西安矿业学院(710054) 郝迎吉 刘红兵
0 引 言在日常生活和工业控制系统中，温度是一种常见的测控模拟量，现在对温度的控制方法很多。本文作者在一制导系统的测控仪中遇到了部分电路参数对温度比较敏感的现象，在实际测试过程中发现，环境温度的变化会给检测结果带来较大的误差，它直接影响着系统功能的正常发挥。为此，我们用89C51单片机设计制作了一个小恒温箱，其内部含有加热和制冷装置，不管环境温度怎样变化，都可以将箱体内的温度控制在10℃～35℃范围内的任一具体设定值上。将该部分电路密封在该恒温箱中后，获得了很好的效果。 1 系统的构成和特点1.1 系统的构成
本系统以89C51作为微控制器，用运放LM324和集成温度传感器LM335组成温度前置放大、调零电路；选用T LC542串行接口A/D 转换器进行模数转换；在89C51的P 3口上扩展了两个控制修改设定值的单键、两路经三极管功率放大驱动的加热和制冷装置，实现无触点开关控制；在P 0口上扩展的液晶显示器可以显示温度设定值、实际温度、系统工作状态等信息；系统外接X25045作为看门狗电路以提高系统抗干扰能力和存放控制参数。系统框图如图1所示
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图1 系统结构框图
1.2 系统的基本参数
控温范围:+10℃～35.5℃，由于选用8位
A/D ，转换数字变化范围为0～255。僧侣鞋
测量精度:±0.05℃，由LM335的实际精度所确定。
科普展品制作控制精度:±0.1℃，基准温度在10℃～35℃之间由用户设定。
测试内容：恒温箱体内和周围环境温度。最大控制功率：每通道20W ，为了提高系统的抗干扰能力，驱动电源与控制电源相互独立。
电源电压范围:AC 220V ±10%控制系统最大功耗:3W 1.3 电路工作原理
其电路原理图如图2所示。
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2 自动化与仪器仪表
ZIDO NGHUA Y U YIQI YIBIAO 1999年第4期(总第84期)
图2 单片机系统电路原理图
1.3.1 温度测量及模数转换电路
在图1所示的图中，温度传感器采用集成温度传感器LM335，它按10mV/℃的转换系数给出正比于绝对温度的电压输出。LM324运放用于调整输出零点和进行差分放大，调节其放大倍数使其0.1℃的温度变化对应A/D的分辨率。T LC542经编程可以对11路通道的其中任意一路模拟信号进行模数转换，与CP U只需四根口线，节省了CPU的资源。其接口方式为SPI(串行外设接口)操作。为了提供精确的基准，选用了稳压集成块T L431给T LC542提供转换基准电压。
1.3.2 键盘扫描及显示电路
系统中的两按键电路由P3.2和P3.3外接提升电阻组成。键盘的编程采用扫描方式，当检测到相应接口有由高到低的跳变后，执行相应功能。系统中的显示器采用了液晶显示模块LCM，它可以在屏幕上同时静态显示较多的数据和状态信息，其数据接口直接与89C51的P0口相连，由于LCM片选使能线与89C51的读写线的触发方式相反，为高电平有效，所以EN端用P2.4和写线或非后选通。RS脚接P2.0以选择LCM的命令口和数据口。
1.3.3 输出控制电路和看门狗X25045
加热与制冷装置的启动是由P3.0和P3.1经反相器接三极管来控制的，它能提供2A的驱动电流。通过软件编程，由采集的温度与基准温度比较结果来确定加热或是制冷，可实现无触点智能控制。系统中用P1口外接X25045看门狗芯片，通过编程可确定看门狗的超时周期，当程序跑飞时，发出复位脉冲自动复位系统。同时它内部的RAM可以将一些设定参数保存起来。
镀锌钢管连接方式2 主要元器件性能简介
2.1 LM335集成温度传感器
LM335是一种精密的易于定标的三端电压输出型集成半导体温度传感器，它的输出电压正比于绝对温度，灵敏度为10mV/K。它作为一个电压源，当工作电流在0.4～5mA范围内变化时，并不影响传感器的性能，考虑到传感器的自身发热，系统中工作电流选为1.5mA左右。在-10℃～100℃的工作温度范围内，它有良好的输出线性。
2.2 T LC542A/D转换器
T LC542为美国TI公司生产，它是具有11路输入、八位转换精度的开关电容逐次逼近式A/D转换器，转换速率为40kcps。它只需要三个接口线：片选(CS)、输入/输出时钟(I/O C LOCK)和数据输入端(DAT A INPUT)端。与CPU串行通讯，输出数据和输入指令长度均为八位，在时钟的下降沿输出数据，在时钟的上升
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沿输入数据。片内含有一个13通道多路器可从11个模拟输入或两个内部自测电压中选择一个。片内设有采样-保持电路，系统的时钟由I/O C LOCK同步产生，所以不需要外接时钟电路。
与T LC542管脚、输入通道、I/O接口相同的芯片有T LC1543(10位精度)、T LC2543(12位精度)，这给不同精度要求的用户，选用合理、经济的测量精度带来了方便。
2.3 液晶显示模块LCM
将LCD控制器、RAM、ROM和LCD显示器联接起来的液晶显示模块，具有重量轻、体积小、功耗低(10～15mW)等特点。它与CPU的接口简便，不用其它驱动电路。ROM中有192种字符(包括ASCII码)的代码，另外可自定义8个字符。它有一屏单行16位、20位，两行40位、80位等规格可选，显示数据时只要将数据的ASCII码送进LCM的数据口即可。LCM的工作可靠性较高、寿命长。
2.4 可编看门狗监控EEPROM芯片X25045
X25045把三种常用的功能：看门狗定时器、电压监控和EEPROM组合在单个封装内，这种组合降低了系统成本并减少了对电路空间的要求。通过编程可以设定看门狗的超时周期，这样在编程时，只要保证在规定的超时周期内清除它就能保证系统的正常工作，当程序跑飞时，不能按时清除看门狗定时器则自动复位系统以退出故障。它内部的EEPROM提供在掉电情况下，保护那些需要保存的系统调节参数等数据。
3 编程要点
本系统的监控程序采用MCS-51汇编语言编写。由采集温度数据、按键指令采集、比较输出控制信号、各种参数显示等模块构成。其中采集程序由T LC542对多路模拟信号的转换来完成，由于是SPI串
行接口，而89C51没有SPI接口，在编程中以累加器A进行通道指令输入和转化结果的读取。因为本系统中的加热和制冷都需要控制，而加热元件和制冷元件都有热惯性，所以本文作者在加热和制冷交换时采用了延时方法较好的解决了这一问题。
4 结 论
完成了上述控制系统的设计制作后，经调试和实际使用，在直接连接前述温度传感器的情况下，本系统经连续运行一段时间后，各项性能指标均符合设计要求。
参考文献
1 郝迎吉.MCS51单片机制作的音乐喷泉控制器.现代电子技术,1999.26～29
2 郝迎吉.多路物理量单片机自动监测系统设计.西安矿业学院学报,1998.4
3 李华.MCS-51系列单片机实用接口技术.北京：北京航空航天大学出版社,1993.202～297
(上接第49页)
方便利用简单的编程语言，即可编制各种控制和运算程序，实现控制功能的高级化和多样化。本系统
利用5台S LPC调节器完成压力控制、操作信号的分程和倍增、选择、报警等控制运算功能，并在第二级吸入罐增加2台电压/电流转换器。图2是循环及补充氢压缩控制系统的用户程序流程图。
iesp-144>服装人台在编制用户程序时应注意,S LPC规定一种控制功能只能在程序中使用一次，因此PID运算功能(BSC)在主程序完成，而低值选择系统则采用S LPC的选择指令(LS L)；操作信号的分程及反向，则利用S LPC的比较(CMP)、转移(GIF)和折线(FXI)指令很容易实现。
4 结 论
该系统由于采用S LPC调节器，为加氢装置中压缩机各缸的压缩比控制在额定的数值上和各项控制功能和指标均符合生产工艺要求提供了保证。0204电话录音
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