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1、东华理工学院长江学院毕 业 设 计 论 文 题目 电加热炉温度掌握系统硬件设计英文题目 The Hardware Development for Controlling Temperature of an Electronic Heating Furnace学生姓名万葵班 级 023122指导教师罗先喜专业自动化二 零 零 六 年 六 月I东华理工学院毕业设计(论文)摘要摘要本文以电加热炉的温度掌握为被控对象，通过对电加热炉的温度掌握对象特性的分析来确定电加热炉的温度掌握硬件系统的设计和掌握方案。冶金、化工、机械各类工业掌握中，电加热炉得到了广泛的应用，其温度掌握具有非线性、大滞后、大惯性、时
2、变性、升温单向性等特点。传统的以一般双向晶闸管(SCR) 掌握的高温电加热炉承受移相触发电路转变晶闸管导通角的大小来调整输出功率, 到达自动掌握电炉温度的目的。这种移相方式输出一种非正弦波, 实践说明这种掌握方式产生相当大的中频干扰 , 并通过电网传输, 给电力系统造成“公害”。承受固态继电器控温电路, 通过单片机掌握固态继电器, 其波形为完整的正弦波, 是一种稳定、牢靠、较先进的掌握方法。为了降低本钱和保证较高的控温精度, 承受 ATMEL AT89C52 芯片和通过掌握过零触发型固态继电器的通断比，来掌握输入到加热炉的功率，从而到达掌握温度的目的。测量局部是承受铂銠 10-铂热电偶。为了在
3、工业现场应用中具有较强的抗干扰力量,实行了一系列抗干扰措施。以单片机为核心, 承受温度变送器和固态继电器控温电路 , 实现对电炉温度的自动掌握。该掌握系统具有硬件本钱低、控温精度较高、牢靠性好、抗干扰力量强等特点。有较高的适用价值和理论价值。关键字电加热炉温度掌握；AT89C52；PID 闭环掌握；铂銠 10-铂热电偶；SSRI东华理工学院毕业设计(论文)摘要AbstractThis paper with the temperature control of electric heating furnace for the control object, by virtue of the ob
4、ject characteristic of analysis for temperature control of electric heating furnace then to certain the hardware system of design and control solutions for the heating furnace.In all walks of control realms,for example: The metallurgy,chemical engineering,machine and other industry control field, el
5、ectric heating furnace got an extensive application,itstemperaturecontrolhascharacteristicsof non-linear,big lag,big inertial,time-variable and warm up unilateralism etc. Use bidirectional SCR that Traditional way to control temperature of heating furnace is a phase shift style thich make no doubt o
6、f could control temperature automatically but be proved to that could produce the fearfulness intermediate frequency interfere result in a common disaster to power systemduring transportatiion.On the contrary control, by using micro-chip computer assort with the slide state raley (SSR) to control te
7、mperature is a steady , reliable and advanced way for the intact sine wave which couldn”t disturb the power system. In order to reduce and be sure of high precision ,we use ATMEL AT89C52 micro-chip computer ,which be provea wonderful ability of anti-jaming,to control the power of radiationresistance
8、 which could infect temperature directly byorder the proportion of ON/OFF of SSR,The measurement part we select the thermocouple (platinum rhodium 10- platinum) to detect the variable temperature.and to achive automatic control.This control system possess strongpoint of low cost, high controlaccurac
9、y,goodreliabilityandgoodresistanceto interferenceetc,so it have some worthwhile to put on application.Keywordselectric heating furnace； AT89C52；PID close-loop controlthermocouple (platinum rhodium 10- platinum)；SSRII东华理工学院毕业设计(论文)名目目 录IV摘要与关键词I英文摘要与关键词II绪论11. 系统总体方案设计31.1 系统的设计原则31.2 系统的设计步骤31.3 系统的
10、工程设计与实现31.4 系统的总统方案设计41.5 硬件的工程设计与实现42. 电加热炉温度单片机掌握系统设计62.1 系统概述62.2 系统的总体构造62.3 系统的根本工作原理62.4 系统的技术指标73. 温度掌握硬件系统设计83.1 硬件电路的设计系统标准83.2 芯片功能介绍83.3 分模块详述系统各局部的实现方法203.3.1 温度采集电路203.3.2 掌握芯片223.3.3 加热器掌握电路273.3.4 抗干扰电路(看门狗电路)283.3.5 A/D 转换器293.3.6 温度检测和变送器343.3.7 固态继电器控温电路354. 系统软件与模型394.1 数学模型建立394.
11、2 掌握系统的算法设计394.3 编程模型及数据构造404.4 软件设计415. 系统实现技术425.1 硬件调试425.2 软件调试42结论43致谢44参考文献45附录 1源程序46附录 2硬件电路总图59东华理工学院毕业设计(论文)绪论绪论单片微型计算机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中扮演着各式各样的掌握角色。随着温度掌握器应用范围的日益广泛和多样性，各种适用于不同场合的智能温度掌握器应运而生。在科研、生产中，常常需要对某些系统进展温度的监测和掌握。需检测和掌握的温度系统一旦确定，其热惯性大小和散热等各项硬件条件就确定了。这时，影响系统热平衡的因素主要有：系统温度 T、
12、设定温度 Ta、系统四周的环境温度Ts 以及加热方式和调整方法。目前已有的实现温控的方法有很多种，如:恒温法、比例式、积分式及其组合的调整方法等等，其中有的方法到达热平衡需要的时间很长，但是其控温精度很高，而有的是到达热平衡的时间短，但其控温精度却不够高。本文介绍如何用单片机模型来实现系统温度的自动掌握。用这种方法控温，使整个系统敏捷、牢靠性高，系统到达热平衡较快， 而且精度也比较高，融合了前面列举方法的优点，而且更加简洁便利。本文主要介绍单片机在温度掌握中的应用，该掌握系统具有硬件本钱低、控温精度较高、牢靠性好、抗干扰力量强等特点。而承受单片机对加热炉进展自动掌握， 不但可以抑制上述缺点，而
13、且减轻工作人员的负担。提高企业的经济效益。电加热炉以其无污染、操作便利、自动化程度高、出力稳定切出力可调范围大、节约基建投资等诸多优点渐渐受到人们的欢送。但这其中对温度的掌握上不是很抱负，温差大、温度掌握精度不准确。针对这一状况。近年来，不少人对微机温度掌握这一课题进展争论。一般的电加热炉温度掌握系统如温度掌握表掌握接触器 的主要缺点是温度波动范围大。传统的以一般双向晶闸管(SCR) 掌握的高温电加热炉承受触发电路转变晶闸管导通角的大小来调整输出功率 , 到达自动掌握电炉温度的目的。这种移相方式输出一种非正弦波, 实践说明这种掌握方式产生相当大的中频干扰, 并通过电网传输, 给电力系统造成“公
14、害”。他们的工作多数是承受时间比例掌握及改善比例温度掌握规律进展的。这种掌握温度系统能使温度稳定在某一具体值上(热平衡状态),但当某作用量发生变化时(如电源电压变化时)被控温度虽然能到达的平衡状态,但是永久也回不到原来的给定值上,这是 P 掌握的致命弱点, 即有静差(或称稳态偏差),假设在P 掌握根底上增加I 掌握,则可消退其静差,再增加D 掌握,则能够提高掌握系统抗外界干扰的力量.这即本论文所要争论的PID 掌握方法。电阻炉炉温掌握系统的争论方向是：热电偶对炉温进展检测，经A/D 转换芯片得到相应的数字量，经过单片微机AT89C52 进展数据转换，得到应有的掌握量，去掌握加热功率，从而实现对
15、温度的掌握。电加热炉是一个非线性的、时变的、分布参数的简单被控对象。要实现其最优掌握，必需建立被控对象的数学模型，然后求取相应的掌握器方程。一般的电加热炉是一种常见的设备。在其掌握系统中，温度掌握是其中的关键- 1 -局部，目前国内电加热炉普遍承受PID 模拟掌握算法，而这种算法一般温差大，很难保证温度掌握在 1，温度是工业掌握对象中的主要被控参数，特别是在冶金、化工、机械、检定计量等领域，广泛的使用着各种加热炉、热处理等，所承受的加热方法及燃料也不一样，如油、电、天燃气等。但就温度掌握系统本身而言， 均属于一阶纯滞后环节，本论文介绍的温度掌握系统的内容是如何得用单片机来实现对电加热炉的准确掌
16、握：首先，位于电热炉中的S 型高温热电偶对炉内温度进得感测并将电压信号送到温度变送器及其附属转换电路，后者将热电偶的信号进得转换处理后直接送给 A/D 转换器 AD574A，到这时，原始的温度信号才最终有规律地变换成了单片微机可以读取的信号，然后借助于AT89C52 单片机内部强大的运算处理力量将信号进展比较分析计算后产生最终的掌握信号用来掌握双向可控硅的通断 占空比来到达调温的目的。本系统的外围接口布置了键盘一共 16 键，含数字键10 个和 6 个主功能键、7 段 LED数码显示屏一共 8 位，分别为四位的当前实时温度显示和四位的设定参考温度显示、微型打印机用来对历史温度数据的打印， 通过
17、软件设计可以实现曲线和数据两种的打印方式。主要技术指标有：电加热炉温度加热范围：1500 调整温度的超调量小于 30%能实时显示炉内温度，记录温度变化的过程施加电压范围：0-220V 相 AC 或 DC加热方式：电阻丝直接加热炉内容积：0.30.250.3M3最大功率：4KW。东华理工学院毕业设计(论文)系统总体方案设计1. 系统总体方案设计系统的总体方案设计包括系统的设计原则，设计步骤，工程设计等方面。1.1 系统的设计原则一般系统的设计原则包含安全性稳定抗干扰性，操作的便利性人性化， 实时性，通用性和经济性。（1） 安全牢靠首先要选用高性能的AT89C52单片机，保证在恶劣的工业环境下能正
18、常运行。其次是设计牢靠的掌握方案，并具有各种安全保护措施，如报警、事故推测、事故处理和不连续电源等。（2） 操作维护便利操作便利表现在操作简洁、直观形象和便于把握且不强求操作工要把握计算机学问才能操作。（3） 实时性强选用高性能的AT89C52单片机的实时性，表现在内部和外部大事能准时地响应， 并做出相应的处理。（4） 通用性好系统设计时应考虑能适应不同的设备和各种不同设备和各种不同掌握对象，并承受积木式构造，依据掌握要求敏捷构成系统。主要表现在两个方面：一是硬件板设计承受标准总线构造如PC总线，配置各种通用的模板，以便扩大功能时，只需增加功能模板就能实现；二是软件功能模块或掌握算法承受标准模
19、块构造，用户使用时不需要二次开发，只需各种功能模块，敏捷地进展掌握系统组态。（5） 经济效益高1.2 系统的设计步骤（1） 工程工程与掌握任务确实定阶段（2） 工程的设计阶段系统总体方案设计、方案论证评审硬件和软件的分别细化设计硬件和软件的分别调试系统的组装（3） 离线仿真和调试阶段1.3 系统的工程设计与实现本论文设计比照目前最为流行的炉温掌握方案后,承受了性能牢靠且实施相对简- 3 -易的单片机结合双向可控硅来到达调功及实现温度掌握,具体概述参见模块化电路章节.1.4 系统的总统方案设计确定系统的性质和构造确定系统的构成方式 现场设备选择确定掌握策略和掌握算法硬件、软件的功能划分 系统总体
20、方案（1） 系统的主要功能、技术指标、原理性方框及文字说明。（2） 系统的硬件构造几配置，主要软件的功能、构造几框图。（3） 保证性能指标要求的技术措施。（4） 抗干扰性和牢靠性设计。1.5 硬件的工程设计与实现（1） 选择系统的总线和主机机型选择系统的总线，系统总线的优点：承受总线可以简化硬件设计，用户可依据需要直接选用符合总线标准的功能模板，而不必考虑模板插件之间的匹配问题，使系统硬件设计大大简化；系统可扩性好，仅需将总线标准研制的的功能模板插在总线槽中即可；系统更性好，一旦消灭的微处理器、存储器芯片相接口电路，只要将这些的芯片按总线标准研制成各类插件，即可取代原来的模板而升级更系统。包括
21、内总线选择和外总线选择（2） 选择主机机型选择输入输出通道模板模拟量输入输出模板（3） 选择变送器和执行机构选择变送器选择的变送器有温度变送器、压力变送器、液位变送器、差压变送器、流量变送器、各种电量变送器等，系统设计人员可依据被测参数的种类、量程、被测对象的介质类型和环境选择变送器的具体型号。本文着眼于炉温掌握，首当其冲选择温度变送器。选择执行机构执行机构的作用是承受计算机发出的掌握信号，并把它转换成调整机构的动作， 使生产过程按预先规定的要求正常运行。执行机构分为气动、电动和液压3种类型电加热炉温度掌握系统的硬件设计。本文承受过零触发的光耦可掌握硅来实际对加热炉的调温。其显著特性是只有当负
22、载沟通电源到达过零区时SSR才导通，所以负载工作时近似正弦波，可削减高次谐波对电网的干扰。东华理工学院毕业设计(论文)电加热炉温度单片机掌握系统设计2. 电加热炉温度单片机掌握系统设计2.1 系统概述一般的电加热炉 掌握系统如温度掌握表掌握接触器的主要缺点是温度波动范围大。由于它重主要通过接触器的通断时间比例来到达该表加热功率的目的， 受仪表本身误差和沟通接触器的寿命限制，通断频率很低，故温度掌握精度低，单片机脉宽调温闭环系统以 AT89C52 单片机作为该掌握系统的核心，承受脉冲调宽技术，双向可控硅输出，工作稳定、性能牢靠。热点偶的冷端补偿承受热电阻温度传感器，测量准确，抑制了常规方法补偿误
23、差大的缺点。该系统具有软启动、程序升温、键盘输入、显示打印等功能，使温度掌握稳态误差精度达1。2.2 系统的总体构造过程计算机掌握系统的设计过程分为总体设计、硬件设计、软件设计和系统调试四个局部。在进展掌握系统设计前，应当首先考虑对掌握对象进展深入的调查和分析，并生疏工艺流程，依据生产中提出来的问题，确定系统所需要完成的任务。然后写出论证，选择掌握方案，掌握方案的好坏，直接影响掌握效果、系统投资和系统的经济效益。用单片机实现的电加热炉温度掌握系统如图 2-2冷端补偿多路转换开关AD574A放大滤波AT89C52地 址锁 存和 译码EPROM2732声光报警热电偶8279显示器电加热炉双向可控硅
24、SSR 功率放大微打键盘- 6 -2.3 系统的根本工作原理图 2-1 电加热炉系统总框图工作原理：炉温掌握程序及温度与热电偶电势之间的对于关系表存放在EPROM2732 中，双向可控硅承受过零触发方式。触发脉冲由过零同步脉冲形成电路供给。在每个工作周期T 内的工作占空比与单片机输出的门控脉冲信号打算。键盘与显示器用于各种参数的设置和显示。热电偶与放大器将被测温度转换成热电势信号并放大，再由A/D 转换器换成相应的数字量供单片机识别处理。单片机每隔肯定时间启动一次 A/D 转换、采样一次现场温度，将温度数据与给定温度WT 进展比较， 得到温差，再依据偏差的大小和正负，通过PID 掌握算法送出
25、1 个具有相应宽，让肯定数量的触发脉冲在高电平奇迹通过掌握门去触发可控硅，对被测温度调整开度的门控脉冲。本系统的功能主要有数据采集、数据处理、输出掌握。能对01500C 范围内的各种电加热炉的温度进展周密测量，同时，八位LED 显示器直接跟踪显示被控对象的温度值和设定值，准确度高，显示清楚，稳定牢靠，使用便利在具体设计编程、调试过程中，为了调试便利，编程把温度范围设在 01500C。本系统的原理框图如以下图所示。数据采集局部能完成对被测信号的采样，显示区分率 1C，测量精度 1C ，掌握精度 1C，可以实现采集信号的放大及A/D 转换，并自动进展零漂校正，同时按设定值、所测温度值、温度变化速率
26、，自动进展PID 参数自整定和运算，并输出 010mA 掌握电流，配以主回路实现温度的掌握。数据处理分为预处理、功能性处理、抗干扰等子功能。输出掌握局部主要是数码管显示掌握。2.4 系统的技术要求1温度范围：40 1500（2） 供电电压：三相沟通 380V（3） 调整温度的超调量小于 30%（4） 功率范围：4 kW东华理工学院毕业设计(论文)温度掌握硬件系统设计3. 温度掌握硬件系统设计3.1 硬件电路的设计系统标准原理图主要由设计、诊断与检查组成。原理图的设计要符合以下几点要求：1) 原理图设计要符合工程的工作原理，连线要正确。2) 图中所使用的元器件要合理选用，电阻，电容等器件的参数要
27、正确标明。3) 原理图要完整，CPU，外围器件，扩展接口，输入/输出装置要一应俱全。原理图的设计、诊断与检查在 Protel DXP 软件环境下完成。系统设计完成后，进入印制板制作、器件焊接及软件编程阶段。在印制板设计时，要认真考虑印制板的面积、布局及连线长度，以减小对信号的延时和杠干扰。对加工好的印制板还要进展认真的检查，最终将器件、插座及元件等逐一焊接在印制板上。3.2 主要芯片功能介绍1AT89C52AT89C52 是美国 ATMEL 公司生产的低电压,高性能 CMOS8 位单片机,片内含 8K BYTES 的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和 256BYTES 的随机存取数据存
28、储器(RAM),器件承受 ATMEL 公司的高密度,非易失性存储技术生产,与标准 MCS-51 指令系统及 8052 产品引脚兼容,片内置通用 8 位中心处理器(CPU)和Flash 存储单元,功能强大 AT89C52 单片机适合于很多较为简单掌握应用场合.AT89C52 主要性能参数：与 MCS-51 产品指令和引脚完全兼容8K 字节可重擦写 Flash 闪速存储器1000 次擦写周期全静态操作:0Hz24Hz 三级加密程序存储器256*8 字节内部 RAM32 个可编程 I/O 口线3 个 16 位定时/计数器图 3-1 AT89C52 引脚分布8 个中断源- 8 -东华理工学院毕业设计(
29、论文)温度掌握硬件系统设计可编程串行 UART 通道低功耗空闲和掉电模式管脚说明VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每个管脚可吸取8TTL门电流。当P1 口的管脚写“1”时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时，P0口作为原码输入口，当FLASH进展校验时，P0输出原码，此时P0外部电位必需被拉高。P1口：P1口是一个内部供给上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入“1”后，电位被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电寻常，将输出电流，这
30、是由于内部上拉的原因。在FLASH编程和校验时， P1口作为第八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4 个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚电位被内部上拉电阻拉高，且作为输入。作为输入时，P2口的管脚电位被外部拉低，将输出电流，这是由于内部上拉的原因。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进展存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉的优势，当对外部八位地址数据存储器进展读写时，P2口输出其特别功能存放器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和掌握信号。P3口：P3口管脚是8个带
31、内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入时，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流(ILL)，也是由于上拉的原因。P3口也可作为AT89C51的一些特别功能口，如下所示： P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口) P3.2 INT 0 (外部中断0) P3.3 INT1(外部中断1)P3.4 T0(记时器0外部输入) P3.5 T1(记时器1外部输入)P3.6 WR (外部数据存储器写选通) P3.7 RD (外部数据存储器读选通)P3口同时为闪耀编程和编程校验接收一些掌握信号。RST：复位输
32、入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电寻常间。- 10 - ALE / PROG ：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在寻常，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要留意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE 脉冲。如想制止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC 指令时ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。假设微处理器在外部执行状态ALE 制止，置位无效。 PSEN
33、：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取址期间，每个机器周期 PSEN 两次有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN 信号将不消灭。 EA /VPP ：当EA 保持低电寻常，访问外部ROM；留意加密方式1时，EA 将内部锁定为RESET；当EA 端保持高电寻常，访问内部ROM。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。AT89C52 的根本操作如下图，在 X1 和 X2 之间接一只石英振荡晶体构成了单片机的时钟电路，它 还有另一种接法，是把外部振荡器的信号直接连
34、接到 XTAL1 端，XTAL2 端悬空不用。AT89C52 复位引脚RST/VP 通过片内一个施密特触发器(抑制噪声作用)与片内复位电路相连，施密特触发器的输出在每一个机器周期由复位电路采样一次。当振荡电路工作，并且在 RST 引脚上加一个至少保持 2 个机器周期的高电寻常，就能使AT89C52 完成一次复位。复位不影响 RAM 的内容。复位后，PC 指向 0000H 单元，使单片机从起始地址 0000H 单元开头重执行程序。所以，当单片机运行出错或进入死循环时，可按复位键重启动。AT89C52单片机通常承受上电自动复位和按钮复位两种复位方式。上电复位利用电容器充电来实现。按钮复位又分为按钮
35、电平复位和按钮脉冲复位。前者将复位端通过电阻与Vcc相接；后者利用RC微分电路产生正脉冲来到达复位目的。复位电路参数的选择应能保证复位高电平持续时间大于2个机器周期。本系统承受的是按键脉冲复位，具体电路和原理将在下面的章节介绍。振荡器特性：XTAL1、XTAL2为片内振荡器的反相放大器的输入和输出端。可承受石英晶体或陶瓷振荡器组成时钟振荡器，如需从外部输入时钟AT89C52，时钟信号从XTAL1输入， XTAL2应悬空。由于输入到内部电路是经过一个2分频触发器，所以输入的外部时钟信号无需特别要求，但它必需符合电平的最大和最小值准时序标准。282798279 芯片在扩展显示器和键盘时功能强、使用
36、便利。8279 是 Intel 公司为 8 位微处理器设计的通用键盘/显示器接口芯片，其功能是：接收来自键盘的输入数据并作预处理；完成数据显示的治理和数据显示器的掌握。单片机应用系统承受 8279 治理键盘和显示器，软件编程极为简洁，显示稳定，且削减了主机的负担。至CPUCLKRESET DB0DB7WR RD CS A0IRQ数据I/O掌握缓冲器FIFO/传感器RAM 状态内部数据总线显示地址存放器168显示RAM掌握及定时存放器88FIFO/传感器RAM键盘消抖及掌握显示存放器定时及掌握扫描计数器回送缓冲器OUTA0OUTA3 OUTB0OUTB3显示输出BDSL0SL3扫描输出SHIFT
37、 RL0SL7 CNTL/STB键盘输入图 3-2 8279 芯片内部功能块数据缓冲器将双向三态 8 位内部数据总线 D0D7 与系统总线相连，用于传送CPU 与 8279 之间的命令和状态。掌握和定时存放器用于存放键盘和显示器的工作方式，锁存操作命令，通过译码器产生相应的掌握信号，使 8279 的各个部件完成相应的掌握功能。定时器包含一些计数器，其中有一个可编程的 5 位计数器计数值在 231 间，对 CLK 输入的时钟信号进展分频，产生 100 KHz 的内部定时信号此时扫描时间为5.1ms，消抖时间为 10.3ms。外部输入时钟信号周期不小于 500ns。扫描计数器有两种输出方式：一是编
38、码方式，计数器以二进制方式计数，4 位计数状态从扫描线 SL3SL0 输出，经外部译码器可以产生 16 位的键盘和显示器扫描信号；另一种是译码方式，扫描计数器的低两位经内部译码后从 SL3SL0 输出，直接作为键盘和显示器的扫描信号。回送缓冲器、键盘消抖及掌握完成对键盘的自动扫描以搜寻闭合键，锁存 RL7 RL0 的键输入信息，消退键的抖动，将键输入数据写入内部先进先出存储器FIFO RAM。RL7RL0 为回送信号线作为键盘的检测输入线，由回送缓冲器缓冲并锁存，当某一键闭合时，附加的移位状态 SHIFT、掌握状态 CNTL 及扫描码和回送信号拼装成一个字节的“键盘数据”送入 8279 内部的
39、 FIFO先进先出RAM。位7CNTL6SHIFT543210扫描闭合键行号回送闭合键行号键盘的数据格式为：在传感器矩阵方式和选通方式时，回送线 RL7RL0 的内容被直接送往相应的FIFO RAM。输入数据即为 RL7RL0。数据格式为：位76543210RL7RL6RL5RL4RL3RL 2RL1RL0FIFO/传感器 RAM 是具有双功能的 88 RAM。在键盘或选通方式时，它作为FIFO RAM，依先进先出的规章输入或读出，其状态存放在 FIFO/传感器 RAM 状态存放器中。只要FIFO RAM 不空，状态规律将置中断恳求 IRQ=1；在传感器矩阵方式，作为传感器 RAM，当检测出传
40、感器矩阵的开关状态发生变化时，中断恳求信号IRQ=1。在外部译码扫描方式时，可对88 矩阵开关的状态进展扫描，在内部译码扫描方式时，可对 48 矩阵开关的状态进展扫描。显示 RAM 用来存储显示数据，容量是 168 位。在显示过程中，存储的显示数据轮番从显示存放器输出。显示存放器输出分成两组，即 OUTA0OUTA3 和 OUTB0OUTB3，两组可以单独送数，也可以组成一个 8 位的字节输出，该输出与位选扫描线 SL0SL3 协作就可以实现动态扫描显示。显示地址存放器用来存放 CPU 读/写显示 RAM 的地址，可以设置为每次读出或写入后自动递增。DB7DB0 为双向外部数据总线 ； IRQ
41、 为中断恳求输出线。RL7RL0 为键盘回送线。SL3SL0 为扫描输出线。OUTB3OUTB0、OUTA3OUTA0。为显示存放器数据输出线。RESET 为复位输入线。 SHIFT 为换档键输入线。CNTL/STB 为掌握/选通输入线。CLK 为外部时钟输入线。东华理工学院毕业设计(论文)温度掌握硬件系统设计图 3-3 8279 芯片引脚分布图 3-4 8279 芯片扩展键盘电路- 13 -东华理工学院毕业设计(论文)温度掌握硬件系统设计8279 是可编程接口芯片，通过编程使其实现相应的功能，编程的过程实际上就是CPU 向 8279 发送掌握指令的过程。在软件设计中，显示方式承受了 8 个字
42、符显示， 左入方式，编码扫描键盘，双键锁定。由于该系统对实时性及速度要求并不格外高， 所以时钟频率承受 6MHz 已足够了，故程序时钟命令字取为 2AH，用以保证 100kHz 的内部工作频率。由于承受 10ms 定时扫描查询方式，所以在下次开头扫描时，先应清空 8279，去除显示RAM 大约需要 160s 的间，在此期间，FIFO 状态字的最高位 DU=1，表示显示无效，CPU 不能显示 RAM 写入数据，所以去除命令状态字取D1H。CPU 对 8279 的掌握是先读回 8279 的状态字，查看 PIFORAM 中有无字符，假设有将依据字符个数读出全部字符，并进展相应处理；假设无，则直接返回
43、。 CPU 对 8279 的监视承受查询方式，对 8279 安排的数据口地址为 8000H，状态口地址为 8001H，CPU 每隔 10ms 定时中断查询一次，全部显示承受查询段码表的方式实现，简化了程序设计过程，提高了程序质量。程序框图如图及程序代码。开头清楚命令 8279读8279 状态字DU=1？方式命令 8279显示缓冲器地址R1 长度R2取显示缓冲器地址8279 显示R1+1R2DU=1？图 3-5 键显流程图- 14 -东华理工学院毕业设计(论文)温度掌握硬件系统设计初始化程序如下：INIT:MOVDPTR，#7FFFH ；置 8279 命令/状态口地址MOVA，#0D1H；置清显
44、示命令字MOVXDPTR，A；送清显示命令WEIT:MOVXA，DPTR；读状态JBACC.7，WEIT；等待清显示 RAM 完毕MOVA，#34H；置分频系数，晶振 12MHzMOVXDPTR，A；送分频系数MOVA，#00H；置键盘/显示命令MOVXDPTR，A；送键盘/显示命令MOVRETIE，#84H；允许 8279 中断3 固态继电器(OMRON G3NA-D210B)产品特点：1 输入与输出回路之间光隔离。2 掌握信号与 TTL 规律接口。3 双向可控硅输出，零电流关断。4 大于 2023V 的隔离电压。5 插件焊接构造，体积小，安装简便。6 产品主要用于工业自动化中弱电与强电的隔
45、离掌握也可以作为各种大功率输出器件的推动级和小功率的用电器。如电动机、电磁阀、电源等无触点开关掌握。型号参数 OMRON G3NA-D210B (内部电路图如下)输入参数 掌握额定电压 DC 524VAC 100240V 耐压(输入与输出之间)AC2,500V50/60Hz 1min 漏电流5mA 以下(AC100V)掌握电流 28 mA 启动电流 6 mA 关闭电压 1 VDC 通断时间 15 mS输出参数 负载电压 180528 VAC 最大负载电流 1 A 3 A 6 A通态压降 1.5 V断态电压 400 V 800 V 性能参数 隔离电压 2023 V 绝缘电阻 100 M工作温度 20 75 - 15 -东华理工学院毕业设计(论文)温度掌握硬件系统设计电源频率 50/60 HZ 负载电流安全系数阻性负载取 50-60%, 感性负载取 30-40%7. 附图如下:(仅供参考)