基于溫度測量處理變送器的設計

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，繼電器就發出報警，同時在控制面板的上排數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。單片機根據設定參數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；最后經再經過一個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。

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，既解決了儀表發熱問題，也為儀表的防爆提供了有利條件。由于內部需要±5V，所以該系統采用了DC/DC開關電源，生成5V和-5V電壓。電源部分電路如圖7。

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，經過MC34063電壓可以轉換為+5V，而后，該電壓又經過ICL7660變成-5V電壓。24V電壓可以同時供內部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，一個是運行狀態。

單片機首先進行初始化，程序的初始狀態設置為運行狀態,除剛通電進入運行狀態外，以后程序須判斷狀態標志位，根據判斷結果程序進入編程或運行狀態。在運行狀態下無法對各參數進行編輯，只能從24C02讀出各種運行工作參數，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。在該狀態下可通過←鍵選擇顯示測量、報警、故障信息等各種運行參數。在編輯參數的狀態下系統不進行測量，剛進入編程狀態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,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鍵均自動轉入運行狀態。

單片機在運行狀態時，上面四位數碼管顯示回路號（最合二位顯示報警及故障信息），下面四位數碼管分別顯示對應數據，可通過K4鍵來切換顯示不同的回路及其參數。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，最后進行各種數據處理得出溫度值,求出最大值及平均值，并進行報警及信號故障判別處理。