【正文】 的安全策略，提高溫度測(cè)控系統(tǒng)的可靠性。 （ 2）使用看門狗（ WDT） 打開 WDT 需按次序?qū)?01EH 和 0E1H 到 WDTRST 寄存器（ SFR 地址為 0A6H），當(dāng) WDT 打開后，需在一定的時(shí)候 向 WDTRST 寫入 01EH 和 0E1H 喂狗來避免 WDT 溢出 。為使 WDT 工作最優(yōu)化，必須在合適的程序代碼時(shí)間段周期地復(fù)位 WDT 防止 WDT 溢出。當(dāng)硬件復(fù)位退出掉電模式時(shí)，處理 WDT可像通常的上電復(fù)位一樣。 為保證 WDT 在退出掉電模式時(shí)極端情況下不溢出，最好在進(jìn)入掉電模式前復(fù)位 WDT。復(fù)位電路如下圖 。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 30 頁 共 49 頁 圖 主程序流程 圖 開始 LCD 初始化 18B20 初始 化 鍵盤掃描 溫度設(shè)定 T1 和讀取測(cè)量溫度 T2 顯示 T1 和 T2 DA 數(shù)模轉(zhuǎn)換 Val++ 保持 Val Val PID 溫度調(diào)節(jié) 輸出值 Val=30 電流輸出控制 END T1T2 時(shí)的輸出值 T1T2 時(shí)的輸出值 T1=T2 返回繼續(xù)檢測(cè) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 31 頁 共 49 頁 讀取 12 位 2 進(jìn)制數(shù)據(jù) 12 位數(shù)據(jù) 雙 8 位分離 10 進(jìn)制 溫度顯示 初始化 DS18B20 啟動(dòng)測(cè)溫 。 當(dāng)水溫大于臨界溫度值時(shí)，蜂鳴器報(bào)警并且停止 運(yùn)行 。為防止 AT89S51 從空閑模式中復(fù)位，用戶需周期性地設(shè)置定時(shí)器，重新進(jìn)入空閑模式。為防止中斷誤復(fù)位，當(dāng)器件復(fù)位，中斷引腳持續(xù)為低時(shí)， WDT 并未開始計(jì)數(shù)，直到中斷引腳被拉高為止。掉電模式下，用戶不能復(fù)位 WDT。 WDT計(jì)數(shù) 器既不可讀也不可寫，當(dāng) WDT 溢出時(shí)，通常將使 RST 引腳輸出高電平的復(fù)位脈沖。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 28 頁 共 49 頁 AT89S51 內(nèi)部 “看門狗”電路設(shè)計(jì) （ 1）看門狗定時(shí)器（ WDT） WDT 是為了解決 CPU 程序運(yùn)行時(shí)可能進(jìn)入換亂或死循環(huán)而設(shè)置，它由一個(gè) 14位計(jì)數(shù)器和看門狗復(fù)位 SFR（ WDTRST） 構(gòu)成。因此，提高單片機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性已經(jīng)成為提高整個(gè)燃?xì)鉄崴魉疁乜刂葡到y(tǒng)安全性的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。因而，隨著單片機(jī)在燃?xì)鉄崴飨到y(tǒng)中的深入應(yīng)用，使其應(yīng)用的安全性就成為一個(gè)非常突出、急待解決的重要問題。如圖 . 電流 控制電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)通過 P0 口輸出數(shù)據(jù)， DAC0832 把數(shù)據(jù)量轉(zhuǎn)換為模擬量，由于轉(zhuǎn)換出的電流很小，最大的只有 330uf 左右，所以需要用運(yùn)放先把電流轉(zhuǎn)換成電壓，出來的電壓是負(fù)值，所以發(fā)光二極管倒過來接，根據(jù)發(fā)光二極管的大小來顯示輸出電流的大小，通過接一個(gè) 220的電阻，達(dá)到把電壓轉(zhuǎn)換成電流的簡單電路，達(dá)到電流控制的作用。其電路圖如圖 所示。 變壓器的選擇 變壓器主要是將 220V變壓成燃?xì)鉄崴髦懈鱾€(gè)系統(tǒng)所需要的電壓，可以買伊戈?duì)栯姎夤镜漠a(chǎn)品，質(zhì)量和功能都能滿足多電源提供的要求。當(dāng)水閥關(guān)閉，水停止流動(dòng)時(shí)，薄膜兩側(cè)的壓力差消失，閥瓣在彈簧的作用下復(fù)位，切斷了主燃燒器的供氣，主燃燒器熄火（此時(shí)如有小火燃燒器則保持原來的燃燒狀態(tài)）。 壓差式：采用薄膜兩側(cè)水的壓力差的原理。 水氣聯(lián)動(dòng)裝置的作用是保證在水壓足夠且被引進(jìn)熱交換器流動(dòng)時(shí)，燃?xì)庵崎y門才能打開。 四、電機(jī)配套軸承采用日本 NSK、 NTK 軸承，質(zhì)量可靠，經(jīng)久耐用 . 五、相關(guān)風(fēng)機(jī)性能參數(shù)： (參考值 )電壓： AC220V 頻率： 50HZ 轉(zhuǎn)速： 2750r/min 輸入功率： 25+10%W 風(fēng)量： ： 180Pa(也可設(shè)置正壓） 。 根據(jù)溫度傳感器傳給控制板的數(shù)據(jù)，由單片機(jī)發(fā)出指令，自動(dòng)控制火力的大小，從而達(dá)到水溫的自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制。 當(dāng)線圈斷電時(shí)電磁力消失，永磁力使永磁體吸向磁芯，球閥上移關(guān)閉閥口；在斷電狀態(tài)下永磁體始終吸向磁芯，對(duì)球閥產(chǎn)生恒定拉力，使該閥口具有良好的密封效果。 b、比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)：主要由電磁系統(tǒng)、永磁體、球閥組件構(gòu)成。運(yùn)算放大器輸出的模擬量 V0 為： 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 20 頁 共 49 頁 圖 482 由上式可見，輸出的模擬量 與輸入的數(shù)字量（ ） 成正比，這就實(shí)現(xiàn)了從數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換。其值與 Iout1 之和為一常數(shù)。 WR2：為 DAC 寄存器寫選通輸入線。 ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號(hào)輸入線，高電平有效。若需要 相應(yīng)的模擬電壓信號(hào)，可通過一個(gè)高輸入阻抗的線性運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)。 一個(gè) 8位 D/A 轉(zhuǎn) 換器有 8個(gè)輸入端（其中每個(gè)輸入端是 8位二進(jìn)制數(shù)的一位），有一個(gè)模擬輸出端。 DS18B20 在完成一個(gè)讀時(shí)序過程，至少需要 60us才能完成。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸 都是從主機(jī)主動(dòng)啟動(dòng)寫時(shí)序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫命令后，主機(jī)需啟動(dòng)讀時(shí)序完成數(shù)據(jù)接收。 由于 DS18B20 是在一根 I/O 線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對(duì)讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。 （ 6）、內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。 （ 4）、測(cè)量溫度范圍在－ 55。因此用它來組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍 指令 5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo) 指令 6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為 4 位總線，低電平時(shí)為 8 位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示 5x7 的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示 5x10的點(diǎn)陣字符 指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置指令 8： DDRAM 地址設(shè)置 指令 9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令 或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 第 15～ 16腳： 15腳接 VCC， 16接 GND,作背光用。 第 5腳： RW為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。即使是短時(shí)間的電流過載也可能對(duì)發(fā)光管造成永久性的損壞 。也就是說所有教科書、網(wǎng)絡(luò)教程上的程序（不論教科書上采用的單片機(jī)是 8051 還是 89C51 還是 MCS51 等等），在 89S51 上一樣可以照常運(yùn)行，這就是所謂的向下兼容。 電源關(guān)閉標(biāo)識(shí)。 工作頻率為 33MHz，大家都知道 89C51 的極限工作頻率只有 24M，就是說 S51 具有更高工作頻率，從而具有了更快的計(jì)算速度。 （ 2）單片機(jī)管腳使用的說明 AT89S51 是一個(gè)有 40 個(gè)引腳的芯片，引腳配置如圖 22 所示。微分時(shí)間應(yīng)加長 理想曲線兩個(gè)波，前高后低 4 比 1 一看二調(diào)多分析，調(diào)節(jié)質(zhì)量不會(huì)低 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 13 頁 共 49 頁 4 燃?xì)鉄崴飨到y(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 元器件的選擇 單片機(jī)的選擇 （ 1）單片機(jī)芯片的選擇 MCS5 一 51系列單片機(jī)及其兼容機(jī)在國內(nèi)擁有廣泛的用戶?，F(xiàn)在一般采用的是臨界比例法。二是工程整定方法，它主要依賴工程經(jīng)驗(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行，且方法簡單、易于掌握，在工程實(shí)際中被廣泛采用。它是根據(jù)被控過程的特性確定 PID 控制器的比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間的大小。 （ 24）表示的控制算法直接按（ 21）所給出的 PID 控制規(guī)律定義進(jìn)行計(jì)算的，所以它給出了全部控制量的大小，因此被稱為 全量式 或 位置 式 PID 控制算法。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的伺服控制。 圖 PID 控制系統(tǒng)原理框圖 PID 控制器是一種線性控制器 ,一種它根據(jù)給定值 rin(t)與實(shí)際輸出值 yout(t)構(gòu)成控制偏差： e(t)=rin(t)yout(t) (41) PID 控制就是對(duì)偏差信號(hào)進(jìn)行比例、積分、微分運(yùn)算后，形成一種控制規(guī)律。冷水進(jìn)水端打開以后，水的壓力控制安全閥打開，燃?xì)膺M(jìn)入噴嘴，同時(shí)電子打火裝置也開始工作，燃?xì)忾_始在燃燒室內(nèi)燃燒，冷水經(jīng)過熱交換器變成熱水供人們使用。 4．報(bào)警功能 當(dāng)溫度測(cè)量數(shù)值偏離設(shè)定數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，以提醒用戶及時(shí)查明故障原因和解決問題。 2．設(shè)定溫度 用戶可以自行設(shè)定任何一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的溫度數(shù)值，數(shù)字小鍵盤輸入、 LCD 顯示，其顯示數(shù)值范圍是 0～ 99，代表溫度范圍是 0～ 99℃ 。 ⑦ 保護(hù)電路，當(dāng)出現(xiàn)干燒，溫度高于設(shè)定值等情況，自動(dòng)切斷電源，停止工作。 ③ 單片機(jī)，是整個(gè)電路的控制核心，實(shí)現(xiàn) PID 模糊控制?？刂破饔布Y(jié)構(gòu)電路原理如圖 所示。核心處理器選用 ATMEL 公司生產(chǎn)的 89S51 系列單片機(jī)，該單片機(jī)功能強(qiáng)大，資源豐富 ，運(yùn)算速度快，滿足我們溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要。當(dāng)水溫高于某臨界溫度（如 70176。而成本是一個(gè)產(chǎn)品必須考慮的，盡可能在滿足各方面要求的前提下降低成本是廠家追求的。另外為了保證舒適性，在進(jìn)水量不同的情況下也要求對(duì)生活水溫度進(jìn)行良好的控制，也就是要求控制器的魯棒性要強(qiáng)。 c） 進(jìn)水量變化時(shí)的超調(diào)：按 GB693294 之規(guī)定，在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下，將燃?xì)鉄崴鞯倪M(jìn)水量調(diào)至額定水流量，在燃?xì)鉄崴鞯某鏊疁囟冗_(dá)到穩(wěn)定后，將燃?xì)鉄崴鞯倪M(jìn)水量 瞬時(shí)變化177。溫度控制是控制器設(shè)計(jì)的最重要的任務(wù)，控制器設(shè)計(jì)是否成功關(guān)鍵就是看它對(duì)出水溫度的控制效果。 （ 1）安全性：安全性是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)首先需要考慮的問題，雖然燃?xì)鉄崴靼l(fā)展到今天可以認(rèn)為基本解決了安全性的問題，但是諸如燃?xì)庑孤?、煙氣泄漏、水溫偏高?dǎo)致燙傷等安全事故還是偶有發(fā)生，所以保證系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠是控制器設(shè)計(jì)的基本要求。要求 溫度傳 感器及轉(zhuǎn)換電路 ， 水溫設(shè)定與自動(dòng)調(diào)節(jié)電路 ， 單片機(jī)輸入輸出接口電路 以及顯示模塊的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)出燃?xì)鉄崴鞯膯纹瑱C(jī)控制器，要求功能齊備，使用方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，安全可靠。但是，此類熱水器還存在許多不盡如人意的地方，因?yàn)樵擃惾細(xì)鉄崴魇褂?的是煤氣和氧氣進(jìn)行燃燒產(chǎn)生熱量，需要安裝在室外通風(fēng)良好的地方，否則氧氣不足會(huì)造成煤氣不完全燃燒而產(chǎn)生一氧化碳對(duì)人的生命構(gòu)成威脅，而對(duì)熱水器的控制調(diào)節(jié)都在機(jī)體上 ，以致洗浴時(shí)需要預(yù)先調(diào)節(jié)好水溫，有時(shí)候遇到水壓不正常就造成水溫浮動(dòng)不定，使洗浴者又要出來調(diào)節(jié)水溫，這樣不僅浪費(fèi)水和燃?xì)猓医o洗浴者桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 4 頁 共 49 頁 帶來極大不便。水量調(diào)節(jié)旋鈕按標(biāo)識(shí)調(diào)小時(shí)，水流量減少，熱水溫度升高；調(diào)大時(shí)，水流量增大，熱水溫度降低。燃?xì)鉄崴麟m然容量小，但分布量大面廣，其發(fā)展和社會(huì)的千家萬戶有著密切的關(guān)系。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 3 頁 共 49 頁 （ 3）更加環(huán)保 我國燃?xì)鉄崴鳂?biāo)準(zhǔn)中現(xiàn)在除規(guī)定了對(duì)排煙 CO 含量的限制外，即限制燃燒不完全程度，還對(duì)排煙 NOx 含量作了要求。 （ 2）舒適性的提高 燃?xì)鉄崴魇褂玫氖孢m性便是人們關(guān)心的重要問題。 燃?xì)鉄崴鞯陌l(fā)展趨勢(shì) 隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展以及人們生活水平的提高，燃?xì)鉄崴饕苍诓粩喔隆l(fā)展，以滿足人們對(duì)較高生活品質(zhì)的追求。這主要表現(xiàn)在先進(jìn)控制技術(shù)的引入，目的是解決燃?xì)鉄崴魇褂弥腥匀淮嬖诘闹饕埽撼鏊疁囟日{(diào)節(jié)給使用者帶來的問題，水溫度的調(diào)產(chǎn)品，線控?zé)崴?、恒溫?zé)崴鳌⒅悄苄蜔崴饕嘤谐霈F(xiàn)。有別于自吸閥的一些安全裝置也有出現(xiàn)，目前采用自吸閥的燃?xì)鉄崴饕廊皇鞘袌?chǎng)的主流。 （ 2）以完善使用特性為目的的第二階段：自吸閥的引入是對(duì)完善使用特性的重要貢獻(xiàn)，而以水驅(qū)式自動(dòng)點(diǎn)火作為主要特征，這一進(jìn)步使燃?xì)鉄崴鞯募夹g(shù)品質(zhì)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。采用壓電陶瓷點(diǎn)火方式，小火先著，水氣聯(lián)動(dòng)控制閥、控制點(diǎn)火，互相獨(dú)立的氣、水調(diào)節(jié)閥門，熱電偶式的熄火保護(hù)裝置。 第一臺(tái)燃?xì)鉄崴髡Q生已經(jīng)超過了 100 年。燃?xì)鉄崴饔羞@些分類方式，按使用氣種可以分為使用天然氣、人工煤氣和液化石油氣 3 種。 DS18B20。 To improve the accuracy of temperature control, digital PID process control, enabling the temperature of the continuously adjustable, LCD1602 display with water temperature。 根據(jù)以上情況， 設(shè)計(jì)了合理的燃?xì)鉄崴骱銣乜刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)：采用 8 位單片機(jī) 89S51和 DS