有可能產生的高壓對控制電路的損壞，在VF變換器AD652與計數器8253之間采用光電隔離。本設計選用的光電

5、隔離芯片為6N137。6N137光耦合器是一款用于單通道的高速光耦合器，其部有一個850 nm波長AlGaAs LED和一個集成檢測器組成，其檢測器由一個光敏二極管、高增益線性運放及一個肖特基鉗位的集電極開路的三極管組成。具有溫度、電流和電壓補償功能，高的輸入輸出隔離，LSTTL/TTL兼容，高速(典型為10MBd)，5mA的極小輸入電流。工作參數：最大輸入電流，低電平：250uA 最大輸入電流，高電平：15mA 最大允許低電平電壓(輸出高)：0.8v 最大允許高電平電壓：Vcc 最大電源電壓、輸出：5.5V 扇出(TTL負載)：8個(最多) 工作溫度圍：-40C to +85C需要注意的是，

6、在6N137光耦合器的電源管腳旁應有個0.1uF的去耦電容。在選擇電容類型時，應盡量選擇高頻特性好的電容器，如瓷電容或鉭電容，并且盡量靠近6N137光耦合器的電源管腳；另外，輸入使能管腳在芯片部已有上拉電阻，無需再外接上拉電阻。6N137光耦合器的使用需要注意兩點：第一是6N137光耦合器的第6腳Vo輸出電路屬于集電極開路電路，必須上拉一個電阻；第二是6N137光耦合器的第2腳和第3腳之間是一個LED，必須串接一個限流電阻。6.數碼管顯示電路本設計中的顯示采用七段數碼管動態顯示，選用的數碼管是共陰極數碼管。動態驅動是將所有數碼管的8個顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另

7、外為每個數碼管的公共極增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數碼管都接收到一樣的字形碼，但那個數碼管會顯示出字形這取決于單片機對位選通端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數碼管的選通控制翻開，該位就顯示出字形，沒有選通的數碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數碼管的的端，就使各個數碼管輪流受控顯示。在輪流顯示過程中，每位數碼管的點亮時間為循環總時間的1/5，由于人的視覺暫留現象及發光二極管的余輝效應，盡管實際上各位數碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩定的顯示數據，不會有閃爍感，動態顯示的效果和靜態顯示是一樣的，能夠節省大量的I

8、/O端口，而且功耗更低。數碼管顯示電路要顯示四路溫度值，三路熱電偶信號采用五位數碼顯示，一路溫度補償信號采用四位數碼顯示。由于顯示電路采用動態顯示，為減小數碼管的滅的占空比，采用四路同時顯示方式，即在每路數碼管前加一路鎖存器74HC573，先將要顯示的字碼送到鎖存器，當四路鎖存器都存滿后，再選通位碼，其中四路數碼管排成一個數碼管陣列，一樣列的數碼管的位選線接到一樣的I/O端口上。數碼管陽極端接到74LS573的輸出端，通過鎖存器驅動，陰極端采用URL2003進展驅動。ULN2003 是高耐壓、大電流達林頓列，由七個硅NPN 達林頓管組成。電路的特點如下：ULN2003 的每一對達林頓都串聯一個

9、2.7K 的基極電阻,在5V 的工作電壓下它能與TTL 和CMOS 電路直接相連，可以直接處理原先需要標準邏輯緩沖器來處理的數據。ULN2003 工作電壓高，工作電流大，灌電流可達500mA，并且能夠在關態時承受50V 的電壓，輸出還可以在高負載電流并行運行。74HC573是高性能硅門CMOS 器件，器件的輸入是和標準CMOS 輸出兼容的；加上拉電阻，他們能和LS/ALSTTL 輸出兼容。當鎖存使能端為高時，這些器件的鎖存對于數據是透明的也就是說輸出同步。當鎖存使能變低時，符合建立時間和保持時間的數據會被鎖存。芯片性能：輸出能直接接到CMOS，NMOS 和TTL 接口上；操作電壓圍：2.0V6

10、.0V；低輸入電流：1.0uA；CMOS 器件的高噪聲抵抗特性。本設計中為節約單片機的I/O端口，在數據傳輸設計上采用串口傳輸，采用74LS164將串行數據轉換后送到數碼管進展顯示。由于顯示的路數比擬多，在對數據進展傳輸時，使用74HC573鎖存器對數據進展鎖存，待顯示陣列的同一列數據都進入鎖存器后，選通該路數碼管，將數據顯示。7.鍵盤電路本設計中的參數設定及調整采用6按鍵鍵盤。排列為3個一行共兩行。其功能如圖：。其中M代表菜單鍵，通過該鍵可以選擇所要調整的參數所在的菜單項，參數設定好后，該鍵當做確認鍵；D鍵是退出鍵，在參數設定好后按M鍵確認，在按D鍵退到上一菜單；鍵是向左選擇要調整的參數，鍵

11、是向左選擇需要調整的參數；最后一組按鍵是調整參數的大小，第一行按鍵是將參數調大，另一個是將參數調小。鍵盤電路還使用了MA*6818芯片來防止因電路抖動引起的錯誤信號。MA*6818能采用延遲再判斷的方法去除電路中產生的抖動。8.掉電保護電路為防止因電源斷電而造成的信息喪失，設計的掉電保護電路目的是在斷電前讓單片機對現場進展保護。掉電保護電路是由電源的濾波電容之后采用電阻分壓形式得到一大約+2V電壓送到單片機中的外部中斷0口，為防止電壓波動而引起的單片機的損壞，在分壓后的電路中接入一+2.5V穩壓管保護電路正常工作。當電網突然斷電時，該電路的輸出就會保持在一低電平，從而引起單片機中斷，讓單片機保護現場；另一方面，該低電平信號還用于控制顯示模塊與執行模塊的鎖存器選擇端OE，當低電平時，所有鎖存器都不被選中，顯示電路與執行電路都立即停頓工作，電源中剩余的電量全部用于單片機保護現場之用。9.I/O端口分配P0.0P0.7溫度信號數據輸入端INT1計數器定時時間到P1.0P1.3，P2.0鍵盤接口RD，WD計數器讀寫控制P1.4P1.6多路開關選擇端P2.1P2.4譯碼器數據端P1.7計數器門端控制(控制該路計數器是否工作)P2.5P2.7計數器存單元，片選選擇端R*D串行數據輸出T*D164脈沖輸出INT0掉電保護中斷檢測10.執行電路采用分立開關元件控制電路是否工作。加熱爐選用