退火爐溫度控制系統(tǒng)

1、課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題B: 退火爐溫度控制系統(tǒng)學(xué) 院: 專 業(yè): 班 級(jí): 姓 名: 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)老師: 日期:摘要退火爐是金屬熱處理中的重要設(shè)備，它把壓力容器加熱到一定溫 度并維持一段時(shí)間， 然后讓其自然冷卻。 其目的在于消除壓力容器的 整體壓力。提高壓力容器的使用壽命。 溫度是退火爐的主要被控變量， 是保證其產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要因素。 退火爐溫度控制的穩(wěn)定性和控制 精度直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。本文以AT89C51單片機(jī)為控制核心，采用模塊化的設(shè)計(jì)方案，包 括硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)兩部分。 硬件設(shè)計(jì)包括溫度檢測(cè)模塊， 按鍵模 塊，執(zhí)行模塊，LED顯示模塊，單片機(jī)最小系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)要求采用電 熱絲加熱， 通過

2、A/D 轉(zhuǎn)換將采集到的溫度數(shù)據(jù)輸入單片機(jī)中， 與系統(tǒng) 給定值比較，從而對(duì)退火爐的溫度進(jìn)行控制， 通過按鍵輸入控制信號(hào)， 三位LED顯示爐溫。最后設(shè)計(jì)出最少拍無紋波控制器，通過 MATLAB 仿真檢驗(yàn)是否有紋波。- 5 -第1章1.11.2 第2章2.12.2 第3章3.13.23.33.43.5 第4章4.14.2 第5章 第6章目錄緒論 3設(shè)計(jì)背景 3設(shè)計(jì)算法 3課程設(shè)計(jì)的方案 . 5概述 5系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu) 5硬件設(shè)計(jì) . 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7- 16 - 16 - 17 -20課程設(shè)計(jì)總結(jié) - 21 -3.1.1 單片機(jī)選擇 73.1.2 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 83.1.3 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 9溫

3、度檢測(cè)部分 10按鍵控制電路 12LED顯示模塊 -13 -溫度控制電路 - 14 -軟件算法 . 程序框圖 算法設(shè)計(jì) 系統(tǒng)仿真 . 第1章 緒論1.1 設(shè)計(jì)背景退火爐是冶金和機(jī)械行業(yè)常用的熱處理工業(yè)設(shè)備。 一般說來， 退貨處理工藝 師冶金和機(jī)械產(chǎn)品的最后處理工序， 它的處理效果將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。 因此， 對(duì)退火爐的基本要求就是根據(jù)退火處理工藝曲線， 提供準(zhǔn)確的升溫， 保溫及降溫 操作，同時(shí)保證顱內(nèi)各處的溫度均勻。在目前實(shí)際生產(chǎn)中，退火爐的種類很多， 按燃料分有燃油爐、燃?xì)鉅t、電爐等。電爐按臺(tái)數(shù)計(jì)算占 80%，燃油爐和燃?xì)鉅t 占 20%。退火是金屬熱處理中的重要工序， 它是將金屬緩慢加熱到

4、一定溫度， 保持足 夠時(shí)間，然后以適宜速度冷卻（通常是緩慢冷卻，有時(shí)是控制冷卻）的一種金屬 熱處理工藝。目的是使經(jīng)過鑄造、鍛軋、焊接或切削加工的材料或工件軟化，改 善其塑性和韌性， 使其化學(xué)成分均勻化， 并去除其參與應(yīng)力， 或得到預(yù)期的物理 性能。溫度控制是熱處理質(zhì)量控制的重要技術(shù)措施， 是退火控制的核心。 智能溫 控將大大提高熱處理質(zhì)量，消除認(rèn)為的不穩(wěn)定因素，提高溫度控制的精確程度， 滿足特殊材料的熱處理要求。同時(shí)，退火爐采用自動(dòng)化技術(shù)控制溫度， 對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境方面也具有重要意 義。退火爐的爐溫動(dòng)態(tài)特性直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量， 生產(chǎn)過程中對(duì)鋼材的溫升曲線 有較高的要求，溫度過低，達(dá)不到退火的預(yù)期

5、目的；溫度過高將導(dǎo)致過熱，甚至 過燒。通過對(duì)退火爐中生產(chǎn)過程的優(yōu)化控制和自動(dòng)工藝管理控制， 不但可以縮短 生產(chǎn)周期， 提高產(chǎn)量和質(zhì)量， 還可以減少人為因素造成的廢品率。 熱處理后產(chǎn)生 的廢氣對(duì)自然環(huán)境的污染很大， 退火爐的燃料如果是欠氧燃燒， 燃料燃燒不充分， 則會(huì)產(chǎn)生大量黑煙， 而過氧燃燒又會(huì)產(chǎn)生氮氧化合物等有害氣體。 若通過對(duì)燃燒 過程進(jìn)行有效控制， 使燃燒在合理的空燃比下運(yùn)行， 則可以極大的減少退火爐對(duì) 周邊環(huán)境的污染，對(duì)構(gòu)建科持續(xù)發(fā)展型社會(huì)就有積極的意義。目前世界各國(guó)對(duì)能源消耗和大氣環(huán)境的污染越來越重視， 而我國(guó)既是鋼鐵大 國(guó)又是能源大國(guó)，因此研究高性能退火爐溫度控制系統(tǒng)具有極為重要的

6、現(xiàn)實(shí)意 義。1.2 設(shè)計(jì)算法在數(shù)字隨動(dòng)控制系統(tǒng)中， 要求系統(tǒng)的輸出值盡快地跟蹤給定值的變化， 最少 拍控制是滿足這一要求的一種離散化設(shè)計(jì)方法。最少拍控制是一種直接數(shù)字設(shè)計(jì)方法。 所謂最少拍， 就是要求閉環(huán)系統(tǒng)對(duì)于 某種特定的輸入在最少個(gè)采樣周期內(nèi)達(dá)到無靜差的穩(wěn)態(tài)， 是系統(tǒng)輸出值盡快地跟 蹤期望值的變化。閉環(huán) Z 傳函具有形式1(z) 1z2 zNNz在這里，N是可能情況下的最小整數(shù)。這一傳函形式表明閉環(huán)系統(tǒng)的脈沖響 應(yīng)在N個(gè)采樣周期后變?yōu)榱悖瑥亩馕吨到y(tǒng)在 N拍之內(nèi)達(dá)到穩(wěn)態(tài)。第2章課程設(shè)計(jì)的方案2.1概述本文提出了一種基于最少拍的退火爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)退火爐的溫度控制。退火爐采用

7、電熱絲加熱，通過巡回檢測(cè)退火爐內(nèi)溫度，根據(jù)測(cè)量到 的溫度采樣值與系統(tǒng)給定值進(jìn)行比較來決定是否啟動(dòng)電熱絲加熱，用單片機(jī)作為控制器，設(shè)計(jì)出最少拍無紋波控制器，4個(gè)鍵盤進(jìn)行溫度控制值的選擇，三位LED 顯示爐溫。2.2系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu)退火爐計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)框圖如圖2.1所示圖2.1利用單片機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖退火爐使用電熱絲加熱，溫度范圍為 01000攝氏度，爐內(nèi)溫度值經(jīng)熱電偶 檢測(cè)后，經(jīng)變送器變成05V范圍內(nèi)的電壓信號(hào)送A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字 量。數(shù)字量經(jīng)數(shù)字濾波后送入 CPU作為本次采樣值。把測(cè)量到的溫度值與設(shè)定 值進(jìn)行比較來決定是否啟動(dòng)電熱絲加熱。本次設(shè)計(jì)的退火爐計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)系統(tǒng)包括5大部分，

8、即核心控件（89C51主控模塊），復(fù)位電路，溫度檢測(cè)，按鍵，LED顯示電路。主控模塊，具有控制 功能，主要由AT89C51單片機(jī)組成，是退火爐溫度控制系統(tǒng)的核心。溫度系統(tǒng) 是受控模塊，由D/A轉(zhuǎn)換器和電熱絲組成。主控模塊上設(shè)有4個(gè)按鍵和3個(gè)LED 顯示器，可以通過按鍵控制溫度并通過 LED 數(shù)碼管顯示。復(fù)位開關(guān)連接控制器 的 RST 端，實(shí)現(xiàn)復(fù)位控制。- 8 -第3章 硬件設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1.1 單片機(jī)選擇本次設(shè)計(jì)選擇 AT89C51。(1)AT89C51 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)：AT89C51是一種低功耗、低電壓、高性能的八位 CMOS單片機(jī)，片內(nèi)有一 個(gè) 4KB 的 FLASH

9、可變成可擦除只讀存儲(chǔ)器( FPEROM-Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)，它采用了 CMOS工藝和ATMEL公司的高密度非 易失性存儲(chǔ)器技術(shù)， 而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與 MSC-51 兼容。片內(nèi)置通用 8位中央處理器(CPU)和FLASH存儲(chǔ)單元，片內(nèi)的存儲(chǔ)器允許在系統(tǒng)內(nèi)改變 程序或用常規(guī)的非易失性存儲(chǔ)器編程。因此， AT89C51 是一種功能強(qiáng)、靈活性 高且價(jià)格合理的單片機(jī)，可方便的應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。( 2)管腳說明：VCC(40):供電電壓，其工作電壓為 5V。GND(20):接地。P0端口( P0.0-P0.7):P

10、0 口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O 口，每腳可吸收8TTL 門電流。當(dāng)P1 口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程 序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)、地址的第八位。再 LFASH編程時(shí)，P0 口 作為原碼輸入口，當(dāng)FLASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉 高。P1端口( P1.0-P1.7): P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向I/O 口，P1 口 緩沖器能夠接收 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高電平，可 用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣 故。再 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1

11、口作為第八位地址接收。P2端口( P2.0-P2.7): P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O 口，P2 口 緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2 口被寫“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上 拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸 出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外 部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2 口輸出地址的高八位。在給出地址“ T時(shí)，它利 用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊 功能寄存器的內(nèi)容。P2 口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信 號(hào)。P3端口( P3.

12、0-P3.7) : P3 口管腳是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位的雙向I/O 端口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為 高電平，并用作輸入。作為輸入端時(shí)，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電 流(ILL )。P3 口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，P3 口同時(shí)為閃爍編程和 編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。復(fù)位RST(9):復(fù)位輸入。在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)振蕩周 期)以上的高電平出現(xiàn)在此引腳時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平， 51芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后 P3.0-P3.7 口均置1，引腳表現(xiàn)為咼電平，程序計(jì)數(shù) 器和特殊功能寄存器 S

13、FR全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為 ROM的00H處開始運(yùn)行程序。復(fù)位操作不會(huì)對(duì)內(nèi)部 RAM有所影響。ALE/ PROG (30):當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存 地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。 然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0 此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳 被略微拉高。如果微處理器

14、在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。PSEN (29):外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指令期間， 每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。EA/VPP(31):當(dāng)ea保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器 (0000H-FFFFH)，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1時(shí)，EA將內(nèi)部 鎖定為RESET;當(dāng)EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH編程 期間，此引腳也用于施加12V編程電源(VPP)。XTAL1(19):反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入XTAL2(18):來自反向振蕩器的輸出。其引

15、腳圖如圖 3.1所示37習(xí)呂34前3231左夕2327北25 克4屈法VCCFn 口 ro.iP0 3FO 4P0 6FO =ALOFKOOPSEN ra/7P2.5EHF2 引腳圖-pl o-pl 1-Pl .2-Pl-3-Pl 4Pl培PU7 UflIO善Id砂TSDPs. irrxX)2/1NTDF3 3/IWT1P3 斗 rruPXSE倉(cāng)槪 3.1 AT89C511GNDF2.O3.1.2時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來提供單片機(jī)片內(nèi)各種微操作的時(shí)間基準(zhǔn)，復(fù)位操作則使單片機(jī)的片內(nèi)電路初始化，使單片機(jī)從一種確定的初態(tài)開始運(yùn)行。時(shí)鐘電路 89C51單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)

16、部振蕩方 式和外部振蕩方式。在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器（簡(jiǎn)稱晶振）或陶瓷諧振器，就構(gòu)成 了內(nèi)部振蕩方式。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就 構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。內(nèi)部振蕩方式的外部電路如圖3-1所示。圖3-1中，電容器Cl，C2起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其電容值一 般在5-30pF。晶振頻率的典型值為12MHz，采用6MHz的情況也比較多。內(nèi)部 振蕩方式所得的時(shí)鐘情號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)用電路中使用較多。3.1.3復(fù)位電路設(shè)計(jì)當(dāng)89C51單片機(jī)的復(fù)位引腳RST（全稱RESET）出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高 電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)

17、為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或 開關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。常用的上電復(fù)位電路電容 C1和電阻R1對(duì)電源+5V來說構(gòu)成微分電路。上 電后，保持RST 一段高電平時(shí)間，由于單片機(jī)內(nèi)的等效電阻的作用，不用圖中 電阻R1,也能達(dá)到上電復(fù)位的操作功能，如圖 3.3所示。B1hDiCM22V圖3.3復(fù)位電路電路開關(guān)復(fù)位要求電源接通后，單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，并且在單片機(jī)運(yùn)行期間，用開 關(guān)操作也能使單片機(jī)復(fù)位常用的上電或開關(guān)復(fù)位電路。上電后，由于電容C3的充電和反相門的作用，使 RESET持續(xù)一段時(shí)間的高電平。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)

18、行當(dāng)中時(shí)，按下復(fù)位鍵K后松開，也能使RESET為一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上 電或開關(guān)復(fù)位的操作。3.2溫度檢測(cè)部分(1)溫度傳感器：因?yàn)橥嘶馉t的溫度測(cè)量范圍為01000C,傳感器選擇K型熱電偶。其測(cè)溫范圍廣，使用溫度為200r1300C，它具有線性度好，熱 電式大，靈敏度高、性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗氧化性，動(dòng)態(tài)性好，價(jià)格便宜等優(yōu) 點(diǎn)，所以，適合于本系統(tǒng)。提供模擬量給 A/D轉(zhuǎn)換器。+12圖3.5熱電偶電路圖(2) A/D轉(zhuǎn)換器：由于A/D轉(zhuǎn)換采用ADC0809,為多通道AD轉(zhuǎn)換器。其 工作為查詢方式。將轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào) EOC作為狀態(tài)信號(hào)，經(jīng)三態(tài)門接入數(shù)據(jù)總線 最高位D7。啟動(dòng)轉(zhuǎn)換后，不斷檢測(cè)D7

19、位是否為1,就可以知道轉(zhuǎn)換是否結(jié)束。 狀態(tài)斷口的地址假設(shè)為238H。利用ADC0809芯片中的多路開關(guān)，我們可以實(shí)現(xiàn) 8個(gè)模擬信號(hào)的分時(shí)轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)地址總線的低 3位分別連接ADC0809的地址線 C、B、A，在啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換的同時(shí)，選定要進(jìn)行轉(zhuǎn)換的模擬通道，對(duì)應(yīng)8個(gè)模擬通道的I/O地址分別為220-227H。+5IN-0m sb2-12-2IN-12-32-4IN-22-52-6IN-32-7lsb2-8IN-4EOCIN-5ADD-AIN-6ADD-BADD-CIN-7ALEref(-)ENABLESTARTref(+)CLOCK 斗IC827127345221612ADC0809圖3.6

20、A/D轉(zhuǎn)換器引腳圖V0 26V1 282524239610212019188151417卜- 17 -A/D轉(zhuǎn)換器輸出的為BCD碼，2-12-8 口不是總線式的。因此，單片機(jī)只能通過并行I/O接口或擴(kuò)展I/O 口與其相接。還可以通過單片機(jī)的P1 口直接與其連接。如圖3.7所示.IC8VO 26IN-027IN-1V1 28IN-2IN-3lsb2-8IN-4EOCIN-5ADD-AIN-6ADD-BADD-CIN-7ALEref(-)ENABLESTART+5TR98*2k21120$21931848515i ,614i71748msb2-12-22-32-42-52-62-771325242

21、2R1+5K1612ef(+)CLOCK10ADC08090.1UFFTC1C1Y1I6MhzP1.0P0.0P1.1P0.1P1.2P0.2P1.3P0.3P1.4P0.4P1 5P0 5P1 6P0 6P1 7P0 7TNT1/P3.3P2.0TNT0/P3.2P2.1P2 2T1/P3 5P2 3T0/P3 4P2 4P2.5EA/VPP2 6P2.7X1X2RESETRXD/P3 0TXD/P3 . 1RD/P3.7ALE/PWR/P3.6PSENIC112311918917161151439383736343332212324252628101130IC9 89C51CLK1CLK0

22、* 31411MR2Q3Q2MR112Q1Q0MS2MS174LS90圖3.7 A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)連接圖3.3按鍵控制電路本次設(shè)計(jì)的按鍵部分包含四個(gè)按鍵，直接與單片機(jī)相連。so按鍵直接接在復(fù)位電路上，按下S0開始控制溫度數(shù)字的輸入，S1表示是否顯示數(shù)字，按下 S2使溫度升高，按下S3使溫度降低。P2.0P2.1P2.2P23O|S3SW-PD圖3.8按鍵電路圖3.4 LED顯示模塊顯示模塊主要包括三個(gè)LED顯示燈，第一位顯示百位，與單片機(jī)P1.0相連， 第二位顯示十位，與單片機(jī)P1.1相連，第三位顯示各位，與單片機(jī) P1.2相連。 LED顯示電路如圖3.7所示。8段LED顯示屏是最常用的顯示

23、器件，分為共陽(yáng)極和共陰極兩種形式。共 陽(yáng)極LED將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接在一起作為公共端，當(dāng)公共端接高電平， 某一段的發(fā)光二極管陰極接低電平時(shí)，相應(yīng)的字段就被點(diǎn)亮。共陰極LED將所有發(fā)光二極管的陰極接在一起作為公共端，當(dāng)公共端接低電平，某一段的發(fā)光二 極管陽(yáng)極接高電平時(shí)，相應(yīng)的字段就被點(diǎn)亮。3.5溫度控制電路執(zhí)行部分為和固態(tài)繼電器控溫電路，由 D/A轉(zhuǎn)換器和電熱絲組成。D/A轉(zhuǎn)換 器將單片機(jī)輸出的數(shù)字量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬量，控制電熱絲是否工作。DAC0832是 8分辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片。與微處理器完全兼容。這個(gè) DA 芯片以其價(jià)格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到 廣泛

24、的應(yīng)用。D/A轉(zhuǎn)換器由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電 路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。主要特性有：1.分辨率為8位；2.電流穩(wěn)定時(shí)間1us； 3.可單緩沖、雙緩沖 或直接數(shù)字輸入；4.只需在滿量程下調(diào)整其線性度； 5.單一電源供電（+5V +15V； 6.低功耗，20mW/VCU1761613IIT圖3.10 D/A轉(zhuǎn)換電路圖固態(tài)繼電器控溫電路如圖3.9所示，采用Z型交流固態(tài)繼電器SSR,實(shí)現(xiàn)零觸 發(fā)交流調(diào)功。SSR內(nèi)設(shè)光電隔離電路，可減少與電網(wǎng)間的相互干擾，這是一種較 先進(jìn)的控制方法。+ 12圖3.11固態(tài)繼電器控溫電路TitleSizeNumberRev isioBDate:1

25、9-J un-2006Sheet ofFile:D:PREVIO11. DDBDrawn By :5618 -第4章軟件算法4.1程序框圖退火爐溫度控制系統(tǒng)框圖如下:圖4.1主程序框圖控制系統(tǒng)包括溫度采集和處理控制火爐內(nèi)溫度，通過采集到的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)給定值比較來決定是否給退火爐控溫。再通過最少拍無紋波控制器輸出控制量 來控制輸出，得出溫度并顯示。4.2算法設(shè)計(jì)最少拍原理：在采樣控制系統(tǒng)中，通常把一個(gè)采樣周期稱作一拍。在典型輸 入信號(hào)作用下，經(jīng)過最少拍，使輸出量采樣時(shí)刻的數(shù)值能完全跟蹤參考輸入量的 數(shù)值，跟蹤誤差為零的系統(tǒng)稱為最少拍系。系統(tǒng)控制原理框圖如下：- 25 -“溫度”的表現(xiàn)，可以用純滯后一階慣性環(huán)節(jié)來描述，即Gc(s)Q(s)* D(s)Keiss*11(4-1)式中:Gc( s)煤氣退火爐的傳遞函數(shù);D(s)比例環(huán)節(jié)取1；K比例系數(shù)；純滯后時(shí)間；1 時(shí)間常數(shù)。設(shè)傳遞函數(shù)為Gc s10s 0.1s 1(4-2)采樣周期T=0.1s，零階保持器為TsH(s)(4-3)系統(tǒng)廣義對(duì)象的脈