址路计数器边沿触发方式终端允许允许外部中断中断转换器地址，启动转换等待中断中端服务程序数据采样存数指向下模拟通道指向数据存储器下单元，系统主程序本系统的应用程序主要由主程序中断服务程序和子程序组成。

主程序的任务是对系统进行初始化，实现参数输入，并控制电加热炉的正常运行。

主程序主要由系统初始化数据采集及处理智能推理等部分组成。

系统初始化包括设置栈底工作寄存器组控制量的初始值采样周期中断方式和状态定时器的工作方式以及的初始化的初始化等。

数据采集及处理主要包括实时采集电加热炉的炉温信号，计算出实际炉温与理想值的差值以及温差的变化率，并对炉温信号进行滤波和限幅处理。

图系统主程序控制系统的软件主要包括采样标度变换控制计算控制输出中断显示报警调节参数修改温度设定及修改。

其中控制算法采用数字调节，应用增量型控制算法，并对积分项和微分项进行改进，以达到更好的控制效果。

考虑到电加热炉是个非线性时变和分布参数系统，所以本文采用种新型的智能控制算法。

它充分吸取数学和自动控制理论成果，与定性知识相结合，做到取长补短，在实时控制中取得较好的成果。

开始系统的初始化温度数据采集及处理温度值显示计算温差和温差变化率智能控制算法程序控制输出求出输出控制量结束模数转换模块是个典型的逐次逼近型位转换器。

它由路模拟开关位转换器三态输出锁存器及地址锁存译码器等组成。

它允许路模拟量分时输入，转换后的数字量输出是三态的总线型输出，可以直接与单片机数据总线连接。

采用电源供电，外接工作时钟。

当典型工作时钟为时，转换时间约为时钟信号由于无片选端，因此电路增加了或非门，以便对进行读写控制。

单片机采用的晶振，输出时钟信号，经触发器分频，得到的时钟信号，与的时钟端相连。

通道选择三位通道选择端与数据线口的低三位相连，在本次设计当中，输入设备采用矩阵键盘。

当设定键按下时触发键盘中断服务程序，由程序程控扫描法确定那个键按下并执行相应的动作。

程控扫描的任务是首先判断是否有键按下。

方法使所有的行输出均为低电平，然后从端口读入列值。

如果没有键按下，则读人值为如果有链按下则不为。

去除键抖动。

方法延时，再次判断有无键按下，如果此时仍有键按下，则认为键盘上确实有键处于稳定闭合期。

若有键闭合，则求出闭合键的键值。

方法对键盘逐行扫描。

程序中需等闭合键释放后才对其进行处理。

通信模块在此部分主要是实现下位机与上位机之间的通信，将实时数据传送到上位机，进行同协调和集中管理。

的电气接口是单端的双极性电源电路。

由于采用的数据传输线路是非平衡，且是误无差分的接收方式，当信号穿过电气干扰环境时，发送的信号将会受到影响。

故数据传输速率局限于传输距离局限于，但也是目前最广泛使用的串行通信接口标准。

在本设计当中，考虑到系统调试的方便，采用了串行总线。

芯片是美信公司专门为电脑的标准串口设计的接口电路，使用单电源供电。

内部结构基本可分三个部分第部分是电荷泵电路。

由脚和只电容构成。

功能是产生和两个电源，提供给串口电平的需要。

第二部分是数据转换通道。

由脚构成两个数据通道。

其中脚脚脚脚为第数据通道。

脚脚脚脚为第二数据通道。

数据从输入转换成数据从送到电脑插头插头的数据从输入转换成数据后从输出。

第三部分是供电。

脚脚系统电路图系统电路图如下图系统电路图用数据线进行通道选择，由三位决定选择那通道。

启动的启动端地址所存端均为高电平有效。

将和连在起，与的输出端相连。

或非门的两个输入端和均为低电平时，其输出为高电平，执行外部口的写操作。

转换数据的读取当转换结束时，端输出高电平。

可用查询和中断的方法进行数据读取处理。

输出允许端为高电平，位转换数据输出到数据线上。

只有和同时为低电平时，端才为高电平。

执行外部口读操作为低电平。

转换结束标志转换结束标志端经反向器与单片机的相连，即转换旦结束，外部中断则申请中断。

图转换结束中断服务程序流程图开始将压栈调显示程序读结果置位状态位关闭报警是否等于零调控制算法程序报警子程序出栈并返回输出控制量启动定时器溢出标志是否为零设定值与结果比较交流电是否过零结果结果设定值的结果转换和控制取换资料为转换器端口地址，显示模块段显示屏是最常用的显示器件，分为共阳极和共阴极两种形式。

共阳极将所有发光二极管的阳极接在起作为公共端，当公共端接高电平，段的发光二极管阴极接低电平时，相应的字段就被点亮。

共阴极将所有发光二极管的阴极接在起作为公共端，当公共端接低电平，段的发光二极管阳极接高电平时，相应的字段就被点亮。

数码管的显示方法动态显示动态扫描，分时循环静态显示次输出，结果保持动态显示动态显示，就是微型机定时地对显示器件扫描，在这种方法中，显示器件分时工作，每次只能个器件显示。

但由于人视觉的暂留现象，所以，仍感觉所有的器件都在显示。

静态显示静态显示，是由微型机次输出显示后，就能保持该显示结果，直到下次送新的显示模型为止。

这种显示占用机时少，显示可靠。

通过比较及对程序的分析，本设计当中两组数码管均采用了共阴极静态显示。

图显示子程序报警模块根据设计要求，在保温阶段，温度控制精度为正负度，故当温度下降或上升度时为故障状态，需要报警提醒。

所以在电路设计上应用了蜂鸣器和发光二极管，系统正常运行时绿色发光二极管点亮，当出现故障时红色发光二极管点亮并且蜂鸣器鸣叫，提醒操作人员注意。

报警状态可通过按键复位和系统恢复正常后自动复位图报警子程序子程序返回译码选择显示位送入口将数据转换为七段码开始开始置报警位子程序返回清除报警状态位键盘模块泛用于中温范围的温度测量中。

是种广泛应用的测温元件，在范围内具有其他任何温度传感器无可比拟的优势，包括高精度稳定性好抗干扰能力强等。

由于铂电阻的电阻值与温度成非线性关系，所以需要进行非线性校正。

校正分为模拟电路校正和微处理器数字化校正，模拟校正有很多现成的电路，其精度不高且易受温漂等干扰因素影响，数字化校正则需要在微处理系统中使用，将电阻的电阻值和温度对应起来后存入中，根据电路中实测的值以查表方式计算相应温度值。

常用的电阻接法有三线制和两线制，其中三线制接法的优点是将的两侧相等的的导线长度分别加在两侧的桥臂上，使得导线电阻得以消除。

常用的采样电路有两种为桥式测温电路，为恒流源式测温电路。

在本系统设计中，采用了第种方法，即桥式测温。

测温原理电路采用和电位器调节产生的参考电源采用构成测量电桥其中，为精密电阻，当的电阻值和的电阻值不相等时，电桥输出个级的压差信号，这个压差信号经过运放放大后输出期望大小的电压信号，该信号可直接连转换芯片。

差动放大电路中放大倍数，运放采用单供电。

设计及调试注意点同幅度调整和的电阻值可以改变电桥输出的压差大小改变的比值即可改变电压信号的放大倍数，以便满足设计者对温度范围的要求放大电路必须接成负反馈方式，否则放大电路不能正常工作。

也可为电位器，调节电位器阻值大小可以改变温度的零点设定，例如的零点温度为，即时电阻为，当电位器阻值调至时，温度的零点就被设定在了。

测量电位器的阻值时须在没有接入电路时调节，这是因为接入电路后测量的电阻值发生了改变。

理论上，运放输出的电压为输入压差信号放大倍数，但实际在电路工作时测量输出电压与输入压差信号并非这样的关系，压差信号比理论值小很多，实际输出信号为式中电阻值以电路工作时量取的为准。

电桥的正电源必须接稳定的参考基准，因为如果直接的话，当网压波动造成发生波动时，运放输出的信号也会发生改变，此时再到以未发生波动时建立的温度电阻表中查表求值时就不准确。

驱动执行部分硬件输出通道主要包括加热电阻的控制环节，而此控制环节的核心是双向可控硅，但电路的关键是设计双向可控硅的驱动电路。

双向可控硅的通断直接决定加热电阻的工作与不工作，本部分用带过零触发的光耦来驱动。

光耦驱动电路在驱动电路中，由于是弱电控制强电，而弱电又很容易受到强电的干扰，影响电路符合如图所示。

双向可控硅的通断情况由控制极栅极决定，当栅极无信号时和成高阻态，管截止而当与之间加个阈值电压般大于的电压时，就可以利用控制极栅极电压来使可控硅导通。

但需要注意的是，当双向可控硅接感性负载时，电流和电压之间有定的相位差。

在电流为零时，反向电压可能不为零，且超过转换电压，使管子反向导通，故要管子能承受这种反向电压，并在回路中加入网络加以吸收。

触发方式控制双向可控硅从高阻态阻断区转换到低阻态导通区可以用不同的方式实现。

相应的分为四种方式相对于为正，控制脉冲电压相对于为正相对于为负，控制脉冲电压相对于为负相对于为正，控制脉冲电压相对于为负相对于为负，控制脉冲电压相对于为正双向可控硅通常工作在控制方式和控制方式。

在这两种控制方式下，控制灵敏度特别高。

另外两种控制方式下，要求高倍的触发电流。

在本设计中，选择了控制方式和。

如同晶闸管的控制极那样，双向可控硅的控制极在触发后便失去了作用。

双向可控硅长期维持低阻态，直到低于维持电流，然后在转换到高阻态。

在控制交流电压时，每次电源电压过零双向可控硅都会自动截止，所以双向可控硅每半个周期都需要重新触发。

在本设计中，考虑到电网电压的稳定和现在市场上销售的双向可控硅型号，选择了工作电压为，通态电流为的双向可控硅。

利用单片机控制双向可控硅的导通角。

在不同时刻利用单片机给双向可控硅的控制端发出触发信号，使其导通或关断，实现负载电压有效值的不同，以达到调压控制的目的。

具体如下由硬件完成过零触发环节，即在工频电压下，每进行次过零触发信号，由此信号来达到与单片机的同步。

过零检测信号接至单片机的口，由单片机对此口进行循环检测，然后进行延时触发。

电源部分本系统所需电源有交流市电直流电压和低压交流电，故需要变压器整流装置和稳压芯片等组成电源