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可编程温度控制器

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作者:时间:2005-06-27来源:收藏
本文所述的可编程温度控制器工作是基于“开—关”技术。根据所提供参考温度,该温度控制器可以设置任意3位数参考温度和控制热处理槽的温度。从图1可见,电加热器加热槽中的液体,由数字比较器控制继电器R的触点R1开或关。标准的温度传感器(如包含在惠斯登桥中的热敏电阻,图中未标出)感测液体温度并产生温度测量范围所希望的0_10V模拟输出。来自传感器的模拟电压,通过12位ADC变成数字量并用来寻址4K*12 EPROM。EPROM具有对应于12位二进制到3半字节BCD变换的查表。从EPROM读出的3BCD半字节驱动BCD-7段译码器,以便在7段LED上生成对应于BCD的所感测温度的10进制数显示。
用12键的键盘手动设置参考温度。来自键盘的数据送到3个锁存器并经译码器译码,在另一组3个LED上显示参考温度。因此,可以同时看到参考温度和当前液体的温度。
由于EPROM总是使能的,所以ADC寻址的当前温度数据是有效的。
因此,有对应于当前温度的12位3个BCD字。为了在开—关电平产生迟滞,在当前温度和参考温度的最低有效位置增加一个附加位。增加“0”做为当前温度的额外位,来自比较器的位“L”用做参考数据的最低有效位。
当前温度和参考温度的两个数字字在13位数字比较器中进行比较。当前温度低于参考温度时,L输出将为“1”(高态),反之,L将为“O”。L位是硬连线做为参考数据字的最低有效位。在比较时,若L为“1”,则继电器电路得到“1”,使继电器R的R1触点闭合,接通电加热器的电源。L“1”也做为参考温度的最低有效位,以保持比较器电平稍微小于设置的参考温度(Tr+Dt,Tr为参考设置,Dt是对应于最低有效位的大小)。继电器应保持闭合状态直到当前温度达到高于参考电平(此后L将变成“0”)为止。L变为0,将使参考电平稍微小于所比较的早先的电平(Tr-Dt),而继电器关闭加热器,使温度下降。当前温度必须降到低于电平(Tr-Dt)使L重新为“1”,使加热器接通。因此,这种配置保持迟滞,可避免开关转换的振荡。表1给出典型的开关转换时序,典型温度设置参考为000010000011。
表1 典型的开关转换时序
当前数据字12位数据加1个0位
参考数据字12位数据加1个L位
温度状态
比较  温度
0000100000100
0000100000111
低    升高
0000100000110
0000100000111
低    升高
0000100001000
0000100000110
高    降低
0000100000110
0000100000110
高    降低
0000100000100
0000100000111
低    升高
0000100000110
0000100000111
低    升高
键盘电路示于图2。键盘包括12个去抖动键。按下10个数字键的任一个键将从标准译码器产生相应码(DCBA)。除10个数字键盘外,另外两个键用于支持3位数参考温度的设置。
2位二进制计数器(由B和A表示的两个JK触发器)用于提供选择码S1 S0,选择码用于锁存器选择当前BCD。Bn键用于输入过程的开始,设置单稳在适当周期(30秒)未完成输入过程。MSMV为三态控制器置位使能信号,此后编码器输出DCBA,而选择码S1S0对显示系统锁存器是有效的。这也置位计数器进入计数模式。此后,若按任一键(如“5”),则编码器输出DCBA将是0101,S1S0将是01。参照图1,该BCD将到锁存器和显示的最低数位。接着按键将输入到第2个锁存器,下一次按键锁存到最高数位。用这种方法完成参考数据的输入。
每个键都需要去抖动,标准去抖动电路示于图3。在控制器正在工作时,若需要改变参考温度,操作键盘内容如同设置新的参考温度。
两个DAC和一个模拟比较器可替代13位数字比较器。
图1  温度控制器电路图
图2  键盘电路
图3  键去抖动电路


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