基于單片機的密閉容器內壓力控制系統設計

介紹一種用單片機作為控制器，實現對密閉容器內汽液混合狀態下的蒸汽壓力和爐壁溫度進行控制的方案。該控制器采用模糊控制技術，適用于非線性、時變和時滯系統。實驗結果表明，它具有無超調、無靜差、魯棒性強等特點。

1系統的硬件組成

總體的硬件結構如圖1所示。

選用PIC16C74單片機作為主控制芯片，它有40根引腳，振蕩頻率可達20MHz，內含4KB的程序存儲器和192Bytes的RAM。內置3個定時器，2個*模塊，一個同步串行通信接口，一個5輸入通道的8位A/D轉換模塊，并提供了12個中斷源。

1.2測溫電路部分

本電路的測溫傳感元件采用電阻溫度探測器(RTD)。阻值RT與溫度T有如下對應關系：RT=R0(1+AT+BT2-100CT3+CT4)其中：R0為0℃時的阻值，A、B、C均為恒定的常數。本系統中選用Honeywell公司的HEL-700鉑金RTDs。

其電路設計為圖2所示。V0為輸出電壓，RT為溫度T時的阻值。則：V0=[(1+RT/1000)-1]*10/10=0.001RT。根據圖2電路輸出的電壓值及上式計算出此時的RT值，從而通過已知的RTD的電阻/溫度關系得出測點處的溫度值。也可通過在輸出電壓V0后接差動輸入比例運算電路，實現輸出電壓值與測點處溫度值的一一對應關系。之后，便可直接接單片機的一路模擬輸入。

1.3測壓電路部分

測壓部分電路如圖3所示。本系統采用的壓力傳感器為Honeywell公司的SCC系列產品，壓力傳感器起到惠斯登橋的作用，在恒流源驅動時可提供穩定的溫度輸出。圖3中，SCC前邊的電路提供恒流源;后邊的電路中，U3、U4、U5、U6均為集成運算放大器，利用U3、U4作為跟隨器，可以起隔離作用，避免后邊電路中的信號對前邊電路產生影響。R3為電位器，調節它可以進行壓力傳感器偏置的校準，調節R7可以改變壓力傳感器輸出的電壓的放大倍數。