单片机课件第八.ppt

* 硬件电路的设计 硬件电路完成的任务是： （1）工频电压的正、负过零检测，且在过零时产生50Hz和100Hz的脉冲序列。其中 50Hz脉冲作为工频电压过零的同步信号。而100Hz脉冲是提供给SCR过零触发的脉冲信号。 （2）由单片机发出的控制电平，去控制门电路，以控制SCR的过零触发脉冲数。 硬件电路见图8.30。 图8.30中各有关参考点的信号波形如图8.31所示 * 图8.30 数字实现SCR过零控制硬件接口电路图 100K 3.3K 1.2K 120Ω 75K 0.1μF 50K 10K 10K 0.022μF VC0 VB0 － + + － － + － + 0.01μF 0.01μF 100K 单 稳 单 稳 INT1 8031 P1.0 15K +5V +5V +15V +5V － + 220Ω V4 V5 V3 U1 U1 Ucr U2A U2B U2C U3 4N33 220V～ 负载 V2 * t t t t t t t t 图8.31 图8.30电路中各参考点的信号波形图 Vsr V1 VB0 VC0 V2 V3 V5 V4 * 2. 软件设计 软件应完成的任务是： （1）识别工频的过零时刻，并在过零时刻开启和关闭控制门，以保证SCR主回路产生整数个正弦全波。 （2）保证门控电路的打开时间正比于单片机输出控制量。 外部中断1的中断服务程序具体实现的功能是： （1）中断时，完成控制门的开启与关闭。即单片机8031的P1.0位置“1”或“0”。 （2）利用中断服务次数，对控制量N 进行计数和判断。 即每中断一次，对N进行减一计数。 如N≠0，保持控制电平P1.0为“1”，继续打开控制门。 如N = 0，则使控制电平P1.0复位为“0”，关闭控制门，使SCR过零触发脉冲不再通过，从而达到按控制量控制的效果。 * 8.6.2 单片机温度控制系统实例 被控对象是一个仪器用温箱。 被测气体通过温箱中的管状加热交换器加热后，送入仪器中进行测量。 为保证测量条件，温箱或按预定的升温速率升温，或保持恒定的温度不变。 温箱是用电热丝来加热的。 一、 系统硬件设计 1. 温度检测和模拟量输入通道 1）温度检测和放大电路 本系统的控制精度要求在0～300℃范围内，误差不超过±0.1℃的高精度，选用了精度高、性能稳定可靠的测温元件—铂电阻。 测量及放大电路见图8.32。 * 100K 0.01μF + － + － + － 8 5 LM331 3 1 7 1 2 3 6 5 3 2 LM358 0P07 2K 100K 5.6K 10K 100K 10K 10K 10K 6.6K 5.1K 12K 0.005μF Rt +5V +10V +15V +15V －15V 4 7 VREF V/f OUT 图8.32 铂电阻测温、放大及电压—频率转换电路图 * 2）电压—频率（V/F）变换器组成的A/D转换器 V/F变换器的器件选用LM331，频率范围为1Hz～10KHz。 D0 GAT2 GAT1 GAT0 D7 8253 A0 A1 OUT1 OUT0 CLK0 CLK1 OUT2 CLK2 ～ 16 14 11 13 10 9 15 17 13 9 BUS 来自8031 1.5MHz 时钟 接8031INT0 S1 Q1 D1 C1 R1 R2 C2 Q2 C1 8 5 4 2 3 13 11 12 9 6002H 74LS74 6001H 接v/t输出 图8.33 模拟量输入通道接口电路图 A1 A2 1A 1B 1G 2B 2A 2G 1Y1 Y3 2Y1 2Y2 74LS 139 1 3 2 13 14 15 6 4 5 8 9 10 1 2 22 23 21 20 19 5 7 11 10 74LS00 6000H 2000H P2.5 P2.6 /CS /WR /RD * 图8.34绘出了8253芯片的逻辑框图。 CLK0（时钟0） GAT0（闸门0） OUT0（输出0） CLK1（时钟1） GAT1（闸门1） OUT1（输出1） CLK2（时钟2） GAT2（闸门2） OUT2（输出2） 计数器 0 计数器 1 计数器 2 图8.34 8253的逻辑框图 数据 总线 缓冲器 读/写 逻辑 控制字 寄存器 内总线 D0－D7 RD WR A0 A1 CS * CS A0 A1 ? 0 0 0