基于P89C668单片机的智能定硫仪系统设计

　　引言

　　智能定硫仪主要用于测定煤炭、钢铁和各种矿物中的全硫含量,是煤炭、电力、化工、建材、冶金、地质勘探、商检、环保检测等部门实验室的优选必备仪器。本系统以 P89C668 单片机为核心,实现自动测硫、测温控制,并对测试数据进行修正,显示煤中含硫的百分数(测试过程中显示硫的毫克数),并打印测定结果。系统正常操作监视模块和合理的抗干扰设计保证了仪器的可靠性。通过选用高精度压频转换单片集成电路 AD650、自动控制电解滴定终点和含硫量线性校正编程技巧,提高了测量精度。

　　1仪器设计特点

　　1.1 P89C668特点

　　P89C668单片机内带64KB Flash存储器,该存储器既可并行编程也可以串行在系统编程(ISP)。在Boot ROM程序中,可通过一个默认的串行下载器(UART)对Flash存储器作ISP编程,而在Flash代码区中并不需要有调用下载器的代码,用户程序可通过调用在Boot ROM中的标准子程对Flash存储器擦写和再编程(即IAP)。该器件的时钟周期为6个时钟,是传统的80C51的两倍。采用先进的 CMOS 工艺制造,是 80C51 单片机家族的派生品。其指令集在执行和时序上和 80C51 指令集完全兼容。该器件有4个8位I/O口,3个16位定时/事件计数器,1个多中断源-4优先级-嵌套的中断结构,1个增强型UART以及片内振荡器和时序电路。P89C668的新增特性使其成为一个功能强大的单片机。

　　1.2仪器特点

　　(1)由于设计采用的单片机内部具有Flash程序存储器。使得程序的写入和更改更加方便快捷。

　　(2)固化了Flash编程以及串行通信等功能代码。使单片机除有正常用户方式还有监控方式。

　　(3)仪器的完善复位功能以及系统抗干扰设计,保证了仪器的可靠性。

　　(4)仪器的模/数转换器选用了高精度压频转换单片集成电路AD650。

　　(5)在测量软件设计上,通过对自动控制电解滴定终点的到达、含硫量线性校正等编程技巧,提高了煤中含量测量精度。

　　(6)通过PID温度控制,使控温更精确。

　　2硬件系统设计

　　2.1系统结构框图:

　　设计了一个4*4的键盘,其中有数值键,可输入煤样重量和炉子温度设定,另外有启动键、复位键,标样校正键等等。单片机系统通过RS232串行接口电路与PC机通信。

　　8位LED显示,4位显示测硫值,4位显示温度,显示驱动采用带有高速串行接口的8位LED控制驱动器MAX7219芯片实现。控制炉温采用固态继电器,而控制驱动电路用 MC1413 实现。 单片机内部具有看门狗电路, 大大增加了系统的可靠性。温度传感器选用铂热电偶,其输出的电压信号送给由AD592冷端补偿和LM318组成的测量电路。经A/D转换器转换成数字量送单片机。控温采用PID控制算法,通过测试系统的动态特性和扩充响应曲线法整定调节参数。