基于单片机的多路反应釜温度测控远传装置的设计
[摘 要] 本设计以STC公司生产的8位AT89C51单片机为硬件核心处理器,首先，通过PT100热电阻型传感器采集反应釜内温度值,然后再通过使用双向积分型A/D模数转化器TLC7135将脉冲信号经过标度转化为单片机可处理的脉冲频率信号送给STC单片机处理，并通过液晶显示模块LCD1602显示电压值、脉冲值及温度参数值等信息。设计流程结构上采用模块化分割设计，先将各个模块设计出来再通过主程序调用各个模块，具有可读性好，移植性强，便于发现解决问题。
[关键词] 单片机；PT100；LCD1602
1 引言
反应釜广泛应用于染料、医药、石油化工及大专院校隶属的科研单位，凭借它优良的密封性克服了机械密封和填料密封无法解决的泄漏问题，是易燃、易爆、剧毒、贵重等物质加温、加压搅拌反应的理想设备容器，也是目前市场上最理想最流行的无泄漏反应装置[2]。
上世纪四十年代以前,反应釜的生产绝大多数处于刚刚起步阶段,更多的还是沿用传统的压力表、温度计等仪器仪表类设备，操作工人主要是根据反映物质主要工艺参数的仪表指示情况,用来改变化学反应条件,生产过程完全依赖于经验和手工操作进行,不仅操作的劳动强度大,控制精度不高,而且一旦发生操作失误，极容易引发安全事故的发生[2]。随着计算机和电子技术的迅猛发展，传统的化工过程监控方法也面临了前所未有的冲击,许多的人开始把目光转向研究各种反应釜的自动控制装置。从七十年代以来,国外温度控制系统发展迅速并在智能化自适应参数自整定领域取得显著突破性成果,并且制造出了一大批适合市场要求的商品化性能优异的温度控制器设施及仪器仪表,温度控制系统及仪器仪表正以高精度智能化、小型化等方向快速发展[3]。温度控制系统在国内的各行各业的应用虽已十分广泛，但从国内生产的温度控制器来看总体发展状态来看仍然处于初级阶段，与同时期国外先进国家相比仍然有着较大差距。我国在这方面总体技术水平处于二十世纪八十年代中后期水准状况，成果产品主要以点位控制及常规的PID控制器为主打，仅仅只能适用于常规系统控制难于控制滞后复杂时变的温度系统控制为主[2]。踏入21世纪以后智能温度控制器正以多功能、高精度、高可靠性、总线标准化及安全性等方向快速发展。
近年来，多种控制方式如雨后春笋应运而生，如：PID控制、神经网络、模糊控制及遗传算法控制等各种先进控制理论[3]。这些技术提升了控制控制系统的精度，不仅使控制变得越来越简便，而且使产品的质量更好，同时也大大的降低成本，提高生产效率，但是，高昂的设备投资成本费用，仍然让许多中小企业望而却步[3]。单片微型计算机的功能不断增强，提供了许多行之有效的先进的控制算法，许多高性能的新型机种得到应用，尤其是单片机，依据其特性优点成为自动化控制领域中的重要器件。在自能控制系统领域中，单片机占据着不可或缺的地位，比如：用于自能玩具的生产开发，家用电器的智能化以及商务应用，甚至部分军事应用。在我们的生活中无处不在的使用单片机及以此为基础的延生的各种控制芯片。伴随着社会的进步，人类生活的智能化及生活观念的进步提高，人们对工业智能化的需求也越来大，迫切需要不断进步提升，而单片机恰恰能够满足人们这一愿望，尤其是对于要求精度不是太高且成本较低的情况。自能控制领域低成本、多功能、智能化将是未来其发展的重要方向。同样，反应釜的智能控制也将是其未来发展的重要方向。
目 录
1 引言 1
2 系统的总体方案设计 2
2.1 方案比较 2
2.2 控制系统总体设计 3
2.3 温度控制系统总体方框流程 4
2.4反应釜控制总体流程设计 4
2.5 系统软件总体设计 5
3 温度控制系统硬件设计 5
3.1 温度控制系统硬件设计原则 5
3.2 微处理器应用 6
3.3 A/D模数据转换设计 7
3.3 温度检测模块设计 8
3.5 操作界面 9
3.6 液晶显示单元设计 10
3.7 按键电路设计 11
3.8 数据保护电路设计 12
3.9 驱动控制部分 13
3.10 电加热型反应釜 13
4 温度控制系统软件设计 14
4.1软件设计概述 14
4.2 按键模块设计 14
4.3 液晶显示模块设计 15
4.4 主控制器模块软件设计 16
5 系统的调试运行结果及分析 19
5.1系统调试 19
5.2系统运行结果 19
结束语 22
参考文献 23
附录 24
致谢 25
参考文献
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