單片機(jī)控制的智能型自動(dòng)名茶炒制機(jī)設(shè)計(jì)

1、課題名稱：單片機(jī)控制的智能型自動(dòng)名茶炒制機(jī)學(xué)生姓名：系（部）：專業(yè)班級：指導(dǎo)教師：職 稱：本文根據(jù)傳統(tǒng)炒茶工藝屮存在的不足和缺點(diǎn)，將單片機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用丁炒 茶工藝中，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制的智能化炒茶。該系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)炒茶工藝中耗時(shí)匕、 對人員炒茶技術(shù)要求高、無法大規(guī)模生產(chǎn)等缺點(diǎn)。本機(jī)械將單片機(jī)的體積小、功耗低、價(jià)格低、品種規(guī)格系列化、硬件具冇廣 泛的通用性、宥專門的開發(fā)系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，對制茶機(jī)的炒制方法跟對炒鍋 溫度的控制結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了g動(dòng)化生產(chǎn)。本文根據(jù)熱電偶測溫再經(jīng)過放大器放大后把模擬量經(jīng)a/d轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳送給單片機(jī)，數(shù)字量經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部存儲數(shù)據(jù)的比較再經(jīng)過光電隔離再控制可控硅進(jìn)

2、行對溫度的控制。木設(shè)計(jì)以8031單片機(jī)為主體的控制系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)能進(jìn)行較復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和復(fù)雜控制功能的智能控制器，使其既可與微機(jī)配合構(gòu)成控制系統(tǒng)，乂可作為一個(gè)獨(dú)立的單片機(jī)控制系統(tǒng)，具有較高的靈活性和可靠性。單片機(jī)根據(jù)輸入的各種命令，進(jìn)行智能算法得到控制值，輸出脈沖觸發(fā)信號，通過過零觸發(fā)電路驅(qū)動(dòng)雙向討控硅，從而加熱電爐。關(guān)鍵字:溫度控制，熱電偶傳感器，a/d轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)abstractthis article according to the traditional tea to fry the insufficiencyand the shortcoming which in the syst

3、em craft exists, applies themonolithic integrated circuit control technology to the tea fries inthe system craft， realizes intcllcctualizcd tea trillion system whichthe monolithic integrated circuit controls. this system solved thetraditional tea to fry long in the system craft consumed when to thep

4、ersonnel tea fries the system specification to be high, to be unableshortcoming and so on large seale production.this machinery the monolithic integrated circuit volume small, thepower loss low, the price is low, the variety specification seriation，the hardware has the widespread versatility, has me

5、rit and so onspecial development system unifies, fries the system method to thesystem tea machine with to the wok temperature control to unify intogether, has realized the automated production.this article according to the thermo-element to measure warm enlargesagain after the amplifier， the simulat

6、ion quantity transforms thedigital signal after the a/d switch to transmit gives the monolithicintegrated circuit, the digi tai quantity after the monolithicintegrated circuit interior stored datum comparison, again passesthrough the photoelectricity isolation, thus controls thes i1 icon-controlled

7、rectifier to carry on the temperature the control. this design constitutes take 8,031 monolithic integrated circuits asthe main body control system to be able to carry on the more complexdata processing and the plurality of controls function intelligentcontroller, causes its both to be possible with

8、 the microcomputercoordination constitution control system, and may take an independentmonolithic integrated circuit control system, has a higher f1exibi1ityand the reliability. the monolithic integrated circuit basis inputscach kind of order, carries on the intelligent algorithm to obtain thecontro

9、l value, the output pulse trigger pip, has triggered theelectric circuit through zero to actuate the bidirectionalsilicon-controlled rectifier, thus heats up the electric stove.essential character: temperature control, thermocouple sensor, a/dswitch， monolithic integrated circuit目錄摘s1abstract 2第1章緒論

10、3第2章方案論證比較設(shè)計(jì)72.1單片機(jī)概述72. 1. 1 硬件72. 1.2 軟件72.2步進(jìn)電機(jī)的工作原理82.3步進(jìn)電機(jī)工作方式的選擇92.3.1控制步進(jìn)電機(jī)換向順序102.3.2控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向102.3.3控制步進(jìn)電機(jī)的速度102.4單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì)思路102.5設(shè)計(jì)的要求10第3章控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)123. 1 spce061a 的介紹123. 1. 1 性能123. 1.2 結(jié)構(gòu)133. 1.3芯片的引腳排列和說明133. 1.4 spce061a單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)143. 1.5 u nsp的核心結(jié)構(gòu)163. 1.6寄存器組173. 2少進(jìn)電機(jī)的選擇183.3步進(jìn)電機(jī)

11、的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)183. 3. 1多個(gè)功率放人器件驅(qū)動(dòng)電機(jī)183.3.2 l298n芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)183. 4數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計(jì)203. 4. 1串行接法203. 4.2外行接法203.5 4x4鍵盤電路的設(shè)計(jì)21第4章控制系統(tǒng)的軟件電路設(shè)計(jì)234. 1控制脈沖的產(chǎn)生234.2步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和時(shí)序脈沖的關(guān)系244.3步數(shù)的確定254.4步進(jìn)電機(jī)的變速控制274.5雙機(jī)通訊的程序設(shè)計(jì)137結(jié)i侖42轉(zhuǎn)撼43g i射44p付錄45第一章緒論1.1引言介:我國現(xiàn)奮的炒茶機(jī)的各種機(jī)型屮很難找到技術(shù)含景高、特別是可以實(shí)現(xiàn)fcl動(dòng)化加 工、連續(xù)化生產(chǎn)的機(jī)械產(chǎn)品的不兄與缺點(diǎn)，木機(jī)械將單片機(jī)的體積小、功耗低

12、、價(jià) 格低、品種規(guī)格系列化、硬件具有廣泛的通用性、有專門的開發(fā)系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合 起來,對制茶機(jī)的炒制方法跟對炒鍋溫度的控制結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)。木文根據(jù)傳統(tǒng)炒茶工藝中存在的不足和缺點(diǎn)，將單片機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用于炒茶 工藝屮，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制的智能化炒茶。該系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)炒茶工藝屮耗時(shí)長、 對人員炒茶技術(shù)要求高、無法大規(guī)模生產(chǎn)等缺點(diǎn)。通過生產(chǎn)新型機(jī)械和對舊機(jī)械的技術(shù)改造使制茶機(jī)能實(shí)現(xiàn)茶機(jī)的連續(xù)化、自 動(dòng)化生產(chǎn)。1.2機(jī)械制茶機(jī)的現(xiàn)狀據(jù)估算，目前全國70%以上的茶己全部或部分使用機(jī)器炒制，自20世紀(jì) 60年代出現(xiàn)炒茶機(jī)械化以來，各種殺青機(jī)、理?xiàng)l機(jī)、烘干機(jī)均有快速發(fā)展，各 種機(jī)器的加工質(zhì)量在各自相應(yīng)

13、的工序屮能達(dá)到甚至趕超手工炒茶相應(yīng)工序屮的 質(zhì)量，但是每種機(jī)器只能完成一道或兩道土序，因此加工效率較低;20世紀(jì)90 年代以來研制的多功能炒茶制機(jī)，如6cdm-42型多功能機(jī)集殺青、理?xiàng)l、壓扁、 輝干于一體，大大提高了炒茶的加工效率，但各工序之間是脫節(jié)的，即不能進(jìn)行 流水線生產(chǎn)。近年試制的電腦控制型龍井茶炒制機(jī)將十藝參數(shù)貯存于控制器屮，對龍井 茶加土過程中的溫度、時(shí)間、轉(zhuǎn)速及加壓、停機(jī)等動(dòng)作進(jìn)行了 0動(dòng)校制，實(shí)現(xiàn)了 龍井茶青鍋與輝鍋的自動(dòng)化加工，進(jìn)一步提高了加工效率，但是，受該系統(tǒng)中多 功能機(jī)結(jié)構(gòu)的限制，并沒有實(shí)現(xiàn)流水線生產(chǎn)。w此，為了進(jìn)一步提高炒茶制機(jī)的 閆動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)炒茶的流水線生產(chǎn)，迫

14、切需要研制適用于連續(xù)加工的多功能炒 茶機(jī)1.3單片機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀單片機(jī)可應(yīng)用于電話機(jī)、尋呼機(jī)、對講機(jī)等電信設(shè)備，電視機(jī)、錄像機(jī)、攝 像機(jī)、vcd機(jī)、洗衣機(jī)等家用電器，電子玩具，計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備，辦公自動(dòng)化 設(shè)備，工業(yè)控制設(shè)備、儀器儀表，軍用設(shè)備等等。宥人這樣說：“凡是能想到的 地方，單片機(jī)都可以用得上”，這并不夸張。全世界單片機(jī)的年產(chǎn)量數(shù)以億計(jì)， 應(yīng)用范圍十分廣闊，許多科技期刊還專門開辟了單片機(jī)專欄。申片機(jī)應(yīng)用的意義不僅僅限于它的廣闊范m以及所帶來的經(jīng)濟(jì)效益，更重要 的還在于從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。以前，必須由模 擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分控制功能，現(xiàn)在已能使用單片機(jī)通過軟

15、件方法實(shí) 現(xiàn)了。這種以軟件取代硬件并能提高系統(tǒng)性能的控制技術(shù)稱之為微控制技術(shù)。微 控制技術(shù)標(biāo)志著一種全新概念，隨著單片機(jī)的推廣普及，微控制技術(shù)必將不斷發(fā) 展和日趨完善，而單片機(jī)的應(yīng)用必將更加深入、更加廣泛。目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方a發(fā)展趨勢將是進(jìn)一步h著cmos化、 低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外闈電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方面發(fā)展。 下而是單片機(jī)的主耍發(fā)展趨勢：（1）cmos化（2）低功耗化（3）低電壓化（4）大容量化（5）高性能化 （6）外電路內(nèi)裝化串行擴(kuò)展技術(shù)在很長一段吋間里，通用型單片機(jī)通過三總線結(jié)構(gòu)擴(kuò)展外圍 器件成力單片機(jī)座用的主流結(jié)構(gòu)。隨著低價(jià)位otp （one tim

16、e programble）及 各種類型片內(nèi)程序存儲器的發(fā)展，加之處圍接口不斷進(jìn)入片內(nèi)，推動(dòng)了單片機(jī) “單片”應(yīng)用結(jié)構(gòu)的發(fā)展。特別是i c、spi等串行總線的引入，可以使單片機(jī) 的引腳設(shè)計(jì)得更少，單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡化及規(guī)范化。隨著半導(dǎo)體集成工藝的不斷發(fā)展，單片機(jī)的集成度將更高、體積將更小、功 能將列強(qiáng)。在單片機(jī)家族中，80c51系列是其屮的佼佼者，加之intel公句將其 mcs -51系列中的80c51內(nèi)核使用權(quán)以專利互換或出售形式轉(zhuǎn)讓給全世界許多 著名1c制造廠商,如philips、nec、atmel、amd、華邦等，這些公司都在保 持與80c51單片機(jī)兼容的基礎(chǔ)上改善了 80c51的許多特

17、性。這樣，80c51就變成 宥眾多制造廠商支持的、發(fā)展出上百品種的大家族，現(xiàn)統(tǒng)稱為80c51系列。80c51 單片機(jī)己成為單片機(jī)發(fā)展的主流。專家認(rèn)為，里然世界上的mcu品種繁多，功能 各異，開發(fā)裝置也互不兼容，但是客觀發(fā)展表明，80c51可能最終形成事實(shí)上的 標(biāo)準(zhǔn)m芯片。我國在80年代初就開始引進(jìn)了單片機(jī)，在資金嚴(yán)重不足的情況下，自行研 制了開發(fā)工具和應(yīng)用軟件，根據(jù)我的實(shí)際生產(chǎn)需耍和借鑒外單片機(jī)應(yīng)用實(shí) 例，逐步在我w7t展了單片機(jī)的應(yīng)用工作，現(xiàn)在各行各業(yè)都可看到單片機(jī)應(yīng)用的 蹤跡。與世界的申.片機(jī)發(fā)展，應(yīng)用情況相比，我國處于相當(dāng)落后的狀態(tài)。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 1995年我國單片機(jī)產(chǎn)品的實(shí)際產(chǎn)量僅為100

18、0萬片，占世界產(chǎn)量的百分之幾，人 均單片機(jī)的擁有量還不足-片。從單片機(jī)使用角度看，我國單片機(jī)使用面迅廣， 但是使用的批量也僅集中在空調(diào)，洗衣機(jī)及電飯煲等家用電器中?？梢娢覈膯?片機(jī)市場很大，尤其在智能儀表和智能傳感器，通訊，測控網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場總線，農(nóng) 用單片機(jī)以及智能1c卡等方而都有著廣闊的前景，可以大大拓簾單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng) 域1.3. 1單片機(jī)在機(jī)械控制中的發(fā)展?fàn)顩r電機(jī)是與電能的生產(chǎn)、傳輸和使用冇著密切關(guān)系的電磁機(jī)構(gòu)。在円常生活中， 電機(jī)的使用隨處可見，比如:在很多場合大量使用各種電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，用以 拖動(dòng)各種機(jī)械設(shè)備;在軍事、信息和各種內(nèi)動(dòng)控制系統(tǒng)中，使用大量的控制電機(jī)， 作為檢測、執(zhí)行和計(jì)算

19、等元件。電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)以電力半導(dǎo)體變流器件的應(yīng)用為基礎(chǔ)、以電動(dòng)機(jī)為控制對 象、以自動(dòng)控制理論為指導(dǎo)、以電子技術(shù)和微處理器控制及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(cad) 為手段，并且與檢測技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成一門異宥相對獨(dú)立性的科 學(xué)技術(shù)。在生產(chǎn)設(shè)備和過程自動(dòng)化中發(fā)揮著h益重耍的作用。真正意義上的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是在20世紀(jì)30年代出現(xiàn)的，當(dāng)時(shí)是晶閘管、 引燃管，而后是磁放大器、磁飽和電抗器作為靜止變流器，形成了新一代電機(jī)運(yùn) 動(dòng)控制系統(tǒng)。隨著新型電力電子器件、g動(dòng)控制理論以及微處理器技術(shù)的發(fā)展，電機(jī)運(yùn) 動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)生了巨大的變革。到了 21世紀(jì)的今天，電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的技術(shù) 水平更是提高到了一個(gè)新的

20、高度，無論是應(yīng)用的廣泛程度，還是研究的深入程度 都是過去人們想象不到的。1.3.2單片機(jī)在溫度控制中的應(yīng)用單片機(jī)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，在很多的電子產(chǎn)品中也用到了溫度檢測和溫度控制。隨著溫度控制器應(yīng)用范圍的h益廣泛和多樣性，各種適用 于不同場合的智能溫度控制器應(yīng)運(yùn)而生。在科研、生產(chǎn)中，常常需要對某些系統(tǒng) 進(jìn)行溫度的監(jiān)測和控制。需檢測和控制的溫度系統(tǒng)一旦確定，其熱慣性大小和散 熱等各項(xiàng)硬件條件就確定了。這吋，影響系統(tǒng)熱平衡的因索主要冇：系統(tǒng)溫度t、 設(shè)定溫度ta、系統(tǒng)周圍的環(huán)境溫度ts以及加熱方式和調(diào)節(jié)方法。目前己宥的實(shí)現(xiàn)溫控的方法宥很多種，如：油浴恒溫法、比例式、積分式及其組合的調(diào)節(jié)

21、方法 等等，其屮有的方法達(dá)到熱平衡需耍的時(shí)間很長，但是其控溫精度很高，而冇的 是達(dá)到熱平衡的時(shí)問短，但其控溫精度卻不夠高。1.4熱傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀溫度是一個(gè)基木的物理量，g然界中的一切過程無不與溫度密切和關(guān)。溫度 傳感器是最早開發(fā)，應(yīng)用最廣的一類傳感器。根據(jù)美國儀器學(xué)會的調(diào)查，1990 年，溫度傳感器的市場份額大大超過了其他的傳感器。從17世紀(jì)初伽利略發(fā)明 溫度計(jì)開始，人們開始利用溫度進(jìn)行測量。真正把溫度變成電信號的傳感器是 1821年由德國物理學(xué)家賽貝發(fā)明的，這就是后來的熱電偶傳感器。五十年以后， 另一位徳w人西門子發(fā)明了鉑電阻溫度計(jì)。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下，本世紀(jì)相繼 丌發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感

22、器、pn結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。與之相應(yīng)， 根據(jù)波與物質(zhì)的和互作用規(guī)律，和繼開發(fā)了聲學(xué)溫度傳感器、紅外傳感器和微波 傳感器。溫度傳感器是檢測溫度的器件，其種類最多，應(yīng)用最廣，發(fā)展最快。眾所周 知，f1常使用的材料及電子元件大部分特性都隨溫度而變化。最常用的熱電阻和熱電偶兩類產(chǎn)品。1.5課題來源，研究內(nèi)容及研究結(jié)果1.6畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)2-1炒茶的總體過程及框1）炒茶過程的框2. 2炒茶各環(huán)節(jié)的參數(shù)要求2. 2. 1鮮葉攤放般鮮葉攤放厚度3-6 cm，攤放6-8h，至手感捏葉冇自然彈性，不粘手不戳手, 含水量68% 70%時(shí)炒制。2.2.2青鍋炒制機(jī)，投葉爐膛溫度一般在240°c(相

23、當(dāng)于鍋體120°c左句，將鮮葉快速 均勻地投入鍋中，可聽到“喳喳.”響聲。每鍋投葉量為250 450g,炒手帶 著鮮葉，鍋閃茶葉翻炒2-3 min后，葉了開始萎癟，梗了發(fā)軟，葉色發(fā)綠，炒 手開始捺扭茶葉。初始宜輕，以后根據(jù)茶葉干燥程度逐步加重壓力，并用微電腦 控制調(diào)控方式講行炒制，促使芽葉扁平成條，至手感芽條還有韌性，含水率在感 茶條還有韌性，含水率在30% 40%時(shí)即可停機(jī)出葉。青鍋時(shí)間一般需8 min左 右。2.2.3微波加熱當(dāng)荼葉經(jīng)過青鍋后在同一吋間經(jīng)過烘箱傳送加熱，并通過微波技術(shù)使茶葉的 水份達(dá)到要求.從而使茶葉的口感跟佳，使得機(jī)器茶有人工茶的口感.2.2.4攤涼回潮快速攤涼

24、，并回潮40-60 min,經(jīng)簸、揀篩后即可輝鍋。2.2.5輝鍋炒制機(jī)輝鍋，投葉爐膛溫度一般在200°c(相當(dāng)于鍋體8(rc左右)，青鍋葉兩 鍋并一鍋均勻地投入鍋中，芽葉自然翻炒lmin,手感回軟發(fā)燙，調(diào)整炒手扭力, 采用微電腦調(diào)控方式進(jìn)行壓捺、攤磨。炒制1.5mir生右，茶條手感還有韌性， 折不斷吋，調(diào)整爐膛溫度下170°c左右，加扭程度到最重，然后再炒制lining 右，其間適時(shí)調(diào)整微電腦調(diào)控方式，至茶葉扁平光滑，折為斷時(shí)，即可調(diào)減壓力, 停機(jī)出葉。輝鍋吋間一般需4-6min2.3單片機(jī)對炒茶過程的控制及框圖框圖屮各部分參數(shù)具體說明如卜*:(1) 1#鍋體溫度：青鍋投葉

25、爐膛溫度在240°c (相當(dāng)于鍋體120°c左右)。(2) 2#鍋體溫度：青鍋在2-3 mini；-,調(diào)整爐膛溫度至220°c左右。(3) 3#鍋體溫度：輝鍋投葉爐膛溫度在200(相當(dāng)于鍋體80°c左右)。(4) 4#鍋體溫度：輝鍋炒制1.5min£i,調(diào)整爐膛溫度至170°c左右。（2）炒茶溫度控制系統(tǒng)框第三章單片機(jī)對溫度傳感器的控制3. 1機(jī)械概述機(jī)型主耍由長形半岡炒茶鍋、長形炒葉板、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、熱源裝置、控溫儀表 和機(jī)架等組成。長形半圓炒茶鍋用薄鋼板卷制，直徑約60cm，鍋口后半部裝冇擋 葉罩板，中部裝有主軸，主軸w端通過放射形撐

26、桿裝有4塊長板形炒手，炒板上 敷有彈層。炒葉板由主軸帶動(dòng)可實(shí)現(xiàn)對鍋內(nèi)加工葉的翻炒，由于主軸兩端彈性裝 在機(jī)架上并在門輪軌道的控制下，使得炒葉板通過鍋底時(shí)與鍋壁間隙最小，從而 實(shí)現(xiàn)加壓;為了使加壓更宥效，同時(shí)還設(shè)宥腳踏板，當(dāng)踩卜*踏板盾通過連桿使整 個(gè)主軸和炒葉板部件向十炒葉板便對加工葉施以重壓并使其在鍋壁上產(chǎn)生一定 滑動(dòng)，起到磨光作用。鍋的下方裝有熱源裝置，使用溫控儀調(diào)控鍋溫3. 1. 1系統(tǒng)的組成炒制機(jī)由曲線形炒茶鍋、機(jī)架、熱源、炒手、加壓裝置、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和微也腦控制系統(tǒng)等 機(jī)構(gòu)組成，曲線形炒茶鍋以薄鋼飯外壓而成。機(jī)架山角鋼焊接，外裝護(hù)板，炒茶鋼、熱源、 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、加壓裝置都裝在機(jī)架。熱源采川

27、電熱管加熱，設(shè)置在炒茶鍋k部，以硅藻上保溫 材料一隔熱，通過微電腦控溢系統(tǒng)的溫控設(shè)置，直接對鍋體加溫、炒手由炒板和劃桿組成。 劃竿是一塊直線形鋼片，一端折邊，與炒板一起聯(lián)結(jié)在炒葉鍋內(nèi)部的炒動(dòng)軸和凸輪上。傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)山電機(jī),v帶、鏈輪、減速箱組成，帶動(dòng)傳動(dòng)軸，使炒乎在凸輪軌跡上順吋針運(yùn)轉(zhuǎn)。3. 1.2系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)茶炒制機(jī)結(jié)構(gòu)較為簡單、易于操作，使用得當(dāng)情況下炒制的龍井茶和扁茶品 質(zhì)較好，加上機(jī)器加工制造技術(shù)也較簡單，成本也比較低而且能對舊機(jī)器進(jìn)行改 造。3. 2控制系統(tǒng)的工作步驟炒手在微電腦控制系統(tǒng)的調(diào)控下，形成二種不同的炒制方式:第1種是炒板 在鍋內(nèi)塌炒一下，翻炒一下;第2種是炒板在鍋內(nèi)塌炒一下，翻

28、炒一下;第3種是 炒板在鍋內(nèi)塌炒一下，翻炒一下。因此，產(chǎn)生不同的炒制效果。加壓裝置釆用手 調(diào)和腳踏相結(jié)合，其連桿聯(lián)接凸輪，通過調(diào)整凸輪的位置，使加壓的輕重效采不 同，加壓輕重程度由機(jī)架上的導(dǎo)桿顯小炒制機(jī)作業(yè)時(shí)，熱源對炒葉鍋加熱，開動(dòng)電機(jī)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)傳動(dòng)軸，使炒手 在a輪軌跡上作順吋運(yùn)轉(zhuǎn)。在適宜溫度控制下，將鮮葉均勻投入炒茶鍋內(nèi)，隨著 炒板和劃竿運(yùn)轉(zhuǎn)，并通過鍋壁的高溫炒制，加上葉的酶活性很快被破壞，完成系 青上序。加上葉在炒制過程中，由于炒葉板、劃竿的特殊結(jié)構(gòu)與炒茶鍋的宥機(jī)結(jié) 合，加上葉能夠沿軸向順序排列，被不斷翻炒卷緊，得以殺青、理?xiàng)l。當(dāng)殺青葉 理?xiàng)l到一定程度，可用控制力式進(jìn)行炒制，直至完成

29、青鍋?zhàn)鳂I(yè)。青鍋葉攤涼冋潮， 使荼條水分分布均勻。攤涼結(jié)朿，將青鍋葉兩鍋的量投入一鍋，繼續(xù)翻炒理?xiàng)l， 待茶條回軟吋理?xiàng)l結(jié)束，加重炒手，采用適宜調(diào)控方式進(jìn)行炒制，在不同力的作 用下，使加上葉在干燥的同時(shí)使茶條變得扁平光滑，直到全部成形，完成龍井茶 個(gè)程加上。為了適應(yīng)不同炒制階段的上藝需耍，微電腦控制扁形茶炒制機(jī)設(shè)置不 同的炒制力式和路徑，使炒板的炒制動(dòng)作可按加上葉進(jìn)程變化需要靈活調(diào)控掌握; 同吋，微電腦控制系統(tǒng)可根據(jù)炒制過程屮鍋溫需要靈活調(diào)控電熱管開關(guān)，保證加 上葉質(zhì)量3.3單片機(jī)對溫度傳感器的控制過程圖（3）單片機(jī)控制溫度傳感器的框圖3.3. 1溫度傳感器的概述近百年來溫度傳感器的發(fā)展大致分為三

30、個(gè)階段：1. 傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器（含敏感元件），主耍是能夠進(jìn)行非電量和電量 之問轉(zhuǎn)換。2.模擬集成溫度傳感器/控制器。3.智能溫度傳感器。目前，w際上 新型溫度傳感器正從模擬式想數(shù)字式、集成化向智能化及網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。 分立式溫度傳感器 模擬集成溫度傳感器 模擬集成溫度控制器 智能溫度傳感器 智能溫度控制器3.3.2溫度信號測量溫度信號測量由三端穩(wěn)壓器<mc7812)，溫度傳感器(锏一銅鎳(康銅)熱電 偶)、差動(dòng)放大器(ad620)和a/d轉(zhuǎn)換器(ad1674)組成。適合十熱量計(jì)的溫度傳感器有熱電偶傳感器、熱電阻傳感器，pn結(jié)溫度傳感 器、集成溫度傳感器等。熱電偶是根據(jù)熱電效應(yīng)的原

31、理制成的，其特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu) 簡單、價(jià)格便宜、測景范圍廣、準(zhǔn)確度高;缺點(diǎn)是耍有溫度補(bǔ)償，長期使用要定 期檢查和更換。熱電阻傳感器是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化來測溫度的 一種溫度敏感元件，特點(diǎn)是準(zhǔn)確度高，靈敏度高，測量范圍大，無需參考點(diǎn)。pn 結(jié)溫度傳感器足利用晶體管基極一發(fā)射極的止向壓降隨溫度變化的特性而制成 的溫度敏感元件，其特點(diǎn)是線性好、響應(yīng)快、體積小和使用方便。集成溫度傳感 器是把溫敏元件、偏置電路、放人電路及線性化電路集成在同一芯片上的溫度傳 感器，其特點(diǎn)是使用方便、外闈電路簡單、性能穩(wěn)定可靠;不足的是測溫較小， 使用環(huán)境有一定的限制。本設(shè)計(jì)溫度傳感器采用銅一銅鎳(康銅)熱電偶傳感器

32、，利用電橋測溫法進(jìn) 行溫度測量。 工業(yè)測溫用的熱電偶其結(jié)構(gòu)是：熱電偶絲材，絕緣管，保護(hù)管和接線盒。 熱電偶的工作原理：兩鐘不同成分的導(dǎo)體(稱為熱電偶絲材或熱電極)兩端接合成電路，當(dāng)接合 點(diǎn)的溫度不同吋，在hj路中就產(chǎn)生電動(dòng)勢，這種現(xiàn)象叫熱電效應(yīng)，而這種電動(dòng)勢 稱為熱電動(dòng)勢。熱電偶就足利用這種原理進(jìn)行溫度補(bǔ)償測量的，.其屮，直接用作 測量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端，另一端叫做冷端：冷端與顯示儀表或配套儀表 連接，顯示儀表會指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢。熱電偶實(shí)際是一種能暈轉(zhuǎn)換器， 它將熱能轉(zhuǎn)化為電能，用所產(chǎn)生的熱電勢測量溫度，對于熱電偶的熱電勢力，應(yīng) 注意如下幾個(gè)問題：(1) 熱電偶的熱電勢是熱電偶兩

33、端溫度函數(shù)的差，而不是熱電偶兩端溫度差 的函數(shù)；(2) 熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢的大小，當(dāng)熱電偶的材料是均勻時(shí)，與熱電偶的 l<:度和直徑無關(guān)，只與熱電偶材料的成分和w端的溫差有關(guān)。(3) 當(dāng)熱電偶的兩個(gè)熱電偶絲材料成分確定后，熱電偶熱電勢的大小，只與 熱電偶的溫度差有關(guān)。 銅一銅鎳(康銅)熱電偶，分度號t,它的正極是鐵，負(fù)極是銅鎳合金。 測溫范圍為-200+350°c。15(tc時(shí)的熱電勢為6.702。主要特點(diǎn)是：精度高、 熱電極的均勻性好：因銅熱電極笏氧化，并且氧化膜易脫落，故在氧化性氣氛屮 使用時(shí)，一般不能超過300°c,在-200+300°c范圍內(nèi)，它們

34、靈敏度比較高。熱電偶測溫原理熱電偶冷端溫度補(bǔ)償方法用熱電偶測量溫度時(shí)，熱電偶的工作端（熱端）被放置在待測溫場中，而自 由端（冷端）通常被放在o°c的環(huán)境屮。若冷端溫度不是o°c，則會產(chǎn)生測量誤 差，此時(shí)要進(jìn)行冷端補(bǔ)償。冷端補(bǔ)償方法較多，在本次的設(shè)計(jì)中我們采用的冷端 溫度補(bǔ)償為電橋式冷端補(bǔ)償。對與冷端溫度補(bǔ)償器，在工業(yè)上采用如閣所示補(bǔ)償電橋的冷端補(bǔ)償電路。熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電橋閣中所示的補(bǔ)償電橋橋鍔電肌ri、r2、和!。通常與熱電偶的冷端置于相同的環(huán)境 中。取=r2=r3=h用錳銅線繞成；rcu足用銅導(dǎo)線繞制成的補(bǔ)償電附。1是供橋電源e的限流電阻，心由熱電偶的類型決定。若電橋

35、在2ctc時(shí)處于平衡狀態(tài)。當(dāng)冷端溫度 升高吋，rcu補(bǔ)償電阻將隨之增人，則電橋a、b兩點(diǎn)閩的電壓vab也增人，此吋熱電偶溫差 電勢卻隨冷端溫度升高而降如果vab的增加g等于熱電偶溫差電勢的減小s，則熱電偶輸出 電勢vab的大小將保持不變，從而達(dá)到冷端補(bǔ)償?shù)哪康摹?shí)際測溫吋，由于熱電偶長度有限，h由端溫度將直接受到被測物溫度和周 圍環(huán)境溫度的影響。必須注意的四個(gè)問題：一是兩根補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶兩個(gè)熱電 極的接點(diǎn)必須其有相同的溫度；二是各種補(bǔ)償導(dǎo)線只能與相應(yīng)型號的熱電偶配 用；三是必須在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)使用；叫是極性切勿接反。常用的補(bǔ)償導(dǎo)線見 表 93o表9-3常用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的特性型號配用熱電偶

36、正一負(fù)補(bǔ)償導(dǎo)線正一負(fù)導(dǎo)線外皮顏色100°c熱電勢/mv20°c吋的電阻率/ /正負(fù)sc鉑銠1（） 一鉑銅一側(cè)鎳紅綠0.646±0.0230.05x106kc鎳鉻-鎳硅銅一康銅紅藍(lán)4.096±0.0630.52x106wc5/26鎢錸5鎢錸26銅 銅鎳紅桁1.451 ±0.0510.1 ox io699.4%cu，0.6%ni。98.2%98.3%cu，1.7%1.8%ni。3.3.3集成運(yùn)算放大器簡介目前廣泛應(yīng)用的電壓型集成運(yùn)算放大器是一種高放大倍數(shù)的直接耦合放大 器。在該集成電路的輸入與輸出之間接入不同的反饋網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)不同用途的電 路，例如

37、利用集成運(yùn)算放大器可非常方便的完成信號放大、信號運(yùn)算（加、減、 乘、除、對數(shù)、反對數(shù)、平方、開方等）、信號的處理（濾波、調(diào)制）以及波形 的產(chǎn)生和變換。集成運(yùn)算放大器的種類非常多，可適用于不同的場合。3.3.3. 1集成運(yùn)放電路的組成及各部分的作用1.組成圖4-1測量放大器1、測量放大器的特點(diǎn)運(yùn)算放大器對微弱信號的放大，僅適用于信號冋路不受干擾的情況。然而， 傳感器的工作環(huán)境往往比較惡劣，在傳感器的兩個(gè)輸出端上經(jīng)常產(chǎn)生較大的干擾 信號，有時(shí)是完全相同的，完全相同的干擾信號稱為共模干擾。雖然運(yùn)算放大器 對直接輸入到差動(dòng)端的丼模信號省較強(qiáng)的抑制能力，但對簡單的反相輸入或同相 輸入接法，由于電路結(jié)構(gòu)的

38、不對稱，抵御共模干擾的能力很差，故不能用在精密 測量場合。w此，需要引入另一種形式的放大器，即測量放大器，又稱儀用放大 器、數(shù)據(jù)放大器，它廣泛用于傳感器的信號放大，特別是微弱信號及具有較大共 模干擾的場合。測量放大器除了對低電平信號進(jìn)行線性放大外，還擔(dān)負(fù)著阻抗匹配和抗共模 干擾的任務(wù)，他具有高共模抑制比、高速度、高精度、寬頻帶、高穩(wěn)定性、高輸 入阻抗、低輸出阻抗、低噪聲等特點(diǎn)。2、測量放大器的組成測量放大器的基本電路如圖3-8所示。圖3-8測量放大器原理圖測量放大器由三個(gè)運(yùn)算放大器組成，其屮a,、a2兩個(gè)同相放大器組成前級， 為對稱結(jié)構(gòu)，輸入信號加在a,、a2的同相輸入端，從而具冇高抑止共模干

39、擾的能 力和高輸入阻抗。差動(dòng)放大器a3為后級，它不僅切斷共模干擾的傳輸，還將雙端 輸入方式變換成單端輸出方式，適應(yīng)對地負(fù)載的需要。測量放大器的放大倍數(shù)用下面公式計(jì)算(3-13)i+a+arg rg式中，久為用于調(diào)節(jié)放大倍數(shù)的外界電阻，通常久采用多圈電位器，并靠近 組件，若距離較遠(yuǎn)，應(yīng)將聯(lián)線膠合在一起。改變可使放大倍數(shù)在11000范 圍內(nèi)調(diào)節(jié)。3、實(shí)用測量放大器ad521ad521的管腳功能與基木接法如圖3_9所示rarssenserefcomdv4-<o)圖3-9 ad521的管腳功能與基本接法 （a）管腳功能（b）基本接法管腳0ffset（4, 6）用來調(diào)節(jié)放大器零點(diǎn)，調(diào)節(jié)方法是將該端

40、了接到10h2電 位器的兩固定端，滑動(dòng)端接負(fù)電源端。測量放大器計(jì)算公式為out(3-14)in放大倍數(shù)在0. 1到1000范鬧內(nèi)凋整，選用/?s=1000kq±15%吋，可以得到 較穩(wěn)定的方法倍數(shù)。在使用ad521 （或其他測量放大器）時(shí)，都耍特別注意為偏置電流提供回路。 為此，輸入（1或3）端必須與電源的地線相連構(gòu)成回路?？梢韵酉噙B，也可 以通過電阻相連。圖3-10屮給出了信號處理電路屮與傳感器不同的耦合方式下 的接地方法。(a)圖29(a)變壓器耦合(b)(c)ad521的輸入信號稱合方式(b)熱電網(wǎng)直接耦合(c)電容器耦合，通過電阻r為偏置電流提供回路過然熱電偶的每度所對應(yīng)的

41、熱電動(dòng)勢只有幾十微伏，對于電路技術(shù)和微電 子技術(shù)發(fā)展到今天，檢測幾十微伏的電壓信號的電路還是相當(dāng)多的。設(shè)計(jì)這樣的 放大器是不太閑難的，但是在設(shè)計(jì)電路時(shí)，還必須小心的選用有關(guān)元器件。圖3-11是k型熱電偶的放人電路和元件。ad521測量放人器。假設(shè)該電路實(shí)現(xiàn)0800°c所對應(yīng)電勢的放大，根據(jù)表2-4所示的k型熱電偶的溫差電勢，在0°c時(shí)，溫差電勢ov, 80ctc時(shí)對應(yīng)的溫差電勢為33.277mv。 如果要求該放大電路對于0800°c的溫差電勢，為配合之后的a/d轉(zhuǎn)換器的輸 入電壓，在放大器as521的輸出端輸出02000mv，那么，運(yùn)算放大器的增益應(yīng) 為60.1倍

42、。該增益只耍調(diào)整rg就能達(dá)到，所以元件參數(shù)選為：rg=15kq型溫度k(mv)j(mv)e(mv)t(mv)-20()-5.891-7.890-8.824-5.603-100+ 3.553-4.632-5.237-3.37800000+ 100+4.095+ 5.268+ 6.317+4.277+ 200+ 8.137+ 10.777+ 13.419+ 9.286+ 30()+ 12.207+ 16.325+21.033+ 14.860+400+ 16.395+ 21.846+28.943+20.869+500+20.640+ 27.388+ 36.999+ 600+24.902+ 33.09

43、6+45.085+700+ 29.128+ 39.130+53.110+ 800+ 33.277+45.498+61.022+900+ 37.325+ 51.875+68.783+ 1000+41.269+ 57.942+76.358+ 1100+45.108+ 63.777+ 1200+48.828+69.536+ 1300+ 52.398零點(diǎn)漂移可描述為：輸入電壓為零，輸出電壓偏離零值的變化。它又被簡稱 為：零漂零點(diǎn)漂移是怎樣形成的：運(yùn)算放大器均是采用直接耦合的方式，我們知道直 接耦合式放大電路的各級的q點(diǎn)是相互影響的，由于各級的放大作用，第一級的 微弱變化，會使輸出級產(chǎn)生很大的變化。當(dāng)輸

44、入短路時(shí)(由于一些原因使輸入級 的q點(diǎn)發(fā)生微弱變化現(xiàn)象：溫度)，輸出將隨吋間緩慢變化，這樣就形成了零點(diǎn) 漂移。產(chǎn)生零漂的原因是：品體三極管的參數(shù)受溫度的影響。解決零漂最宥效的措 施是：采用差動(dòng)電路3.3.4 a/d轉(zhuǎn)換器及其電路a/d轉(zhuǎn)換器的工作過程框模數(shù)轉(zhuǎn)換器是連接模擬和數(shù)字世界的一個(gè)重耍接口。a/d轉(zhuǎn)換器將現(xiàn)實(shí)世界 的模擬信號變換成數(shù)字位流以進(jìn)行處理、傳輸及其他操作。a/d轉(zhuǎn)換器的選擇 是至關(guān)重要的。所選擇的a/d轉(zhuǎn)換器應(yīng)能確保模擬信號在數(shù)字位流屮被準(zhǔn)確地表 示，并提供一個(gè)具有任何必需的數(shù)字信號處理功能的平滑接口，這一點(diǎn)很重要。 目前的高速a/d轉(zhuǎn)換器已被極用于各種儀表、成像以及通信領(lǐng)域中

45、。對用戶而言, 所有這些應(yīng)用都有著相似的耍求，即以較低的價(jià)格實(shí)現(xiàn)更高的性能。速度與分辨率的關(guān)系目前的高速a/d最初是按速度和分辨率進(jìn)行分類的。轉(zhuǎn)換器的速度是指八/d 能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)換的取樣速率或每秒的取樣數(shù)量。對于高速a/d來說，速度以百萬取 樣每秒(msps)為計(jì)量單位。分辨率是指轉(zhuǎn)換器能夠復(fù)制的位數(shù)精度：分辨率越高，則結(jié)果越精確。分辨 率以位來計(jì)量。目前市場上的高速a/d的分辨率為816位，速度為24gsps。 逨度和分辨率始終是一對矛盾。分辨率的增加通常會導(dǎo)致可實(shí)現(xiàn)速度的降低。用于解決速度和分辨率這一對矛盾的轉(zhuǎn)換器：目前己有16位20 msps、10 位300 msps和8位lgsps的a/

46、d。高速a/d的常用架構(gòu)有閃存型(flash)、半 閃存型(semi-flash)、sar型和流水線型四種。a/d轉(zhuǎn)換器的選擇及連接5g14433是我w制造的31/2位模/數(shù)變換器，是目前市場上廣泛流行的最典 型的雙積分模/數(shù)變換器。該芯片具宥抗干擾性能好、轉(zhuǎn)換精度高、cl動(dòng)校零、 0動(dòng)極性輸fp,、q動(dòng)量程控制信號輸出、外接元件少、價(jià)格便宜等特點(diǎn)。因此廣 泛應(yīng)用在低速微控制器應(yīng)用系統(tǒng)，智能儀表和數(shù)字三用表等領(lǐng)域。5g14433與國 外型號mc14433兼容。1. 主要功能cmos集成電路、具冇自動(dòng)調(diào)零和極性轉(zhuǎn)換功能、能輸出過量程和欠量程信號、 具有bcd碼輸出、可供打印記錄、外圍元件少、雙電

47、源供電、內(nèi)含時(shí)鐘發(fā)生器、 雙積分變換技術(shù)、功耗低：8mw,輸入阻抗高：108q,轉(zhuǎn)換速度低：3次/s10 次/s、轉(zhuǎn)挽準(zhǔn)確度高：0.05%±1個(gè)字、分辨率：11位。2. 5g14433的結(jié)構(gòu)和引腳如圖所示為引腳圖，下表為引腳功能表。1、24v jj jjvagvr223q3vx322q2r143 u21q1r1/c15 14433 20q0cl619ds1co1718ds2co2817ds3du今16 ds4clki1015 rcukd 1114|e匚vee 1213vss引腳圖引腳符號功能1vag被測電壓vx和參考屯壓vr的模擬接地端2vr外接參考電壓端（+2v或+200mv）3v

48、x被測電壓輸入端4, 5,6rl, r/cl,cl外接積分電肌k1和積分a容c1元件端。外接元件典型值： 當(dāng)量程為2v吋，cl=0. lue, rl=470kq ;當(dāng)量程為200mv吋， cl=0. luf, r=27 kq7,8c01, c02外接失調(diào)補(bǔ)償電容co端。co典型值為0. luf9du數(shù)據(jù)顯示控制端。當(dāng)du和eoc連接吋，毎次a/d轉(zhuǎn)換結(jié) 果都輸出10, 11clki, clko時(shí)鐘震蕩器外接電阻rc端。rc的典型值為470 kq,時(shí) 鐘頻率隨rc增加而下降12vee模擬負(fù)電源。典型位為-5v13vss數(shù)字地，除clko端外所冇輸出端的低電平菽準(zhǔn)。當(dāng)vss 與vag相連時(shí)，輸出電

49、壓幅度為vagvdd （0v+5v）;當(dāng) vss與vee相連吋，輸出電壓幅度為veevddc-5v+10v）。 實(shí)際應(yīng)川時(shí)一般足vss與vag相連14e0c轉(zhuǎn)換結(jié)束控制端（輸出）。每當(dāng)一個(gè)a/d轉(zhuǎn)換周期結(jié)束，eoc端輸出一個(gè)寬度為吋鐘周期1/2寬度的正脈沖15or過量積標(biāo)志輸出端。平吋為高電平。當(dāng)vxvr吋（被測電 壓輸入絕對值人于參考電壓），0r端輸出低電平19 16dspdsd多路選通脈沖輸岀端。ds1對應(yīng)千位，ds4對應(yīng)個(gè)位。每 個(gè)選脈沖寬度為18個(gè)時(shí)鐘周期，兩個(gè)相鄰脈沖之間間隔 為2個(gè)吋鐘周期20 23q0q3bcd碼數(shù)據(jù)輸出線，其屮（30為最低位，q3為最高位。當(dāng) ds2、ds3和d

50、s4選通期間，輸出三位完整的bcd碼，即 09十個(gè)數(shù)字屮任何一個(gè)都可以。侃在ds1選通期間,q0q3 除了表示千位的0或1外，還表示了轉(zhuǎn)換值的正負(fù)極性和 欠量程還是過fi程24vdd正電源端。典型值為+5v引腳功能表5g14433功能框圖q0"q3ds1、ds4duedc實(shí)吋顯示轉(zhuǎn)換煳期r1 r1/匚1 匚1c01c02vk基準(zhǔn)電壓 vag模擬地 vx被測電壓5g14433功能閣3. 極限參數(shù)電源電壓：-0.8v+18v;任意端輸入電壓：-0.5v（vdd+0.5v）； 任何端最大允許電流：10ma;存儲溫度：-65°c+150°c。5.推薦工作狀態(tài)參數(shù)名稱符號最

51、小位典型位最人位單位電源電壓vdd-5+5v模擬輸入電壓vx-2+2v電源電流tdd-2+2ma時(shí)鐘頻率flck60khz工作溫度ta-40+85°c參考電壓vr0. 22.0v6.應(yīng)用信息5g14433的外部連接電路盡管5g14433外部連接元件很少，但為使其工作于最佳狀態(tài)，也必須注意外部 電路的連接和外接元件的選擇，其實(shí)際連接電路如圖所示。為了提高電源抗干擾 的能力，正，負(fù)電源分別通過去耦電容0.047uf、.0.02uf與vss (vag)相連。 圖中du端和e0c端短接，以選擇連續(xù)轉(zhuǎn)換方式，使每一次轉(zhuǎn)換的結(jié)果都輸出。vto ducik7 <xki?1p1 2 34 一6

52、? ifickoooa 050 /clddvd3 寸05 e « vsvevxceqfs3v470kq2cqlj300kq0|-23<3.必7 oda aoa oapppppppp8031p1.5|nt1外部連接電路當(dāng) c1=o. luf, vdd=5v, fclk=66khz 時(shí)，若 vxmax=+2v,則 rl=480k q ；若 vxmax=+200mv,貝ij r1=28kqo外接失調(diào)補(bǔ)償電容固定為0. luf。外接時(shí)鐘電阻 rc=470 kq 時(shí),flck義66khz;當(dāng) rc=200kq 時(shí)，flck=140khz。實(shí)際電路中一般 取 rc=300 k q。第四章單

53、片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展4. 1系統(tǒng)擴(kuò)展概述mcs51系列單片機(jī)的功能較強(qiáng)，從一定意義上說，一塊單片機(jī)就相當(dāng)于 一臺單片機(jī)的功能。這就使得在智能儀器、儀表、小型檢測及控制系統(tǒng)、家用電 器中川直接應(yīng)用單片機(jī)而不必再擴(kuò)展外圍芯片，使用極為方便。但對于一些較人 的應(yīng)用系統(tǒng)來說，平片機(jī)片內(nèi)所具有的功能將顯得不足，這吋就必須在片外連接一些外圍芯片。這些外圍芯片，既可能是存儲器芯片，也可能是輸入/輸出接uh-h li-心o1. 系統(tǒng)的擴(kuò)展一般有以下兒方面的內(nèi)容： 外部程序存儲器的擴(kuò)展； 外部數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展； 輸入/輸出接口的擴(kuò)展； 管理功能器件的擴(kuò)展（如定時(shí)/計(jì)數(shù)器、鍵盤/顯示器、屮斷優(yōu)先編碼等）。2. 系統(tǒng)擴(kuò)展

54、的基本方法： 使用ttl屮小規(guī)模集成電路進(jìn)行擴(kuò)展。這是一種常用的簡單擴(kuò)展方法。 根椐微機(jī)系統(tǒng)與總線相連應(yīng)符合“輸出鎖存、輸入三態(tài)”的原則，可以選用ttl 鎖存器作為輸出u,三態(tài)門作為輸入u。例如，可以采用74ls273、74ls373、 8282、8283等器件作為具有鎖存功能的輸出口。選用8282、8287、74ls244、 74ls245等器件作為三態(tài)輸入口。也可以采用d觸發(fā)器、rs觸發(fā)器作為外設(shè) 與cpu間通信的應(yīng)答聯(lián)絡(luò)控制電路。這種擴(kuò)展方法適用于較簡竽的擴(kuò)展系統(tǒng)。 采用intel mcs80/85微處理器外圍芯片來擴(kuò)展。由于intel公司在研制單 片機(jī)時(shí)使其m宥mcs80/85的總線標(biāo)

55、準(zhǔn)，從而可以用mcs80/85系列的外圍 芯片來擴(kuò)展mcs51單片機(jī)系統(tǒng)。 采用為mcs-48系列單片機(jī)設(shè)計(jì)的一些外圍芯片，其巾許多芯片可直接 與mcs51系列單片機(jī)選用。 采用與mcs-80/85外圍芯片兼容的其它一些通用標(biāo)準(zhǔn)芯片。溫度檢測 和信號放a電爐可控硅調(diào)功控溫a/d單片機(jī)系統(tǒng)03 8>存儲s鍵盤看門狗控溫報(bào)警復(fù)位電路光電嘀離過零檢測 lbd!示電源通訊接口單片機(jī)器控制系統(tǒng)的總體框圖4. 1.2常用擴(kuò)展器件簡介一、總線驅(qū)動(dòng)器74ls244總線驅(qū)動(dòng)器74ls244經(jīng)常用作三態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器，74ls244為單向三態(tài)數(shù)裾緩 沖器，血74ls244為雙向三態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器。單向的lal部冇8個(gè)三態(tài)驅(qū)動(dòng)器，分成