1 / 41

单片机应用技术

单片机应用技术. 项目三 智能温控装置. 第 1 讲 温度检测子项目. 《 单片机应用技术 》 精品课程组. 湖北职业技术学院机电工程系. 1 A/D 转换器的基本知识. 2.D/A 转换器的基本知识. 3. 智能温度测控装置的基本知识. 4. 温度检测子项目. 5. 温度控制子项目. 单片机应用技术. 本讲主要内容. 单片机应用技术. 引言. AT8051 控制单片机. A/D 转换器 0809. D/A 转换器 DAC0832. 变换放大. 输出控制驱动装置. 测量预处理. 外部电源. 执行机构电路. 热电偶.

thom
Télécharger la présentation

单片机应用技术

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. 单片机应用技术 项目三 智能温控装置 第1讲温度检测子项目 《单片机应用技术》精品课程组 湖北职业技术学院机电工程系

  2. 1 A/D转换器的基本知识 2.D/A转换器的基本知识 3.智能温度测控装置的基本知识 4. 温度检测子项目 5. 温度控制子项目 单片机应用技术 本讲主要内容

  3. 单片机应用技术 引言

  4. AT8051 控制单片机 A/D转换器 0809 D/A转换器DAC0832 变换放大 输出控制驱动装置 测量预处理 外部电源 执行机构电路 热电偶 单片机应用技术 模数(A/D)转换器:把模拟量转换成数字量的器件 数模(D/A)转换器:把数字量转换成模拟量的器件

  5. A/D转换器用以实现模拟量向数字量的转换。 按转换原理可分为 4 种: 计数式、 双积分式、逐次逼近式以及并行式A/D转换器。 逐次逼近式A/D转换器是一种速度较快, 精度较高的转换器, 其转换时间大约在几微秒到几百微秒之间。常用的这种芯片有: • (1) ADC0801~ADC0805型 8 位MOS型A/D转换器;(2) ADC0808/0809 型 8 位MOS型A/D转换器; (3) ADC0816/0817 型 8 位MOS型A/D转换器; 单片机应用技术 1 A/D转换器的基本知识 1.1 概述

  6. 单片机应用技术 逐次逼近式A/D转换器基本原理

  7. 单片机应用技术 1.2 A/D转换器的主要技术指标 1.分辨率 使输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量。常用二进制的位数表示。 例如:12位ADC的分辨率就是12位,一个10V满刻度 的12位ADC能分辨输入电压的最小变化是: 10V×1/212=2.4mV

  8. 单片机应用技术 1.2 A/D转换器的主要技术指标 2.量化误差 ADC把模拟量变为数字量,用数字量近似表示模拟量,这个过程称为量化。量化误差是ADC的有限位数对模拟量进行量化而引起的误差。

  9. 3.偏移误差 4.满刻度误差 5.线性度:线性度有时又称为非线性度,指转换器实际的转换特性与理想直线的最大偏差。 6.绝对精度 7.转换速率:指ADC能够重复进行数据转换的速度,即每秒转换的次数。而完成一次A/D转换所需的时间,则是转换速率的倒数。 单片机应用技术

  10. 8 位A/D 转换器(分辨率8 位) 输入模拟电压0~5V,对应AD转换值00H~FFH 允许对8 路输入模拟电压分时进行AD转换 每路AD转换完成时间约100微秒 工作频率为500KHZ,输出与TTL电平兼容 单片机应用技术 1.3 典型A/D转换器芯片ADC0809 简介 ADC0809:

  11. 单片机应用技术 ADC0809的内部结构

  12. 单片机应用技术 ADC0809引脚图

  13. 单片机应用技术 地址码与输入通道的对应关系

  14. 单片机应用技术 ADC0809与单片机的中断方式 接口电路

  15. 单片机应用技术 这里将ADC0809 作为一个外部扩展的并行I/O口, 直接由8051的P2.0和WR脉冲进行启动。因而其端口地址为 0FEFFH。用中断方式读取转换结果的数字量, 模拟量输入通道选择端ADD A、ADD B、ADD C分别与8051的P0.0、 P0.1、P0.2 直接相连, CLK由 8051 的ALE提供。其读取通道 0 转换后的数字量程序段如下: ORG 1000H  INADC: SETB IT1 ; INT1设为边沿触发 SETB EA ; 开中断INT1 SETB EX1

  16. 单片机应用技术 • MOV DPTR, #0FEFFH ; 端口地址送DPTR • MOV A, #00H ; 选择 0 通道输入 • MOVX @DPTR, A ; 启动输入 • … • ORG 0013H • AJMP PINT1  • PINT1: … • MOV DPTR, #0FEFFH ; 端口地址送DPTR • MOVX A, @DPTR ; 读取IN0 的转换结果 • MOV 50H, A ; 存入 50H单元 • MOV A, #00H • MOVX @DPTR, A ; 启动A/D, IN0 通道输入并转换 • RETI ; 返回

  17. 单片机应用技术 2. D/A转换器的基本知识 2.1 D/A转换器的性能指标 (1) 分辨率。是D/A转换器对输入量变化敏感程度的描述, 与输入数字量的位数有关。如果数字量的位数为n, 则D/A转换器的分辨率为 2-n。  (2) 建立时间。描述 D/A转换速度的一个参数, 具体是指从输入数字量变化到输出达到终值误差±1/2LSB(最低有效位)时所需的时间。通常以建立时间来表明转换速度。 (3) 接口形式。 D/A转换器有两类: 一类不带锁存器, 另一类则带锁存器。

  18. 单片机应用技术 T型电阻网络D/A转换器的基本原理

  19. 单片机应用技术 DAC0832内部结构框图

  20. 单片机应用技术 DAC0832外部引脚分布图

  21. 单片机应用技术 单极性输出电压电路 Rfb=R Iout1 Iout2 例如:

  22. 单片机应用技术 双极性输出电压电路 Rfb=R Iout1 Iout2

  23. 单片机应用技术 2.2 DAC0832与MCS - 51 的接口及应用 1) 单缓冲方式 DAC0832单缓冲方式接口电路

  24. 单片机应用技术 执行下面的几条指令就能完成一次D/A转换: MOV DPTR, #7FFFH ; 指向DAC0832  MOV A, #DATA ; 数字量装入A MOVX @DPTR, A ; 完成一次D/A输入与转换

  25. 单片机应用技术 2) 双缓冲方式 DAC0832双缓冲方式接口电路

  26. 单片机应用技术 MOV DPTR, #0DFFFH ; 指向DAC0832(1) MOV A, #data1 ; data1送入DAC0832(1)中锁存 MOVX @ DPTR, A ;  MOV DPTR, #0BFFFH ; 指向DAC0832(2) MOV A, #data2 ; data2送入DAC0832(2)中锁存 MOVX @DPTR, A MOV DPTR, #7FFFH ; 给0832(1)和(2)提供WR信号 MOVX @DPTR, A ; 同时完成D/A转换输出

  27. 单片机应用技术 DAC0832的简单应用实例 要求:编程实现从Vout端输出一个幅值为5V,频率 f=1KHZ的反向锯齿波电压

  28. 单片机应用技术 START: MOV A, #00H ;  MOV DPTR, #8000H ; 0832 的地址送DPTR LOOP: MOVX @DPTR, A ; 送数据至 0832 CALL DELAY ; 1 ms延时 INC A ; SJMP L00P DELAY: MOV R2, #250 HERE: DJNZ R2, HERE

  29. 单片机基本系统 信号放大 A/D 传感器 键盘显示 微型打印机 电炉 功率放大 单片机应用技术 3.智能温度测控装置的基本知识

  30. 单片机应用技术 4. 温度检测子项目 温度检测子项目:即单片机应用系统的输入通道 输入通道的设计包括以下几个内容: A 传感器选择 B 信号转化与放大电路 C A/D转化器

  31. 单片机应用技术 A 传感器选择 • 采用AD590: 美国analog devices公司生产的二端式集成温度-电流传感器.它的测温范围为-50~+150°C,满刻度误差范围为0.3 °C,完全适用于本例对水温测量的要求.

  32. 单片机应用技术 B 信号转化与放大电路 • 系统前向通道图中三端稳压器AD581提供10v标准电压,它与运算放大器OP-07和电阻r1,vr1,r2,vr2组成信号转换与放大电路,将35 ~95 °C温度转换成0~5v的电压信号.

  33. 单片机应用技术 C A/D转换器 • 由于前向通道总误差为0.83%,系统对信号采集的速度要求不高,故可以采用价格低廉的8位逐次逼近型A/D转化器ADC0804.

  34. 单片机应用技术 输入通道硬件电路图

  35. 单片机应用技术 输入通道硬件电路的设计与制作 • 1. 放大器电阻的计算: 按照测量范围要求,信号转化与放大电路应将35~95 °C温度转换成0~5v的电压信号,查手册计算得到 R1=30kΩ, VR1=5kΩ; R2=81k Ω, VR2=5kΩ.

  36. 单片机应用技术 输入通道硬件电路的设计与制作 • 2.A/D转换器时钟电路参数计算: ADC0804片内有时钟电路,其振荡频率可按下式估算: fCLK=1/1.1RC 其中R=10k Ω,C=150pF. 此时,A/D转化时间约为103~114us.

  37. 单片机应用技术 输入通道硬件电路的设计与制作 • 3.硬件电路制作: 硬件电路的制作包括印刷电路板制作,焊接和系统连接几个方面.印刷电路板的设计一般在计算机上利用protel,orcad等软件进行设计,设计完的pcb文件交由厂家制作,经焊接和系统连接完成.

  38. 为了实现水温的PID控制,功率放大电路的输出必须连续可调,以调整电炉的加热功率为了实现水温的PID控制,功率放大电路的输出必须连续可调,以调整电炉的加热功率 通过改变输入电炉的电压平均值,以改变电炉的输入功率。 通过改变输入电炉的电压平均值的方法:本例采用脉宽调制输出控制法 这样可以节省DA转换器和可控硅移项触发电路,大大简化了系统硬件 单片机应用技术 5. 温度控制子项目 温度控制子项目:即输出通道的设计

  39. 单片机应用技术 输出通道硬件电路图

  40. 单片机应用技术 双向可控硅选择: 由于负载是1kW的电炉,因此,为满足应用要求并适当留有余地,双向可控硅可选用BTA12-600,该器件可承受的最大反向电压为600v,最大工作电流为12A.

  41. 单片机应用技术 6 .人机通道

More Related