圖5、控制面板的電路的原理圖
zlg7289具有SPI串行接口功能的可同時驅動8位共陰極數(shù)碼管(或64只獨立LED)的智能顯示驅動芯片,無須外圍元件可直接驅動八位LED數(shù)碼管并可同時連接多達64鍵盤的鍵盤矩陣,單片即可完成LED顯示及按鍵的擴展。zlg7289內(nèi)部含有譯碼器,可直接接受BCD碼或16進制碼,并同時具有2種譯碼方式,此外,還具有多種控制指令,如消隱、閃爍、左移、右移、段尋址等。本系統(tǒng)用了兩排4位數(shù)碼管,數(shù)碼管用的是動態(tài)顯示的。根據(jù)zlg7289的要求,數(shù)碼管選用共陰極的,Zlg7289的18腳~25腳接數(shù)碼管的位驅動端,10腳~17腳接數(shù)碼管的段驅動端,通過數(shù)據(jù)線和時鐘線可以把要顯示內(nèi)容送入7289。本電路只設計了四個按鍵,當有鍵按下時,KEY引腳電平發(fā)生變化通知CPU通過數(shù)據(jù)線和時鐘線讀取鍵值。
5、報警電路及信號輸出電路
報警有兩種：上限報警和下限報警,兩個報警繼電器分別通過PNP驅動三極管接在單片機的P0.5和P0.7,低電平有效。軟件設計當四路信號及平均值超過各自所定的上限時,繼電器就發(fā)出報警,同時在控制面板的上排數(shù)碼管的最后一位顯示H字樣;同樣,當四路信號及平均值低于設定的下限時,繼電器也報警,并在同一個位置顯示L字樣。
模擬輸出部分的電路圖如圖6所示。單片機根據(jù)設定參數(shù)選擇把溫度平均值或溫度最高那一測量點信號送到十位D/A芯片7520,配合LM741放大器得到電壓輸出;最后經(jīng)再經(jīng)過一個LM741構成的V/I轉換電路,得到模擬電流4-20mA及1-5V電壓形式輸出。
圖6輸出電路原理圖
6、開關電源電路
本變送器采用DDZ-Ⅲ型的電動單元組合儀表24V直流電源,這種供電方式的優(yōu)點是各單元省掉了電源電壓器,沒有工頻電源進入單元儀表,既解決了儀表發(fā)熱問題,也為儀表的防爆提供了有利條件。由于內(nèi)部需要±5V,所以該系統(tǒng)采用了DC/DC開關電源,生成5V和-5V電壓。電源部分電路如圖7。
圖7、電源電路圖
電源電路采用的MC34063是一種集成了DC-DC變換主要功能電路的芯片,它能被設計完成升（降）壓和極性變換的功能,而且所需外接元件少。外輸入24V電壓,經(jīng)過MC34063電壓可以轉換為+5V,而后,該電壓又經(jīng)過ICL7660變成-5V電壓。24V電壓可以同時供內(nèi)部4-20mA輸出電路使用。電路工作時5V最大電流0.4安培,-5v最大電流0.02安培。
三.軟件設計及調試
軟件設計主要有主程序,ICL7135A/D轉換程序,BCD碼轉換程序,運算比較程序,讀寫24C02子程序,查表程序,功能鍵子程序等功能模塊。主程序流程圖如圖8所示。
主程序主要包括兩大分支,一個是編程狀態(tài),一個是運行狀態(tài)。
單片機首先進行初始化,程序的初始狀態(tài)設置為運行狀態(tài),除剛通電進入運行狀態(tài)外,以后程序須判斷狀態(tài)標志位,根據(jù)判斷結果程序進入編程或運行狀態(tài)。在運行狀態(tài)下無法對各參數(shù)進行編輯,只能從24C02讀出各種運行工作參數(shù),巡回測量輸入信號,最后通過零點滿度自校正處理,冷端補償計算,查表處理得出各測量點溫度值。在該狀態(tài)下可通過←鍵選擇顯示測量、報警、故障信息等各種運行參數(shù)。在編輯參數(shù)的狀態(tài)下系統(tǒng)不進行測量,剛進入編程狀態(tài)時要求輸入編程充許密碼,在輸入密碼正確的前提下,可以通過←鍵選擇各設定各參數(shù),并可通過↑↓按鍵修改,存入24C02中,停止按鍵操作5分鐘后不管是否按狀態(tài)鍵均自動轉入運行狀態(tài)。
單片機在運行狀態(tài)時,上面四位數(shù)碼管顯示回路號（最合二位顯示報警及故障信息）,下面四位數(shù)碼管分別顯示對應數(shù)據(jù),可通過K4鍵來切換顯示不同的回路及其參數(shù)。其中回路號1-4表示不同的四路信號,平均值在第五路顯示。比較后其中最大的一路及四路平均值可以通過參數(shù)的設定選擇以4-20mA形式變送輸出。軟件確定4051與AT89C52相連四路信號選擇電平,選擇的模入信號經(jīng)程控4051和運放放大后,進入ICL7135進行A/D轉換,由電壓信號轉化為BCD碼（由萬位到個位,五位地址輸出）。利用轉換子程序把BCD碼轉換為十六進制數(shù),最后進行各種數(shù)據(jù)處理得出溫度值,求出最大值及平均值,并進行報警及信號故障判別處理。
參考文獻
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