毕业设计(论文):基于单片机的烘干炉温度自动检测系统的设计与(7)

2019-08-31 11:35

RESET:复位输入线。高电平有效。该引脚为高电平时,8279被复位,复位后的状态如下:

① 16个字符左边输入显示方式 ② 编码扫描键盘、双键锁定方式

CS:片选线,输入,低电平有效。CS?0时, 8279被选中,允许单片机对其进行读、写操作。CS?1,禁止对8279读、写。

A0 :A0=1时,CPU写入8279的字节是命令字。从8279读出的字节是状态字。A0=0时,写入或读出的字节均为数据。

RD WR: 读、写控制引脚。输入线,低电平有效。这两个来自单片机的控制信号,控

制单片机对8279的读出、写入操作。

IRQ:中断请求线,高电平有效。在键盘工作方式中,当键盘RAM(为先进先出方式)中存有按下键的数据时,IRQ为高电平时,向CPU提出中断申请。CPU每次从键盘RAM中读出1B数据时,IRQ 就变为低电平。如果键盘RAM 还有未读完的数据,IRQ将再次变为高电平,再次提出中断请求。

SL0~SL3: 扫描输出线。这4条输出线用来扫描键盘和显示器。它们可以编程设定为编码输出,即SL0~SL3外接4线—16线译码器,译码器输出16中取1的扫描信号,也可编程设定为译码输出,即由SL0~SL3直接输出4中取1的扫描信号。

RL0~RL7:输入线。它们是键盘矩阵的行信号输入线。

SHIFT:输入线,高电平有效,通常用作键盘上、下档功能的控制键。

该系统采用由8279联接的通用键盘显示模块,该模块含20个键,8位LED显示器。按键中一个是复位键,0-F为16个数字键,1个LAST键(读写上一个单元),1个NEXT键(读写下一

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个单元),1个EXEC(连续执行)键。在该烘干炉温度自动检测系统中将“A”键作为“启动”键,“B”键作为“停止”键,“C”键作为清除键,“D”键作为采样间隔设定键,“0”~“9”十个数字键用于输入采样间隔的设定值;用8位显示器的LED1,LED2,LED3,LED4,LED5作为该系统的显示器,实时显示温度值。8279键盘及显示电路图如下图所示:

图3-12 8279键盘及显示电路

3.7 稳压电源

作为一个系统的源动力,电源常常被认为是整个系统的心脏。测控系统所要处理的是电子信号,系统中流动的是各种信息(物理信息、控制信息等),系统的任务是以尽量低的损失传递和处理信息。电源系统所要处理的是电功率,系统的任务是以尽量低的损失将电功率传递到测控系统的各个不同部位,并使其转换为适当形式后用来驱动测控系统的各组成单元。电源系统和测控系统既相互联系又相互独立。电源系统的结构形式与测控系统的结构形式及要求密切相关,另一方面,电源本身也是一个完整的电子系统,有完整的理论体系和设计技术,因而形成了系统设计与电源设计相对独立的格局[10]。

对于一个具有不同电源要求的系统来说,通常有以下几个方案: (1)采用一个具有多路输出的隔离型DC/DC模块。 (2)采用多个不同的隔离型DC/DC模块获得多组电源。

(3)采用一个隔离型DC/DC获得系统主电源,然后由系统主电源利用多个非隔离DC/DC

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获得各种电源。

方案一实际是一个区域的集中式供电,同样存在着集中式供电的一些弱点,另外也很难获得满足系统实际需求的商品化多路输出DC/DC模块。方案二最为简单,只须根据系统要求购买合适的商品化模块,然后按照制造商的规定将其安装到系统中,不需要很多设计就可达到过压、过流保护、热管理等方面的系统要求。缺点是成本过高,原因是每个模块都具有独立的隔离变压器、反馈环路及其它一些相关元件。方案三可以获得最低的成本,由一个DC/DC转换器提供隔离及系统主电源,其它电源可以由主电源采用廉价的拓扑变换获得。一般来讲,除主电源之外的其它辅助电源功率相对较低,且多数不需要和主电源隔离,因此实现起来比较容易,成本低廉,使系统成本得以优化。

由于本仪器需要随工件放置在烘炉内,故只能采用电池的供电模式。这就存在两个重要问题:首先是随着电池放电,其端电压会明显降低;其次是电池具有一定内阻,而且随着放电内阻逐渐增大,在负载发生变化时造成输出电压的变化。为保证系统稳定、可靠地工作,需要一个稳定的电源电压。本系统属于小型的低功耗系统数据采集系统,电池经过电路变换以后,完全能满足系统需求。需要+5V供给数字处理和通信接口,±12V供给模拟电路、A/D转换器及运放,故用电池直接供电无法满足要求。考虑到本系统的需求,对比以上几种方案,本系统采用方案三。本系统需要+5V及±12V的不同电压及不同极性的电源,故采用美信公司生产的电源专用芯片MAX742及MAX608为核心芯片构成的稳压电源,其原理图见图3-13所示。MAX742是美信公司生产的一种DC-DC双极性输出的电荷泵稳压芯片,它提供了 一个极为简单廉价的解决方案。将一个升压型和一个反压型DC/DC转换器集成于同一芯片,能在输入电压动态范围较大时,为单片机系统提供稳定的直流供电。MAX742引脚功能描述如表3-5所示。主要特性如下:

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(1)负载电流可达士2A

(2) 4. 2V ~l0V的输入电压范围

(3)逻辑电路控制从±15V到±12V的转换

(4) 90﹪的工作效率

图3-13 电源模块原理图

(5)带有最大负载时,有±4﹪输出误差 (6)低噪音,电流模式反馈 (7) 100KHz或200KHz频率操作[11]

MAX608是PFM(脉冲频率调制)升压DC-DC转换器。具有以下特性:

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(1) 1. 8V~16. 5V的输入电压范围

(2)对30mA~1. 5A的负载电流都具有85%的效率 (3)输出功率可达l0W (4)最大I 10uA的源电流 (5)最大5uA的关断电流

(6)预置5V的输出电压或可调的电压输出(范围为3V至16. 5V) (7)可达300kHz的开关频率

表3-5 MAX742管脚分配表

管脚号 名称 功 能 1 2 3 4 5 5 6 7 8 9 10 10 12 FB+ CC+ AGND AV+ 100/200 12/15 VREF SS CC- FB- CSL- CSH- 升压反馈输入,接输出脚以获得最佳稳压效果 升压输出补偿电容 模拟地 模拟电源电压输入(+5V) 选择晶振频率,接地为200KHz,接AV+为100 KHz 选择输出电压,接地为±15V,接AV+为±12V 基准电压输出(+2V),强迫GND或V+使芯片停止工作 软启动定时电容 反压补偿电容 反压反馈输入 低电流读出(反极性部分) 高电流读出(反极性部分) 35


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