ABB DSQC328A硬件設(shè)計(jì) 

ABB DSQC328A單片機(jī)

ATmega8型單片機(jī)是ATMEL公司推出的基于AVR RISC結(jié)構(gòu)的高檔Flash型單片機(jī)。其核心將32個(gè)工作寄存器和指令集連接在一起，所有工作寄存器都與ALU（算術(shù)邏輯單元）直接相連，實(shí)現(xiàn)了1個(gè)時(shí)鐘周期執(zhí)行1條指令同時(shí)訪問（讀寫）二個(gè)獨(dú)立寄存器的操作。這種結(jié)構(gòu)提高了代碼效率，使得大部分指令的執(zhí)行時(shí)間僅為1個(gè)時(shí)鐘周期。因此，ATmega8具有接近l MI/s/MHz的性能，運(yùn)行速度比普通CISC單片機(jī)高10倍。

ABB DSQC328A型單片機(jī)內(nèi)集成了執(zhí)行速度為二個(gè)時(shí)鐘周期的硬件乘法器、8 KB的Flash程序存儲(chǔ)器、512字節(jié)的E2PROM、2個(gè)具有比較模式的8位定時(shí)器、1個(gè)具有比較和捕獲模式的16位定時(shí)器、3路zui大精度為16位的PWM輸出、8通道10位A/D轉(zhuǎn)換器，PI/TWI同步串口及USART異步串口。ATmega8片內(nèi)集成的眾多系統(tǒng)級功能單元為控制系統(tǒng)的開發(fā)提供了很大便利。設(shè)計(jì)過程中，盡量通過軟件編程簡化硬件電路，有效縮短了開發(fā)周期。

ABB DSQC328A現(xiàn)場溫度采集 現(xiàn)場溫度由溫度傳感器獲得。在本系統(tǒng)中，溫度傳感器選用Ptl00鉑電阻器，利用鉑金屬自身阻值隨溫度變化的特性測溫。鉑電阻經(jīng)變送器放大及線性化處理，輸出4 mA～20 mA的標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)，對應(yīng)于現(xiàn)場溫度0℃～400℃，通過150 Ω高精度金屬膜電阻轉(zhuǎn)化為O.6 V～3 V直流電壓信號(hào)。此模擬電壓信號(hào)符合ATmega8自帶A/D轉(zhuǎn)換器輸入要求，連接至ATmega8的PC0即可進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。 ATmega8內(nèi)部集成有8通道10位高速A/D轉(zhuǎn)換器。

ABB DSQC328A本系統(tǒng)只選用單通道PCO作為A/D轉(zhuǎn)換的模擬電壓輸入。A/D轉(zhuǎn)換的參考電壓使用系統(tǒng)自帶的Vcc?；谇笆觯斎?0位A/D轉(zhuǎn)換器的模擬電壓0.6V～3 V代表0℃～400℃，則現(xiàn)場溫度T可以表示為：

式中，A/D_Data是A/D轉(zhuǎn)換后得到的10位數(shù)字量，AD_Max是10位A/D轉(zhuǎn)換器參考電壓對應(yīng)的數(shù)字量，此處為0x03ff。溫度測量誤差為400/210℃，相對誤差小于0.1%，符合系統(tǒng)精度要求。 至此，溫度值由非電模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，可以直接用于單片機(jī)內(nèi)部加熱控制算法的運(yùn)算。實(shí)際編程時(shí)，為了降低采樣過程瞬態(tài)誤差的干擾，運(yùn)用了算術(shù)均值濾波的方法，即zui終參與控制運(yùn)算的溫度值T通過10次采樣的溫度值求算術(shù)平均取得。

3.3 數(shù)碼管顯示電路 加熱過程中，ABB DSQC328A被控對象的實(shí)際溫度、用戶設(shè)定的目標(biāo)爐溫等參量通過數(shù)碼管顯示電路實(shí)時(shí)顯示。數(shù)碼管顯示電路的原理如圖2所示。

此顯示電路采用“單片機(jī)→串入并出芯片→數(shù)碼管”的動(dòng)態(tài)顯示技術(shù)

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