基于ADuC845单片机的多功能智能控制器研制

### 基于ADuC845单片机的多功能智能控制器研制 #### 1. 系统概述 本文旨在研发一款基于ADuC845单片机的多功能智能控制器，该控制器具备数据采集、显示、记录、控制以及远程通讯等功能，主要应用于热泵热水机组、中央空调制冷机组以及其他工业现场控制系统。 #### 2. ADuC845单片机介绍 ADuC845是一款由ADI公司推出的高性能单片机，与传统的8051内核兼容。其内部集成了丰富的功能模块，包括双路12位Σ-Δ型ADC、温度传感器、可编程增益放大器(PGA)、62Kb Flash/EPROM程序存储区、4K的Flash/EEPROM数据存储区、2304字节的片内RAM、12位DAC、两路PWM输出、定时器以及UART、SPI、I²C串行I/O等接口。 #### 3. 系统硬件设计 ##### 3.1 PT100测温模块设计 为了实现高精度的温度测量，该控制器设计了8路三线制PT100温度传感器输入端口，并且针对三线制PT100温度传感器引线电阻所引起的误差进行了优化设计。通过利用ADuC845单片机内置的两路24位恒流源，设计了一种改进型三线制PT100测温电路（见图2）。通过这种方式，只要确保三线制铂电阻的三根引线电阻值相同，就可以完全消除由引线电阻引起的误差。实际上，虽然三根引线的电阻值不可能完全相同，但可以通过精心选择使其接近一致，从而大大降低误差。  ##### 3.2 标准信号输入模块设计 标准信号输入模块主要用于处理DDz-11型系列的4-20mA ADC或1-5V DC信号，这些信号符合国际电工委员会(IEC)推荐的统一标准。电流信号通过25阶精密电阻采样，将4-20mA电流信号转换为1-5V电压信号后输入到电压跟随器；而1-5V电压信号可以直接输入到电压跟随器。整个模块设计了8路标准信号输入，并使用模拟开关CD4051来切换通道，以便分时使用ADuC845单片机的辅助ADC。由于ADuC845单片机内置的辅助ADC参考电压固定，因此需要通过外部电路提供合适的信号范围。 #### 4. 软件设计 软件部分主要基于C语言编写，开发了LCD液晶显示驱动程序和人机交互界面。通过精心设计的人机交互界面，用户可以直观地操作和监控控制器的各项功能。此外，软件还实现了数据采集、处理、显示以及远程通讯等功能，确保了控制器的高效稳定运行。 #### 5. 性能测试与应用案例 经过系统测试，该控制器的测温电路能够满足预期的设计要求，展现出良好的性能。实际应用中，该控制器已经在多个领域得到验证，包括但不限于热泵热水机组、中央空调制冷机组等，显著提高了系统的自动化水平和管理效率。 #### 结论 基于ADuC845单片机的多功能智能控制器的成功研制，不仅满足了现代工业控制领域对高精度、多功能控制器的需求，同时也展示了其在复杂工业环境下的优异性能。未来，随着技术的进步，这类控制器将在更多行业中发挥重要作用。