旋風預(yù)熱器教研平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

2．3 可控硅控制電路
可控硅控制板由三部分組成：1. 計數(shù)振蕩生成電路；2. 同步檢測電路；3. 可控硅控制電路。 計數(shù)振蕩生成電路采用16.384MHz 的有源晶振作為計數(shù)脈沖振蕩源，并用 74LS14 施密特觸發(fā)器對其進行整形[7]，經(jīng)計數(shù)器74LS90 十分頻和 CD4020六十四分頻后，得到頻率為
25.6kHz 的振蕩脈沖給 CD4516 的CP 端進行計數(shù)[7]。
同步檢測電路采用一個220V/15V的變壓器得到 15V 的交流電，然后對其進行全波整流，再通過光電耦合器TIL113 等組成的同步電路，得到與正弦信號的真實過零點同步的脈沖序列，作為可控硅的同步信號，送可預(yù)置計數(shù)器CD4516 的預(yù)置端PE。
系統(tǒng)中采用兩片CD4516級聯(lián)組成的8位二進制加法計數(shù)器對頻率為25.6kHz的振蕩脈
沖計數(shù)。由于計數(shù)脈沖頻率為 25.6kHz，因此理論上在 180度應(yīng)該有 25600/(2*500)=256個計數(shù)脈沖；相位分辨率為 180/256=0.7度。這樣使可控硅全導(dǎo)通的數(shù)值對應(yīng)為 FFH(十進制數(shù)255)；使可控硅關(guān)斷的數(shù)值對應(yīng)為0。顯然若希望可控硅從θ角開始導(dǎo)通，則計數(shù)器需要計θ
*256/180取整個脈沖。
AT89C2052接收到上位機從串口傳來的控制信號(0-255對應(yīng)期望導(dǎo)通角 ), 將其轉(zhuǎn)化為一個八位二進制數(shù)后通過其P1口分送到兩個CD4516的預(yù)置數(shù)端。正弦波過零點時，同步的脈沖為1輸入到 CD4516 的預(yù)置端PE，將預(yù)置數(shù)值寫入 CD4516。正弦波過零點后，同步的脈沖為0，CD4516開始脈沖計數(shù)。當計數(shù)到達預(yù)設(shè)值時它的 CO端輸出負脈沖，經(jīng)驅(qū)動器7407后送給光電耦合器MOC3020的腳2，來觸發(fā)可控硅 G極，導(dǎo)通可控硅來驅(qū)動電機。這樣通過控制雙向可控硅的導(dǎo)通角對風機的輸入電壓進行了控制，從而得到不同的電機轉(zhuǎn)數(shù)進而得到預(yù)設(shè)的風量。
3 上位機管理系統(tǒng)
上位機管理系統(tǒng)由前段界面與后臺數(shù)據(jù)庫組成常規(guī)C/S系統(tǒng)。同時包含有通訊處理程序通過串口與單片機系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互。
技術(shù)上主要使用VB的Ms Comm控件 [10]將上位機的控制指令發(fā)往 AT89c2051,同時將 ADU841送來的檢測數(shù)據(jù)信號讀入。此處的難點是串口通訊程序與數(shù)據(jù)庫存儲程序之間的配合，經(jīng)過多次測試后采用了環(huán)形鏈表緩沖區(qū)方案。即串口通訊程序在響應(yīng)ComEvReceive事件[8]中將單片機傳來數(shù)據(jù)的寫入環(huán)形鏈表(節(jié)點同時標記時間戳)數(shù)據(jù)區(qū)尾部。同時定時器周期觸發(fā)存儲事件，通過ADO將環(huán)形鏈表數(shù)據(jù)區(qū)頭部一定數(shù)量的節(jié)點數(shù)據(jù)寫入到 SQL Server2000數(shù)據(jù)庫中的表，成功存入后清空其節(jié)點內(nèi)容為串口程序?qū)懭胄碌纳蟼鲾?shù)據(jù)騰出空間。見圖4環(huán)形鏈表運行示意圖。通過合理設(shè)置環(huán)形鏈表節(jié)點數(shù)、波特率和定時器事件間隔時間，使得在緩沖區(qū)內(nèi)寫入和讀出清除兩種操作的平均吞吐率保持一致即可。這樣可以實現(xiàn)程序的高效運行，同時固定的緩沖儲存區(qū)的方案較動態(tài)數(shù)組開辟空間方案更加穩(wěn)定。
前端界面上用戶可直接選擇設(shè)置端口數(shù)據(jù)，顯示感興趣的信號數(shù)據(jù)并對風機等裝置進行控制。為了數(shù)據(jù)檢索顯示方便數(shù)據(jù)庫中分別建有不同測試信號的視圖和常規(guī)處理存儲過程。從而實現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的顯示、回放和分析。