基于單片機的智能油溫檢測報警系統設計

摘要：針對目前液壓系統油溫過高導致系統保護的問題，設計了一種基于單片機的智能油溫檢測報警系統。詳細闡述了該智能油溫檢測報警系統的原理。該智能油溫檢測報警系統以Atmel公司AT89C51型單片機為主要內核，采用銅熱電阻Cu50和摩托羅拉公司MC14433型A／D轉換器為溫度信號采集裝置，并以7448芯片驅動LED顯示，在精確測量溫度的同時實現油溫升高超限報警功能。
關鍵詞：液壓系統；油溫檢測；A／D轉換器；LED顯示

0 引言
目前，液壓系統廣泛應用于自動控制領域，其油溫過高導致系統保護是困擾液壓系統連續工作穩定性的主要問題，由于油路在循環過程中油溫不斷升高，當油路溫度超出油泵安全運行溫度時，現場工作人員必須停止運行液壓系統，當現場工作油泵臺數不斷增加時，工作人員須反復檢查每套液壓系統運行狀態，勞動強度非常大。針對以上問題設計了基于單片機的智能油溫檢測報警系統，該系統設計并實現在液壓系統工作過程中實時測量并實時顯示油溫，當溫度超過預警值時實現高溫報警，該設計成本和維護費用較低。提高了生產的安全性和可靠性，降低了工作人員的勞動強度。

1 系統總體設計
該系統由硬件部分和軟件部分組成，可實現精度±0．5℃的油溫檢測并實時顯示，溫度上限設定范圍由值班人員現場設定，當溫度高于上限時驅動LED報警燈亮，同時蜂鳴器嗚叫。系統配有鍵盤，可設上限報警，系統配有打印機可實時打印現場油溫，采用RS 232C標準與上位機通信實現編程。系統組成框圖如圖1所示。

2 硬件部分
2．1 傳感器及調理電路
傳感器采用價格低廉、穩定性較好的銅熱電阻Cu50，其精度達到±0．05℃、測溫范圍-50～150℃。
調理電路采用兩級放大環節，芯片Op07作為放大器，第一級為差動電橋放大器，可獲得較高的共模抑制比，第二級進行增益調節，將傳感器的輸出信號轉換為便于處理和傳輸的信號。
A／D轉換器采用與微處理器接口更為方便的BCD碼輸出的MC14433，將調理電路輸出的模擬電壓轉化為數字量送入CPU處理。
2．2 微處理器
系統采用AT89C51型單片機作為整個系統的核心，主要完成數據處理、邏輯判斷、狀態顯示、越限報警、中斷控制、定時打印、鍵盤操作、A／D采集、驅動執行部件。
2．3 人機接口
顯示系統的運行狀態及被控參量的實時值、便于操作人員對儀器進行操作，如設定溫度上限，包括鍵盤、顯示器、打印機接口、狀態指示燈及報警裝置驅動電路。鍵盤采用獨立鍵結構、中斷查詢結合。其特點是程序編制簡單、實時性強。設定上限需要兩個按鍵，分別是加1和減1，系統對置上限鍵進行中斷查詢，待確定控制要求后再對加1和減1進行查詢。
顯示器采用三位七段數碼管，動態顯示、軟件譯碼、共陰極、OC門驅動。采用7407芯片對陰極進行驅動，配合P2口約2 mA的灌電流，亮度較高。
打印機選用MP-16智能微型打印機，機芯為Model-150-II16行針打，控制方式采用定時打印式，設一個按鍵接到外部中斷引腳上，何時打印受操作人員控制，實時性較強。由于油溫變化較為緩慢，采用定時打印就能夠滿足實時性要求，定時間隔可根據需要設置。