PIC32单片机在气相色谱仪中应用方案，软硬件协同

。此时载流导体ab和cd受到电磁力的作用方向同样可由左手定则判定，它们产生的转矩仍然使得转子逆时针转动。

图6 直流电动机的原理图

外加的电源是直流的，但由于电刷和换向片的作用，在线圈中流过的电流是交流的，其产生的转矩的方向却是不变的。通电线圈在磁场中受力的作用而转动，在越过平衡位置时换向器改变线圈中电流的方向从而使其能连续的转动下去。 实际中的直流电动机转子上的绕组不是由一个线圈构成，而是由多个线圈连接而成，以减少电动机电磁转矩的波动。

直流电机的控制一般采用继电器、晶闸管等控制，此处需要控制电机的启动、停止和正反转，但控制频率不高，且不要求调速，故选用继电器控制。每个电机采用两个直流12V继电器分别控制双相电源，使其启动、停止和正反转。

3.4.2模块设计与实现

在本控制模块中直流电机用于控制按摩椅后背的前后移动和腿部的上下移动，需要较为平稳的运动，故采用24V直流电机。由于系统不需要调速，只需控制电机的正反转，故采用继电器控制电源即可满足要求。电机正反转的实现是通过电源反接实现的，所以直流电机的两根电源线都要有接电源正负的机会，每个电机需要两个继电器来控制两根电源线，只有这样才能有效地控制电机的正反转。

图7 电机控制电路图

如图2-8所示，接通过继电器K1闭合接通电源，K2断开接地，电机1正转，继电器K1断开接地，K2闭合接通电源，电机1反转，其他状态电机停止;同理，K3、K4控制电机2正转、反转和停止。电机控制电路中并联电容是为了让电机产生一个启动力矩，这样电机通电后能够确保自动转起来。另外，直流电机在旋转时，转子的电流是经电刷和整流子接触，供给转子绕组，在工作时，接触点有火花，并产生电磁波，并联电容也可以消除或减小电磁干扰。

3.5其他模块设计

3.5.1压力流量传感器模块设计模块设计与实现

两路流量表模拟信号输入：流量1：(氮气/氢气);流量2：(氮气/氢气);

两路传感器采用霍尼韦尔AWM3100V，3PIN，工作电压10V，无气体输入时 Output voltage=1.00_+0.5VDC，输出电压和输入气体流量成线性正比例变化，注意氮气/氢气比例不同需要修正，空气=氮气=1.0;氢气=0.7

两路压力表(霍尼韦尔26PCF，4PIN，工作电压10V，可测量压力范围0-100psi和输入气体流量成线性正比例变化，满量程是输出100mv,灵敏度1mv/psi)

图8 压力流量控制电路图

3.5.2按键电路设计

本系统共采用31个按键，按键较多，故采用扫描芯片节约IO资源，同时在主控板上留有线控器接口，可以在必要时进行功能扩展，可随时改为矩阵式键盘。提高了系统的可扩展性和可升级性。

3.5.3蜂鸣器电路设计

蜂鸣器电路是用来报警或提示用的，蜂鸣器采用5V直流蜂鸣器，采用三极管驱动，控制电路图如下

图9 蜂鸣器电路图

3.5.4 EEPROM模块电路设计

采用AT24C512来存储液晶字库，使用IIC总线。

3.6 本章小结

在硬件电路设计过程中，尽量采用典型电路，典型电路的资料比较好搜集，并且电路的正确性和可靠性都得到了保证，也缩短了硬件的调试时间。但是在采用典型电路的同时，也要结合本设计的实际情况将电路进行改动。因为本论文是方案设计，故只列举了简单的原理图，下一步将在毕业设计中具体的实施。

4调试与总结

系统采用Microchip 的PIC32系列单片机作为微处理芯片，根据检测到的的按键状态控制相应的功能模块，来进行FID，ECD，TCD等检测。本设计的重点在于用单片机Microchip 的PIC32系列单片机来完成整个系统的控制。包括按键、电机、串并转换;液晶显示;EEPROM的存储(包括液晶字库和掉电保护);温度的设定、LabView回显;气压流量的测量及回显;各模块的控制(包括FID，ECD，TCD)。

仪器采用PIC32系列单片机作为微处理芯片，用PT100作为温度传感器，采用简单的两线结构，再通过24位高精度AD-ADS1248组成的差分电路，把温度量转化成数字量。用单片机控制可控硅的通断来控制电热丝的加热和停止。硬件上实现了控温精度做到误差低于+_0.1°C，在软件设计中实时与上位机通信，使用LabView做了一个操作界面，通过串口连接到电脑，使气相色谱仪系统的控制不仅可以通过真实的按键，也可通过电脑进行远程控制，方便用户。通过移植ucos操作系统，在操作系统的支持下采用模糊PID算法，可以实现对PID算法的比例、积分和微分参数的自适应调整，保证控温精度误差低于+_0.1°C，这种精度在国内是比较先进的。

使该系统具有以下特点：

1.可靠性：系统的可靠性是第一位的。在设计中必须充分考虑系统的可靠性。该监控系统具有良好的隔离性能，控制电路电源和设备工作电源隔离;