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单片机控制电阻炉温控系统

片机接口方便,因此得到了广泛的使用。

单片机常用7段LED构成“8”字型,另外,还有一个小数点发光二极管的显示器来作为显示装置。LED显示器又可分共阴极和共阳极两种,共阴极就是把LED显示器里的所有发光地极管的阴极全部接在一起,就叫共阴极显示器;而共阳极刚好相反,把所有发光二极管的阳极接在一起 ,称共阳极显示器。动态扫描显示,就是让各位数码管按照一定顺序轮流显示。

3.9.2 LED数码管的段驱动电路

LED数码管一般要通过集成电路驱动才能正常显示,本电路采用CD4511驱动LED显示管。采用16脚双列直插式,主要管脚功能如下:

(1) Vdd、Vss分别为正负电源端,电压范围是3~18V,通常取5V,10V; (2) A、B、C、D BCD码输入端; (3) a-g七段码(高电平有效);

(4) LT灯测试端,只要LT=0(低点平)无论其它输入状态如何,LED就显

示全亮比画,构成数字‘ 8’,由此可检查数码管的好坏; (5) BI消隐控制端,当BI=0且LT=1(高电平)时,就强迫显示消隐,不

显示任何字型;

(6) LE锁存控制端,当LE=0时选通;LE=1时锁存。

3.9.3 驱动配套器件

P0口输出的DP5、DP6、DP7位选信号经74LS138译码,输出端产生位选通信号。为能驱动共阴极LED数码管并保证LED数码管正常工作,Q1—Q7先经过74L244八同相三态缓冲器/线驱动器缓冲,得到的Q1—Q7信号再分别接一个1K的电阻,然后经过三极管9012进行放大,以保证其电流能驱动数码管正常工作。 Q1—Q5显示的是当前测量的温度,而Q6、Q7显示的是恒温的时间。原理图如图13。

图13 驱动原理图

3.9.4 LED显示器字型编码

在本系统中,采用的是共阴极LED显示器,在使用它之间,必须弄清楚该显示器的显示字型编码。

3.10 键盘设置电路

对于一个优秀、完整的控制系统来说,人机对话功能是必不可少的,键盘是

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人机对话的重要接口,用键盘实现设温,具有快捷,方便等特点,便于用户操作。本系统采用一种4×4键盘设置电路,如下图14所示。它用89C51的P1口,通过INT1外部中断读取键值,并执行相应的操作。

图14 键盘设置电路

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第四章 软件设置及调试仿真

4.1 主程序设计

本系统是一种控制电阻炉温的系统,在系统对电阻炉进行温度检测和控制前,必须先对系统进行初始化,并进行一些初步的操作,这部分工作就是在主程序里面完成的。下图14是其流程图。

上电复位初始化清数据区RUN-F=1开中断置初值,启动定时等待中断

图14 初始化流程框图

4.2 键盘设置子程序的设计

程序初始化时,将P1.7-P1.4输出全部为0,开放所有行的键后,CPU可以转去执行其他的任务。当键盘上有任一键按下时,均可向CPU申请中断,CPU响应中断后,在中断服务程序中扫描键盘按键的行、列值以形成键号值,并执行相应的操作。程序流程如图15。

4.3 显示子程序的设计

显示系统是人机进行信息传递的接口系统,本系统作为一个温度控制系统,必须通过显示系统了解当前温度值和设定温度值,以及其它的一些参数。如图16。

4.4 数据采集

本程序把数据采集的周期设为3.5s。利用T0定时器产生50ms溢出中断,产生70次中断完成一次数据采集。如图17。

4.5 PID参数的计算、过零控制及定时控制

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其程可分为三段:自由升温段(a点以前),保温段(b-c)和自然降温段(c-d),而真正需要电气控制的是前两个阶段。

保护现场扫描键盘读键值=AYRUNYSTOP置运行标志\\允许INT0中断置停机标志YTEMP置设温标志YTIME置时间标志YOK置确认标志Y1显示并保存Y0显示并保存恢复现场中断返回

图15 中断程序流程框图

1. 自由升温段控制

自由升温段,升温越快越好,因此,自由升温段控制方程为:U(n)=1(T≤0.8T0)(在实际程序中,U(n)=1表示全导通时的数)。 2. 保温段控制

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