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2 恒温控制系统的实现
在某治疗仪电路板的电气老化试验设计中,需要用到一个恒温老化试验箱。根据电路老化原理,在电子产品寿命周期T内,产品寿命初期和末期的故障率远远大于产品寿命中期的故障率。其使用时间一故障率曲线如图2所示。设计恒温老化试验箱的目的是为了在产品出厂之前通过在短时间内高温老化,使其老化程度同等于实际产品使用时间t1,从而检测出产品寿命初期容易出现故障的产品,以减少出厂后的产品返修率,提高出厂产品的质量。
根据经验及实际计算,该电子产品的老化试验箱的温度控制要求是:70±0.2℃恒温2 h。
2.1 基于单片机的硬件设计
基于AT89C51单片机的恒温控制系统硬件设计框图如图3所示。由于控制温度为70℃,故选用PT100铂电阻作为检测元件。选用并行接口电路8155A芯片扩张键盘、LED显示接口,A/D转换器ADC0809进行数摸转换。报警输出外接蜂鸣器,用于检测温度的高温报警。键盘用于系统参数、给定值的设置,实现系统启动、停止及其他功能。LED用于设定参数、给定温度、当前温度等的显示。
系统的工作过程如下:系统进入工作状态后,首先铂电阻把老化试验箱的温度转换为电流量,并经过温度检测电路和A/D转换器,转换为数字信号输入单片机。然后经过单片机运算得出控制输出并发送到PWM芯片,PWM芯片把数字信号整定为在一定周期内为一定占空比的PWM信号,驱动SSR控制发热丝的通断。如此循环下去,最终达到精确控制温度的目的。