發(fā)射臺真空器件庫恒溫控制系統(tǒng)的設(shè)計
2.3 電源電路
根據(jù)系統(tǒng)中元器件的需求設(shè)計了輸出紋波小于5mV,輸出內(nèi)阻小于0.1 Ω的電源模塊。通過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓等環(huán)節(jié)設(shè)計出一個交流輸入5V,直流輸出5V和±12V的線性直流穩(wěn)壓電源。
2.4 溫度顯示電路
溫度顯示電路采用兩個3位共陽LED數(shù)碼管,數(shù)碼管以動態(tài)掃描方式分別顯示設(shè)置的目標(biāo)溫度值和現(xiàn)場采樣溫度值的十位數(shù)、個位數(shù)及小數(shù)點(diǎn)后一位數(shù)。LED數(shù)碼管的共陽極公共端分別由相應(yīng)的I/O口控制,其它所有相同字段管腳連在一起,共8段,由一個8位I/O口控制。單片機(jī)依次使能3位共陽極數(shù)碼管的位選擇端,按順序點(diǎn)亮3位數(shù)碼管的各位。由于人眼觀察時特有的“視覺暫存”效應(yīng),當(dāng)亮滅頻率達(dá)到一定程度時無法覺察數(shù)碼管明暗的變化,認(rèn)為3位數(shù)碼管各位始終點(diǎn)亮,即實(shí)現(xiàn)了3位數(shù)碼管的動態(tài)顯示。圖4是目標(biāo)溫度值顯示電路,用P2口作為數(shù)碼管的段控碼輸出,集成電路74LS244作為段碼輸出的驅(qū)動電路。P1.0~P1.2作為數(shù)碼管的位控碼輸出,用PNP型三極管做驅(qū)動,通過鍵盤輸入目標(biāo)溫度值,改變3位數(shù)碼管的數(shù)據(jù)顯示。系統(tǒng)默認(rèn)的目標(biāo)溫度上限值為:目標(biāo)溫度值+5℃,目標(biāo)溫度下限值為:目標(biāo)溫度值-5℃。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/159433.htm
現(xiàn)場采集的溫度顯示電路與目標(biāo)溫度顯示電路類似,用P3口作為數(shù)碼管的段控碼輸出,集成電路74LS244作為段碼輸出的驅(qū)動電路。 P1.5 ~P1.7作為數(shù)碼管的位控碼輸出,用PNP型三極管驅(qū)動,通過DS18B20采集的現(xiàn)場溫度信號,改變3位數(shù)碼管的數(shù)據(jù)顯示。
2.5 加熱設(shè)備
為了確保真空器件庫室內(nèi)溫度實(shí)現(xiàn)快速加熱、快速冷卻,滿足恒溫條件,系統(tǒng)選擇受控電加熱暖風(fēng)機(jī)作為加熱設(shè)備。需要加熱時,由于風(fēng)機(jī)的作用,把真空器件庫室內(nèi)待加熱的空氣送入加熱器,在高功率加熱器的作用下進(jìn)行加熱,加熱后的熱空氣經(jīng)暖風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口送回真空器件庫室內(nèi),如此反復(fù),達(dá)到加熱的目的。需要降溫時,高功率加熱器停止工作,靠風(fēng)機(jī)的作用加速真空器件庫室內(nèi)空氣循環(huán),實(shí)現(xiàn)降溫的目的。按每10m2安裝一臺受控電加熱暖風(fēng)機(jī),合理布置在真空器件庫室內(nèi),使暖風(fēng)機(jī)的風(fēng)均勻擴(kuò)散,以免真空器件庫室內(nèi)的溫度偏差過大。
2.6 溫控驅(qū)動電路
電路系統(tǒng)中的控制信號從AT89C52芯片中的P1端口輸出,但單片機(jī)I/O口的負(fù)載能力無法直接驅(qū)動加熱設(shè)備,必須通過中間驅(qū)動電路實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對加熱設(shè)備工作狀態(tài)的控制。實(shí)際應(yīng)用中,通常采用繼電器或交流接觸器間接驅(qū)動,但繼電器或交流接觸器具有機(jī)械接觸的缺點(diǎn),因而在很大程度上降低了控制系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性和可靠性。為了避免機(jī)械接觸開關(guān)的缺點(diǎn),本系統(tǒng)選用以可控硅為主體的完全光電隔離的中間驅(qū)動電路??煽毓栌酶綦x器實(shí)現(xiàn)了控制端與負(fù)載端的隔離,以小功率控制大功率,能在高電壓、大電流條件下工作,具有無機(jī)械接觸、體積小、便于安裝等優(yōu)點(diǎn),是理想的交流開關(guān)器件。加熱驅(qū)動電路如圖5所示。
當(dāng)現(xiàn)場采集溫度值低于設(shè)定的目標(biāo)溫度下限值時,單片機(jī)P1.3輸出高電平,通過限流保護(hù)電阻R4的雙向光電耦合器上電工作,雙向可控硅TRIAC柵極由R1、R2和雙向光電耦合器的信號觸發(fā)導(dǎo)通,加熱電路開始工作。當(dāng)單片機(jī)P1.3輸出低電平時,雙向光電耦合器截止,雙向可控硅TRIAC柵極無觸發(fā)信號被關(guān)斷,加熱電路停止工作。電路中的R3、C2組成阻容吸收單元,可減小可控硅關(guān)斷時加熱電路中感性元件所產(chǎn)生的自感電動勢對可控硅的過壓沖擊。R1、C1組成低通濾波單元,能降低雙向光電耦合器誤觸發(fā)對后續(xù)電路的影響。同時,雙向光電耦合器的使用徹底隔離了強(qiáng)弱電路,避免了加熱設(shè)備對單片機(jī)的干擾。
降溫驅(qū)動電路和加熱驅(qū)動電路相同,現(xiàn)場采集溫度值高于設(shè)定的目標(biāo)溫度上限值時,單片機(jī)P1.4輸出高電平,驅(qū)動降溫電路上電工作;單片機(jī)P1.4輸出低電平時,降溫電路斷電停止工作。
2.7 報警及指示燈電路
報警電路和指示燈電路如圖6所示,當(dāng)現(xiàn)場采集溫度值高于設(shè)置的目標(biāo)溫度上限值,或者低于設(shè)置的目標(biāo)溫度下限值時,單片機(jī)P3.4輸出高電平,越限報警電路的三極管Q2導(dǎo)通,蜂鳴器工作,發(fā)出連續(xù)不斷的滴答滴答報警。現(xiàn)場采集溫度保持在設(shè)置目標(biāo)溫度上下限范圍時,單片機(jī)P3.4輸出低電平,越限報警電路的三極管Q2關(guān)斷,蜂鳴器不工作。指示燈電路綠燈D0亮,單片機(jī)P3.1輸出高電平,表示現(xiàn)場采集溫度值在設(shè)置目標(biāo)溫度值上下限范圍內(nèi),系統(tǒng)運(yùn)行正常。若指示燈電路紅燈D1亮,單片機(jī)P3.2輸出低電平,表示現(xiàn)場采集的溫度值超過設(shè)置目標(biāo)溫度上限值,系統(tǒng)正在進(jìn)行降溫;若指示電路藍(lán)燈D2亮,單片機(jī)P3.3輸出低電平,表示現(xiàn)場采集溫度值低于設(shè)置目標(biāo)溫度下限值,系統(tǒng)正在進(jìn)行加熱。
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