AT89C55单片机在导热油温度测控系统中的应用

　　1　系统硬件电路设计

　　导热油温度控制系统结构图如图1所示,以AT2MEL公司生产的8位单片机—AT89C55为核心。前向通道采用温度变送器、流量变送器、A/D转换器实现对温度对象1和流量对象2的数据采集;后向通道采用D/A转换器与调节阀等实现对蒸汽流量的控制,进而控制导热油温度;同时还设有报警电路、键盘和显示电路(温度与流量设定值由键盘输入)。在冷凝器中气体原料冷凝成固体,然后由一定温度的导热油为冷凝器供热,将固体化工材料溶解为液体。因此,在切换冷凝器初始溶解状态时,导热油的温度应缓慢上升,即限制进入油加热器的蒸汽量,将其限制在一个符合蒸汽总管条件和切换冷凝器溶解条件的确定值;经过一段时间,油温上升到设定值附近,蒸汽的需要量也将维持在设定值的一个确定点上,此时将检测导热油入口的温度,因此,设计为选择控制系统。

　　1.1　主机及其外围电路的设计

　　(1)主机的选用与时钟电路设计

　　本系统主机选用AT89C55芯片,其片内主要有20KFlash存储器、256字节片内RAM, 4个8位的双向可寻址I/O口, 1个全双工UART(通用异步接收发送器)的串行接口、3个16位的定时器/计数器、多个优先级的嵌套中断结构,以及一个片内振荡器和时钟电路。本系统中利用了AT89C55丰富的20K闪存资源永久保存实时监控中的测量信息。系统采用DS12887时钟芯片作为系统时钟,在显示温度测量值时直接显示时间。

　　系统工作的可靠性由AT89C55芯片内部硬件看门狗电路实现,利用看门狗的13位定时计数器,用来实现上电瞬时、掉电自动复位以及程序跑飞时的自动复位,并且可以实时监视电源故障,以便及时实现测量数据的保存。

　　(2)键盘、显示电路的设计

　　键盘和显示电路选用MAX公司生产的专用键盘显示接口芯片HD7279A,它具有串行接口可以直接挂到AT89C55单片机P1口上。键盘接成3×4结构,按键识别采用中断方式;显示器选用18位LED显示器,实现年、月、日、时、分和温度测量值等显示功能。

　　(3)报警控制电路

　　声光报警控制电路由AT89C55的P1口输出控制,如图2所示。当导热油的温度值超出给定的上、下限时,置P1.6为高电平,给出声光报警;超出上限值时,调节调节阀以减小蒸汽流量;超出下限值时,反向调节调节阀以增大蒸汽流量。

　　1.2　信号检测通道的设计

　　温度检测采用传输距离远、抗干扰能力强的S Z/R2000(热电阻/热电偶)系列一体化温度变送器模块,其输入范围为: - 200℃~ 500℃,测量精度为:±0.2%FS;温度变送器的输出信号为4~20mADC的标准电流信号;流量检测采用1151DP型流量变送器,测量精度为:±0.2% FS~±0.5% FS, 4~20mADC信号输出。A/D转换器需要1~5V的直流电压信号,因此,变送器输出信号先由I/V转换器进行4~20mADC到1~5V的信号转换。本系统中选用美国RURR-BROWN公司生产RCV420 I/V转换器。