基于温度测量处理变送器的设计

5、报警电路及信号输出电路

报警有两种：上限报警和下限报警，两个报警继电器分别通过PNP驱动三极管接在单片机的P0.5和P0.7，低电平有效。软件设计当四路信号及平均值超过各自所定的上限时，继电器就发出报警，同时在控制面板的上排数码管的最后一位显示H字样；同样，当四路信号及平均值低于设定的下限时，继电器也报警，并在同一个位置显示L字样。

模拟输出部分的电路图如图6所示。单片机根据设定参数选择把温度平均值或温度最高那一测量点信号送到十位D/A芯片7520，配合LM741放大器得到电压输出；最后经再经过一个LM741构成的V/I转换电路，得到模拟电流4-20mA及1-5V电压形式输出。

6、开关电源电路

本变送器采用DDZ-Ⅲ型的电动单元组合仪表24V直流电源，这种供电方式的优点是各单元省掉了电源电压器，没有工频电源进入单元仪表，既解决了仪表发热问题，也为仪表的防爆提供了有利条件。由于内部需要±5V，所以该系统采用了DC/DC开关电源，生成5V和-5V电压。电源部分电路如图7。

电源电路采用的MC34063是一种集成了DC-DC变换主要功能电路的芯片，它能被设计完成升（降）压和极性变换的功能，而且所需外接元件少。外输入24V电压，经过MC34063电压可以转换为+5V，而后，该电压又经过ICL7660变成-5V电压。24V电压可以同时供内部4-20mA输出电路使用。电路工作时5V最大电流0.4安培，-5v最大电流0.02安培。

三.软件设计及调试

软件设计主要有主程序，ICL7135A/D转换程序，BCD码转换程序，运算比较程序，读写24C02子程序，查表程序，功能键子程序等功能模块。主程序流程图如图8所示。

主程序主要包括两大分支，一个是编程状态，一个是运行状态。

单片机首先进行初始化，程序的初始状态设置为运行状态,除刚通电进入运行状态外，以后程序须判断状态标志位，根据判断结果程序进入编程或运行状态。在运行状态下无法对各参数进行编辑，只能从24C02读出各种运行工作参数，巡回测量输入信号，最后通过零点满度自校正处理,冷端补偿计算,查表处理得出各测量点温度值。在该状态下可通过←键选择显示测量、报警、故障信息等各种运行参数。在编辑参数的状态下系统不进行测量，刚进入编程状态时要求输入编程充许密码,在输入密码正确的前提下,可以通过←键选择各设定各参数,并可通过↑↓按键修改,存入24C02中,停止按键操作5分钟后不管是否按状态键均自动转入运行状态。

单片机在运行状态时，上面四位数码管显示回路号（最合二位显示报警及故障信息），下面四位数码管分别显示对应数据，可通过K4键来切换显示不同的回路及其参数。其中回路号1-4表示不同的四路信号，平均值在第五路显示。比较后其中最大的一路及四路平均值可以通过参数的设定选择以4-20mA形式变送输出。软件确定4051与AT89C52相连四路信号选择电平，选择的模入信号经程控4051和运放放大后，进入ICL7135进行A/D转换，由电压信号转化为BCD码（由万位到个位，五位地址输出）。利用转换子程序把BCD码转换为十六进制数，最后进行各种数据处理得出温度值,求出最大值及平均值，并进行报警及信号故障判别处理。