1、硬件設(shè)計
生物質(zhì)成型燃料半氣化爐溫度巡檢系統(tǒng)硬件設(shè)計原理圖如圖1所示。
1.1 溫度測量電路
本設(shè)計采用DS18820集成芯片作為溫度傳感器，DS18820是美國DALLAS半導(dǎo)體公司繼DS1820之后推出的增強型單線總線溫度傳感器，該數(shù)字溫度傳感器具有體積更小、精度更高、適用電壓更寬、采用一線總線、可組網(wǎng)等優(yōu)點，在實際應(yīng)用中取得了較好的測溫效果。芯片測溫范圍-55C葉125℃，在-10℃葉85℃時精度為t0.5℃；可編程分辨率為9—12位（對應(yīng)溫度轉(zhuǎn)換時間為93.75~750ms）。在9位分辨率時把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字不超過93.75ms，而在12位分辨率時則不超過750ms，測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號。在外部電源供電方式下，DS18820工作電源由vcc引腳接入(GND引腳不能懸空，否則不能轉(zhuǎn)換溫度，讀取的溫度總是85℃)，同時在總線上可以掛接任意多個DS1882Q傳感器（從理論上講），組成多點測溫系統(tǒng)，富通新能源生產(chǎn)銷售木屑顆粒機等生物質(zhì)燃料成型機械設(shè)備，同時我們還大量銷售楊木木屑顆粒燃料。
1.2時鐘電路設(shè)計
ATmega16內(nèi)部集成了高增益反向放大器構(gòu)成的片內(nèi)振蕩器。XTAL1與XTAL2分別用作片內(nèi)振蕩器反向放大器的輸入和輸出，其中XTALI與XTAL2為ATmega16的12腳和13腳。在XTAL1和XTAL2兩端跨接石英晶體及兩個電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的外部振蕩器。兩個電容的范圍在12—22pF之間，本設(shè)計采用的電容為22pF，晶體振蕩器連接圖如圖2所示。
1.3復(fù)位電路設(shè)計
復(fù)位電路作用非常重要，其關(guān)系到單片機能否正常運行。首先要檢查是否能復(fù)位成功，在復(fù)位電路中9腳(RESET)是復(fù)位信號的輸入端，復(fù)位信號是低電平有效，在引腳RESET上的低電平持續(xù)時間大于最小脈沖寬度時MCU復(fù)位，其中最小脈沖寬度為12us。另外，ATmega16有五個復(fù)位源，也可以選擇用軟件復(fù)位。
1.4顯示電路設(shè)計
LCD顯示器有分段式和點陣式兩種結(jié)構(gòu)。本機采用點陣式LCD顯示，采用的是SMA1602A LCD。LCD板上排列著若干5xl0點陣的字符顯示位，每個顯示位可顯示1個字符，每行16位，共有兩行。接口方面，1602液晶共有8條數(shù)據(jù)，3條控線。可與ATmega16相連，通過送人數(shù)據(jù)和指令使模塊正常工作，調(diào)節(jié)v0口處的電位器即可調(diào)節(jié)對比度。
1.5按鍵電路設(shè)計
硬件采用三個獨立按鍵，其分別代表升高、下降和切換功能。當(dāng)MCU初始化時，ATmega16進行鍵盤掃描，讀PAO-PAI的值，分別對應(yīng)三個按鍵。
1.6電機驅(qū)動電路設(shè)計
繼電器具有體積小、動作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長、價格低廉等優(yōu)點。因此，本系統(tǒng)采用繼電器對進料電機進行控制，通過控制PD7口的電平來控制電機的啟停。
2、軟件設(shè)計
采用ICCAVR編譯器進行本系統(tǒng)開發(fā)。匯編語言作為傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的編程語言具有執(zhí)行效率高的優(yōu)點，但其本身是一種低級語言，編程效率低且可移植性和可讀性差，維護不方便，從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)的可靠性也較差。而C語言以其結(jié)構(gòu)化和能產(chǎn)生高效代碼等優(yōu)勢成為嵌入式系統(tǒng)編程的首選開發(fā)工具，因此本設(shè)計程序主要采取C語言編寫。但由于DS18820與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，在對DS18820進行讀寫編程時必須嚴格保證讀寫時序，否則將無法瀆取測量結(jié)果，因此對DS18820操作部分還是采用匯編語言編程來實現(xiàn)。
