毕业实习报毕业实习报告告题 目：CK-300M3 型高精度微电脑程序控制 仪姓 名：专 业：电子信息工程班级学号：同组人 ：指导教师：摘摘 要要CK-300M 型微电脑控温仪是采用微型计算机新技术而设计的一种温度自动控制机。这种控温仪采用测温电路、高精度低温漂移放大器、滤波电路、A/D 转换系统、反馈控制，具有开关量和模拟量输出。该系统以 PT100 铂热变电阻做传感器，精度高（0.2） ，控温范围宽（25152.5） 。该系统通过 16 个 LED 数码显示器，可实时显示程序运行段号，所以设定时间、目标温度以及运行时间、现场温度。该系统由 8031 作 CPU，还包括有 16 位 8 段 LED 数码管显示器，16 个键的键盘和11 个发光二极管的指示灯供用户操作和显示信息。采用十二路开关量输出，可实现加热、冷却、主泵、进水、排水、溢流、放压、入压、反转、正转、报警、结束等十二项功能的输出控制，且能完成自动反馈控制。关键词：关键词：微电脑控温仪、发光二极管、数码管显示器、传感器。目目 录录前言前言-1 第一章第一章 微电脑温控仪原理微电脑温控仪原理-21.1 工作原理及硬件结构图-21.2 功能电路图及原理分析-3第二章第二章 电路分析电路分析-5 2.1 A/D 与 D/A 电路-5第三章第三章 调试和排故调试和排故- 83.1 调试-83.2 故障的排除-8第三章第三章 毕业实习总结与体会毕业实习总结与体会-9参考文献参考文献-10附录附录 1 1 主板草图主板草图-11CK-300 型高精度微电脑程序控制器1前前 言言微电脑温度在现代工业、农业以及很多其他的领域中是一个重要的环境参数，因此对温度进行检测和控制尤为重要。CK-300M 系列高精度微电脑程序控制仪;控温范围:25150,精度0.2; 液位检测开关信号 2 路,泵接触信号 1 路;控温功能方式:开关量或模拟量,数字 PID 调节;具有电脑故障诊断程序。这种控温仪采用测温电路、高精度低温漂移放大器、滤波电路、A/D 转换系统、反馈控制，具有开关量和模拟量输出，模拟输出信号电流 420mA，本仪器在硬件和软件上采用多种抗干扰措施，因此，抗干扰能力特别强，在各种条件下都能正常工作，它现已被广泛应用与实际生产，发挥了巨大的经济效益。CK-300M 型微电脑控温仪具有体积小、重量轻等优点，且高精度微电脑程序控制仪是为纺织、印染行业开发研制的一种现代化工业自动化控制仪器。可广泛应用于纺织、印染、针织、漂染、色织等工业领域，并对提高染织物的染色质量、节约能源、降低消耗、加强企业管理、提高印染老设备自动化程序和减轻工人劳动强度等方面，均取得了良好的效果和经济效益。它提供了一个良好的人机界面，方便用户可以很好的控制以及查看当前状态的水温。CK-300 型高精度微电脑程序控制器2第一章第一章 微电脑温控仪原理微电脑温控仪原理一、工作原理及硬件结构框图一、工作原理及硬件结构框图微电脑温控仪由四部分组成分别为：键盘显示板、I/O 控制板、主板、电源板。 工作原理为：整块主板的起始处是前端温度传感器 PT100 与桥式回路构成采样电路，由温度变化导致 PT-100 的电阻值变化而在桥路中反映成电压的变化，此时产生的电压极其微弱，为了能使电阻的变化更明显的反映在电压上，因此将该微弱电压经过高精度载波运放 ICL7650 同相放大后再送入模数转换器 MC14433，其中 MC1403 为MC14433 提供稳定的 2V 基准电压，经 A/D 转换后由 8 位缓冲器 74LS244 扩展并行输入口送入 RAM6264，6264 的数据总线又与 8031 的 P0 口相连，而 8031 的 P0 口又与EPROM-2764、RAM-6264 的低 8 位地址线相连，则必须经过锁存器 74LS373 扩展并行输入口与它们相连。控制系统复位的是看门狗电路，它是在 8031 正常工作时，从 P1.2 脚输出脉冲，该脉冲经过滤波后给 CD4060 复位，使之重新计数；当 8031 死机时，P1.2 脚不再输出脉冲，CD4060 计数到一定数值就输出一个正脉冲使 T1 导通，74LS14 的 11 脚为低电平，经施密特反相器后成一高电平信号，从而达到系统复位的目的。另外 8031 的 P1.0 和 P1.1 脚作为串行通讯口与串行 EPROM-24C16 连接，对其进行读写操作用于存放工艺曲线。该系统用的是外部程序存储器，EPROM-2764 用于存放温控仪的程序，其中也包含了自诊断程序。RAM-6264 与 EPROM-2764 是一一对应连接的，高位地址 A8A12 与8031 的 P2.0P2.4 连接，8031 的高位地址 A13A15 与 74LS138 译码器相连作为各个部分的选通信号。DAC0832 与 UA741 等构成单缓冲式模拟量输出，由外接 24V 电源与控制对象进行控制。8031 的工作频率为 6MHZ，8031 的 P1 口作用如下：P1.0、P1.1 作为读写24C16；P1.4、P1.6 作为串行灯驱动控制；P1.5 打印机 BUSY 输入，P1.7 打印机 STB 输出。结构框图如下：CK-300 型高精度微电脑程序控制器3图 1.1 微电脑温控仪原理图温度升温原理如下：降温保温升温图 1.1 温度升温原理二、功能电路图及原理分析二、功能电路图及原理分析主板电路主要由看门狗电路、A/D 电路、程序存储电路、D/A 电路、电桥测量电路、复位电路、放大电路几部分组成。由电桥构成的测量电路将测量的信号通进放大电路的输入端将放大电路的输出端连接到 A/D 信号采样的输入端采集信号进入单片机处理，CK-300 型高精度微电脑程序控制器4按照前面板的按键将需要从事的改变通过计算机的软件处理将输出到 D/A 的输入端口将信号转化为模拟信号输出。主板组成有：8031、2764、74LS373、6264、74LS138、DAC0832、74LS244、MC14433、MC1403、ICL7605、CD4060 等芯片，主程序中不断进行 A/D 转化。原理图如下图所示：单片机A/DD/A程序存储电桥测量操作图 1.2 主板原理图看门狗电路一般有软件看门狗和硬件看门狗两种。软件看门狗不需外接硬件电路，但系统需要出让一个定时器资源，这在许多系统中很难办到，而且若系统软件运行不正常，可能导致看门狗系统也瘫痪，硬件看门狗是真正意义上的“程序运行监视器”，如计数型的看门狗电路通常由 555 多谐振荡器、计数器以及一些电阻、电容等组成，分立元件组成的系统电路较为复杂，运行不够可靠。对于 74LS373，当三态允许控制端 OE 为低电平时，O0-O7 为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当 OE 为高电平时，O0-O7 呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。当锁存允许端 LE 为高电平时，O 随数据 D 而变。当 LE 为低电平时，O 被锁存在已建立的数据电平。当 LE 端施密特触发器的输入滞后作用，使交流和直流噪声抗扰度被改善 400mV。CK-300 型高精度微电脑程序控制器5第二章第二章 电路分析电路分析一、一、A/DA/D 与与 D/AD/A 电路电路MC14433 是双积分式 A/D 转换器，其中集成了双积分式 A/D 转换器所有的 CMOS 模拟电路和数字电路。具有外接元件少，输入阻抗高，功耗低，电源电压范围宽，抗干扰能力强，精度高等优点，并且具有自动校零和自动极性转换功能，只要外接少量的阻容件即可构成一个完整的 A/D 转换器。图 2.1 A/D 电路图控制系统在运行时，通常都会遇到各种各样的现场干扰，抗干扰能力是衡量工控系统性能的一个重要指标看门狗(Watchdog)电路是自行监测系统运行的重要保证，几乎所有的工控系统都包含看门狗电路在 8096 系列单片机和增强型 8051 系列单片机中，该系统已经做在芯片内部，用户只要用软件开放它就可以，使用很方便但目CK-300 型高精度微电脑程序控制器6前工控系统仍在使用廉价的普通型 8051 系列单片机，则看门狗电路必须由用户自己建立。DAC0832 待转换的 8 位数字量由芯片的 8 位数据输入线 D0D7 输入，经 DAC0832转换后，通过 2 个电流输出端 IOUT1 和 IOUT2 输出，IOUT1 是逻辑电平为“1“的各位输出电流之和，IOUT2 是逻辑电平为“0“的各位输出电流之和。DAC0832 由 8 位输入寄存器、8 位 DAC 寄存器和 8 位 D/A 转换电路组成。输入寄存器和 DAC 寄存器作为双缓冲，因为在 CPU 数据线直接接到 DAC0832 的输入端时，数据在输入端保持的时间仅仅是在 CPU 执行输出指令的瞬间内，输入寄存器可用于保存此瞬间出现的数据。有时，微机控制系统要求同时输出多个模拟量参数，此时对应于每一种参数需要一片 DAC0832，每片 DAC0832 的转换时间相同，就可采用 DAC 寄存器对CPU 分时输入到输入寄存器的各参数在同一时刻开始锁存，进而同时产生各模拟信号。图 2.4 D/A 电路电路图控制信号 ILE 用来控制输入寄存器。控制信号和用来控制 8 位 A/D 转换器。当为低电平，输入负脉冲时，则在 LE 产生正脉冲；其中 LE 为高电平时，DAC 寄存器的输入与输出的状态一致，LE 负跳变，输入寄存器内容存入 DAC 寄存器。看门狗电路的定时时间长短可由具体应用程序的循