其系统被测参数主要是温度,被测参数温度值由热电偶传感器测定后得到的mv信号经过温度变送器放大滤波后变为0-5v的电压信号,再送到采样/保持器,经过a/d转换器后,将模拟信号变为数字信号进入8031单片机,在单片机进行数据处理,一方面,与所设定的期望温度值进行比较后,产生偏差信号,单片机根据预定的pid算法计算出相应的控制量,该控制量控制双向可控硅的导通和关闭,以便切断和连通加热设备,从而控制温度稳定在设定值上,另一方面送去显示接口,并判断是否有报警需要。

3、硬件接口设计

3.1 温度检测元件及温度变送器

由于所测的温度不同,所以选用的检测元件也就不尽相同,目前的热点偶传感器有:铂铹10-铂热电偶,其可在1300℃以下范围长期工作,符号lb;镍铬-镍硅热电偶,测量范围在-50~+1312℃,符号eu等等,温度传感器输出的都是mv信号,而温度变送器由毫伏变送器和电流/电压变送器组成,其毫伏变送器就是把温度传感器的mv信号变换成ma的电流;电流/电压变送器再把毫伏变送器输出的ma电流变成v电压。

3.2 8031的接口电路

8031的接口电路有a/d转换器,8155、报警设置、ac-ssr等芯片,其中8155作为led和键盘接口,a/d转换器作为温度测量电路的输入接口。

3.2.1 a/d转换及数据采集

根据需要,a/d转换器可采用adc0809或ad574,adc0809与ad574不同在于:adc0809的数字量是8位,转换时间为100μs,输入模拟电压为单极性的0-5v,而ad574的数字量位数可设成8位也可以设为12位,且无需外接clock时钟,转换时间达到25μs,输出模拟电压可以是单极性的0-10v或0-20v,也可以是双极性的±5v或±10v之间,这里以ad574为例。

ad574的vin和采样/保持器的vout相连,采样/保持器的工作状态由ad574的转换结束sts的状态控制,当a/d转换正在进行时,sts输出为高电平,经反相后,变为低电平,送到采样/保持器的逻辑控制端,使其处于保持状态,开始a/d转换,转换结束后,sts变为低电平,反相后变为高电平,使采样/保持器进入采样状态。