发射台真空器件库恒温控制系统的设计

现场采集的温度显示电路与目标温度显示电路类似，用P3口作为数码管的段控码输出，集成电路74LS244作为段码输出的驱动电路。 P1．5 ～P1．7作为数码管的位控码输出，用PNP型三极管驱动，通过DS18B20采集的现场温度信号，改变3位数码管的数据显示。
2．5 加热设备
为了确保真空器件库室内温度实现快速加热、快速冷却，满足恒温条件，系统选择受控电加热暖风机作为加热设备。需要加热时，由于风机的作用，把真空器件库室内待加热的空气送入加热器，在高功率加热器的作用下进行加热，加热后的热空气经暖风机的出风口送回真空器件库室内，如此反复，达到加热的目的。需要降温时，高功率加热器停止工作，靠风机的作用加速真空器件库室内空气循环，实现降温的目的。按每10m2安装一台受控电加热暖风机，合理布置在真空器件库室内，使暖风机的风均匀扩散，以免真空器件库室内的温度偏差过大。
2．6 温控驱动电路
电路系统中的控制信号从AT89C52芯片中的P1端口输出，但单片机I／O口的负载能力无法直接驱动加热设备，必须通过中间驱动电路实现单片机对加热设备工作状态的控制。实际应用中，通常采用继电器或交流接触器间接驱动，但继电器或交流接触器具有机械接触的缺点，因而在很大程度上降低了控制系统整体的稳定性和可靠性。为了避免机械接触开关的缺点，本系统选用以可控硅为主体的完全光电隔离的中间驱动电路。可控硅用隔离器实现了控制端与负载端的隔离，以小功率控制大功率，能在高电压、大电流条件下工作，具有无机械接触、体积小、便于安装等优点，是理想的交流开关器件。加热驱动电路如图5所示。

当现场采集温度值低于设定的目标温度下限值时，单片机P1．3输出高电平，通过限流保护电阻R4的双向光电耦合器上电工作，双向可控硅TRIAC栅极由R1、R2和双向光电耦合器的信号触发导通，加热电路开始工作。当单片机P1．3输出低电平时，双向光电耦合器截止，双向可控硅TRIAC栅极无触发信号被关断，加热电路停止工作。电路中的R3、C2组成阻容吸收单元，可减小可控硅关断时加热电路中感性元件所产生的自感电动势对可控硅的过压冲击。R1、C1组成低通滤波单元，能降低双向光电耦合器误触发对后续电路的影响。同时，双向光电耦合器的使用彻底隔离了强弱电路，避免了加热设备对单片机的干扰。
降温驱动电路和加热驱动电路相同，现场采集温度值高于设定的目标温度上限值时，单片机P1．4输出高电平，驱动降温电路上电工作；单片机P1．4输出低电平时，降温电路断电停止工作。
2．7 报警及指示灯电路
报警电路和指示灯电路如图6所示，当现场采集温度值高于设置的目标温度上限值，或者低于设置的目标温度下限值时，单片机P3．4输出高电平，越限报警电路的三极管Q2导通，蜂鸣器工作，发出连续不断的滴答滴答报警。现场采集温度保持在设置目标温度上下限范围时，单片机P3．4输出低电平，越限报警电路的三极管Q2关断，蜂鸣器不工作。指示灯电路绿灯D0亮，单片机P3．1输出高电平，表示现场采集温度值在设置目标温度值上下限范围内，系统运行正常。若指示灯电路红灯D1亮，单片机P3．2输出低电平，表示现场采集的温度值超过设置目标温度上限值，系统正在进行降温；若指示电路蓝灯D2亮，单片机P3．3输出低电平，表示现场采集温度值低于设置目标温度下限值，系统正在进行加热。