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渗碳炉碳势测控系统的研究与实现
作者：王锐
摘要：渗碳是热处理行业里一道非常重要的工艺,渗碳工艺过程的执行,直接关系到热处理产品的质量。本文首先简要叙述了井式渗碳炉在滴注式气氛中的渗碳原理及其控制方案,并阐述了渗碳过程中各工艺参数对渗碳结果的影响;然后在对渗碳工艺原理认识的基础上,设计开发以单片机为核心的低成本碳势测控仪,实现对渗碳过程的控制。 本系统采用增强型MCS-51单片机(P89C51RD2)作为控制仪的核心,通过软硬件设计与调试,完成了渗碳炉碳势控制仪的研制开发。系统中使用了多种总线接口芯片(单总线、I2C、SPI),简化了接口电路,并分别针对各自的通信协议设计基于C51语言的软件包;开发设计了基于CPLD的键盘、显示接口,可以在没有单片机参与的情况下独立完成键盘的扫描编码,且具有较好的通用性与可移植性;采用LCD与LED相结合的数据、状态显示方式,人机交互更加友好;仪表具有软件自校正功能,在不增加系统成本的前提下提高了测量精度;氧电势及热电势的处理都采用了分段线性插值的方法,在保证测量精度的前提下节省存储空间;热电偶冷端补偿采用了美国DALLAS公司生产的单总线数字温度传感器DS18B20,可直接输出数字信号,节省了放大及模数转换模块;提供RS-485通讯接口,实现与计算机的数据交换且可通过网络组成集散控制系统。
关键词：渗碳；单片机；CPLD；液晶显示；DS18B20
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