【正文】 號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào) 傳送給單片機(jī)，單片機(jī) 經(jīng)過(guò) 計(jì)算與處理后將溫度、壓力信息顯示在 LED顯示器上，文中介紹了該控制系統(tǒng)的硬件部分，包括：溫度檢測(cè)電路、溫度控制電路、壓力檢測(cè)電路、 穩(wěn)壓電源電路 和其他一些單片機(jī)接口電路。文中 還介紹了軟件設(shè)計(jì)部分，在這里采用模塊化結(jié)構(gòu)編程。 Pressure by level sensor signal pressure of real time data collection, with an analog form transfer to the single chip microputer, microcontroller through the A/D conversion, converted into digital signals, calculation and treatment will temperature, pressure, water level information displayed in the LCD monitor, the paper introduces the hardware part of the control system, including: temperature detection circuit, temperature control circuit, pressure detection circuit, pressure control circuit and other single chip microputer interface circuit. The paper also introduces software design part, here the modularized structure programming. Software is mainly three parts: the main program, keyboard interrupt and key processing program, prearcing interruption program. The other one XieZi programs include: temperature signal processing program, show program, PID processing procedure, etc. This system can to the boiler temperature and water level of the full automation control, not only save thehuman resource, and at the same time use electric heating system, more energy efficient, more environmental protection and is more a feasibility. Keywords:Temperature detection A/D conversion Water pressure test PID control III 目 錄 摘 要 ................................................. I Abstract .......................................................... II 1 緒論 ............................................................. 1 研究背景及現(xiàn)狀 ............................................... 1 發(fā)展前景 .................................................... 1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思想 .......................................... 2 2 鍋爐溫度和壓力控制系統(tǒng)主要器 件選擇 ......................... 4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總框圖 ............................................... 4 單片機(jī)的選擇 ................................................ 4 溫度傳感器 .................................................. 7 壓力傳感器 .................................................. 8 A/D 轉(zhuǎn)換器 .................................................. 11 3 鍋爐溫度和壓力控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) ...................... 13 最小單片機(jī)系統(tǒng) ............................................. 13 晶振電路 .............................................. 13 復(fù)位電路 .............................................. 13 溫度采集模塊設(shè)計(jì) ........................................... 14 溫度控制電路 設(shè)計(jì) ............................................ 15 壓力檢測(cè)電路設(shè)計(jì) ............................................ 16 鍵盤及顯示電路 .............................................. 17 報(bào)警電路設(shè)計(jì) ............................................... 19 穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì) ............................................ 20 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .................................................. 21 控制算法研究 ................................................ 21 系統(tǒng)總流程圖設(shè)計(jì) ............................................ 22 IV 溫度和壓力檢測(cè)程序流程圖設(shè)計(jì) ............................... 23 鍵盤輸入子程序流程圖設(shè)計(jì) .................................... 24 顯示子程序流程圖 ............................................ 25 外部中斷程序流程圖 .......................................... 26 5 結(jié)論 ............................................................ 27 致 謝 ............................................................ 28 附圖：系統(tǒng)原理總圖 ............................................. 29 附錄：代碼編寫 .................................................. 30 參考文獻(xiàn) ......................................................... 37 江蘇師范大學(xué)科文學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的鍋爐溫度和壓力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 研究背景及現(xiàn)狀 鍋爐是一種熱能轉(zhuǎn)換設(shè)備， 傳統(tǒng)的鍋爐 由鍋和 爐 兩大主體和保證其安全經(jīng)濟(jì)連續(xù)運(yùn)行的附件，儀表附屬設(shè)備，自控和保護(hù) 系統(tǒng)組成，水在鍋（鍋筒）中不斷被爐里燃料燃燒釋放出來(lái)的能量加熱，溫度升高并產(chǎn)生帶壓蒸汽，由于水的沸點(diǎn)隨壓力的升高而升高，鍋是密封的，水蒸氣在里面的膨脹受到限制而產(chǎn)生壓力形成熱動(dòng)力（嚴(yán)格的說(shuō)鍋爐的水蒸氣是水在鍋筒中定壓加熱至飽和水再汽化形成的）作為一種能源廣泛使用。因此在人口密集的居民區(qū)、旅館、醫(yī)院和學(xué)校，電加熱鍋爐完全 能替代燃煤、燃油、燃?xì)忮仩t。 （ 2）能量轉(zhuǎn)化效率 很 高。 （ 4）體積小，重量輕，占地面積小。與燃煤、燃油、燃?xì)忮仩t相比，操作運(yùn)行更加方便、簡(jiǎn)單。目前，因?yàn)榧矣缅仩t設(shè)備屬于批量制造生產(chǎn)，而一整套完備的控制系統(tǒng)是每臺(tái)鍋爐所必需的，針對(duì)小型鍋爐的這些特點(diǎn)，更結(jié)合產(chǎn)品的成產(chǎn)成本考慮，以單片機(jī) MCS51 為核心器件組成的控制系統(tǒng)成為了最為理想的選擇。 DS18B20 溫度傳感器 采用 DALLAS公司生產(chǎn)的 DS18B20 可組網(wǎng)數(shù)字溫度傳感器芯片封裝而成， 其產(chǎn)品以 具有江蘇師范大學(xué)科文學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的鍋爐溫度和壓力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 封裝形式多樣，耐磨耐碰，使用方便，體積小， 而廣泛應(yīng)用 于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域 。利用溫度傳感器 DS18B20采集測(cè)量鍋爐水溫 ； 使用 LED顯示器顯示氣壓值、預(yù)先設(shè)定的溫度報(bào)警值和當(dāng)前采集的溫度值。燃燒器電源重新接通，鍋爐繼續(xù)加熱。 江蘇師范大學(xué)科文學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的鍋爐溫度和壓力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 2 鍋爐溫度和壓力控制系統(tǒng)主要器件選擇 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總框圖 鍋爐溫度控制系統(tǒng)的主控部分由單片機(jī)構(gòu)成。同時(shí)為結(jié)合實(shí)際需要，本系統(tǒng)亦對(duì)鍋爐內(nèi)氣壓進(jìn)行控制。采用 40 引腳 雙列直插式 DIP（ Dual In Line Package），內(nèi)有 128 個(gè) RAM 單元及 4K 的 ROM。 P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78R S T / V pd9R X D / P 10T X D / P 11I N T O / P 3. 112I N T 1/ P 3. 313T 0/ P 3. 414T 1/ P 3. 515W R / P 3. 616R D / P 3. 717X T A L 218X T A L 119G N D20V c c40P 0. 0/ A D 039P 0. 1/ A D 138P 0. 2/ A D 237P 0. 3/ A D 336P 0. 4/ A D 435P 0. 5/ A D 534P 0. 6/ A D 633P 0. 7/ A D 732E A / V pp31A L E / P R O G30P S E N29P 2. 7/ A 1528P 2. 6/ A 1427P 2. 5/ A 1326P 2. 4/ A 1225P 2. 3/ A 1124P 2. 2/ A 1023P 2. 1/ A 922P 2. 0/ A 821 圖 22 80C51 單片機(jī) GNE(20 腳 ):接地 VCC（ 40 腳） : 主電源 +5V XTAL1（ 19腳） :接外部晶體的一端。在片內(nèi)它是一個(gè)振蕩電路反相放大器的輸出端，振蕩電路的頻率是晶體振蕩頻率。 另一方面 ，在訪問(wèn)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效 PSEN 信號(hào)不 會(huì)出現(xiàn)。 CPU 在向片外存儲(chǔ)器取指令期間， PSEN 信號(hào)在 12 個(gè)時(shí)鐘周期中 會(huì)生效兩次 。當(dāng)?shù)刂烦?4KB 時(shí)，將自動(dòng)執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器的程序。作為漏極開(kāi)路的輸出端口，每位能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。在 P1 口作為輸入口使用時(shí)，應(yīng)先向 P1 口鎖存器（地址 90H）寫入全 1，此時(shí) P1 引腳由內(nèi)部上接電阻接成高電平。 ②做一般 I/O 口使用，其內(nèi)部有上拉電阻。 溫度傳感器 Dallas 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器 DS18B20是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。如圖 23 所示DS18B20 引腳排列圖 圖 23 DS18B20 引腳排列圖 DS18B20特性：只需要一個(gè)端口來(lái)進(jìn)行通訊；簡(jiǎn)單的多點(diǎn)分布應(yīng)用；無(wú)需外部應(yīng)用；不需要接外部器件及電路； .能通過(guò)數(shù)據(jù)線作為電源線來(lái)進(jìn)行供電；無(wú)待機(jī)產(chǎn)生的功耗；測(cè)溫范圍－ 55～＋ 125℃，以 ℃為單位遞增；溫度測(cè)量結(jié)果以 8 位數(shù)字量輸出；溫度模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量時(shí)間為 200ms（典型值）。 引腳序號(hào)