【正文】 S1減溫S2加溫R310KC510uFVCC復(fù)位電路GND1 I / O2 V CC3U5DS18B20VCCR710K+12T1TRANS1C3100uFC4104132VVGNDINOUTU278L05132VVGNDINOUTU178L12D14148D24148D34148D44148C1100uFC2104C5100uFC6104VCC+12220V ~16V~ 電熱絲U7FMVCCQ3PNPR41KFMheatheatpumppumpFMS3顯示設(shè)定溫度TZTZRSTS1P2.0P2.1P2.2P2.3P1.2P1.1P1.0P1.4 19 附錄 2 系統(tǒng) C 程序 include define uchar unsigned char define uint unsigned int uchar code table[]={ //共陰極 LED 顯示代碼 0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71}。 sbit sw_sx=P2^0。 sbit tz=P3^2。y)。k0。 while(i0)i。 dat=ds。i++) { j=tempreadbit()。j++) { testb=datamp。while(i0)i。 delay(1)。 a=tempread()。 //乘以 10 表示小數(shù)點(diǎn)后面只取 1 位，加 是四舍五入 f_temp=f_temp+。 we1=1。 i=t/1000。(sw_sx==0)) //水位下限檢測 { led_low=1。(sw_sx==0)) { TR0=0。(sw_sx==1)) //水位上限檢測 { TR0=0。 led_low=led_nm=led_high=1。 } void main(void) //主程序 { uint wd=900。 EA=1。 if(tz==0) //調(diào)用溫度調(diào)整子函數(shù) wd_tz(amp。 while(b=wd) heat=0。 b=get_temp()。sw_sx)==1) //故障檢測與報警 TR0=1。 //定時器 0，工作方式 2 TH0=(65536500)/256。 if(tz==0) EX0=0。sw_sx)==1) //故障檢測與報警 { pump=0。 //正常水位 LED 指示 24 } } else if((sw_xx==0)amp。 while((sw_xx==0)amp。 } void sw_jc() //水位檢測 { if((sw_xx==1)amp。 we3=1。 switch(num) { case 1: we1=0。 //溫度在寄存器中為 12 位 分辨率位 176。 tempwritebyte(0xcc)。i++。 ds=1。 for(j=1。 21 for(i=1。i++。 ds=1。j0。x) for(y=110。 sbit we1=P2^6。 sbit heat=P1^5。 我也要感謝我的父母，他們是我多年來堅持不懈完成學(xué)業(yè)的精神支柱和力量源 泉。 德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2020 屆 自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計） 14 程序流程圖 圖 23 程序流程圖 系統(tǒng)初始化 開始 是否有故障 ? 報警 水位是否低 ? 水 泵 進(jìn)水 Y N N Y 有鍵按下 ? 溫度設(shè)定子 程序 Y N 溫度采集 子程序 水位檢測 水位指示 溫度顯示 水溫低于設(shè)定 ? 加熱器加熱 Y N 返回 停止加熱 停止進(jìn)水 N 德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2020 屆 自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計） 15 4 總結(jié) 本文根據(jù)電鍋爐對控制系統(tǒng)的要求研制了以 AT89C51 單片機(jī)為核心部件的 電鍋爐溫度控制系統(tǒng) ，實(shí)現(xiàn)了溫度 和液位的采集、顯示與控制，溫度設(shè)置、故障 報警等各種功能。 德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2020 屆 自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計） 13 圖 21 水泵驅(qū)動電路 圖 22 加熱器驅(qū)動電路 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計 軟件設(shè)計方案 系統(tǒng)軟件在程序設(shè)計時采用了模塊化設(shè)計方法，將控制器所要完成的功能分 別編寫和調(diào)試，所有模塊調(diào)試成功以后，將各個模塊連接，構(gòu)成單片機(jī)軟件系統(tǒng)。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在 電磁力 吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（ 常開觸點(diǎn) ）吸合。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號放大。當(dāng)鍋爐內(nèi)水位達(dá)到水位上限時，高水位 LED 燈亮；當(dāng)水位達(dá)到下限時，低水位 LED 燈亮；當(dāng)水位處于正常范圍時，正常水位指示 LED 燈亮。 表 4 共陰極數(shù)碼管編碼 符號 編碼 符號 編碼 0 3FH 8 7FH 1 06H 9 6FH 2 5BH A 77H 3 4FH B 7CH 4 66H C 39H 5 6DH D 5EH 6 7DH E 79H 7 07H F 71H 74HC573 鎖存器 74HC573 為高性能硅門 CMOS 器，器件的輸入是和標(biāo)準(zhǔn) CMOS 輸出兼容的；加上拉電阻， 能和 LS/ALSTTL 輸出兼容。結(jié)合本設(shè)計的特點(diǎn)，在這里系統(tǒng)的顯示采用發(fā)光二極管作為顯示器件。因此，此鍵盤是用于按鍵較少或操作速度較高的場合。 t2 距 t0 為 15μ s，也就是說，t2 時刻前主機(jī)必須完成讀位，并在 t0 后的 60μ s～ 120μ s 內(nèi)釋放總線。 表 3 配置存儲器與分辨率關(guān)系 R0 R1 溫度計分辨率 /bit 最大轉(zhuǎn)換時間 /ms 0 0 9 0 1 10 1 0 11 375 1 1 12 750 溫度算法 (分辨率為 ℃ )： (1)當(dāng) SSSSS=11111b， D=1。而模擬式的溫度傳感器 由于數(shù)據(jù)采集部分需要 A/D 轉(zhuǎn)換，還需要設(shè)計相應(yīng)的放大電路，電路設(shè)計較為復(fù)雜， 并且在可靠性和抗干擾能力上都不如數(shù)字式溫度傳感器，所以最終選擇 數(shù)字式傳感器 DS18B20 進(jìn)行溫度測量。按鍵復(fù)位電路如圖 3 所示 。當(dāng)采用外部振蕩器時，該引腳接收振蕩器的信號，即把此信號直接接到內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。但在此期間內(nèi)，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 PSEN 信號將不出現(xiàn)。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P2 的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式） 4 個輸入口使用時，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一 個電流（ IIL）。 AT89C51 有 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 ， 具有 低功耗的閑置和掉電模式 ，在空閑方式下， CPU 停止工作，但允許內(nèi)部 RAM、定時器 /計數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 本系統(tǒng)能夠?qū)崟r檢測鍋爐水溫、水位 ， 水溫檢測用 DS18B20 傳感器，水位檢測利用常用的浮漂式開關(guān)，水溫通過數(shù)碼管顯示 ， 水位由 LED 燈指示 ， 當(dāng)水溫超過或低于設(shè)定的溫度時 ， 驅(qū)動加熱器動作；當(dāng)水位達(dá)到水位上限或下限時 ， 驅(qū)動水泵動作。由于爐子的種類及原理不同，因此所采用的加熱方法及燃料也不同，如煤氣、 天然氣、油電等。與傳統(tǒng)的以煤和石化產(chǎn)品為燃料的鍋爐相比 ， 還具有投資少 、 占地面積小 、 操作方便 、 熱效率高 、 能量轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點(diǎn)。 系統(tǒng)設(shè)置了按鍵 電路 ， 可對鍋爐初始溫度進(jìn)行設(shè)定 。系統(tǒng)設(shè)置了按鍵電路，可對鍋爐初始溫度進(jìn)行設(shè)定。對于不同生產(chǎn)情況和工藝要求下的溫度控制，所采用的加熱方式，選用的燃料，控制方案也有所不同。如何更好地提高控制性能，滿足不同系統(tǒng)的控制要求 ， 是目前科學(xué)研究領(lǐng)域的一個重要課題。目前國內(nèi)電熱鍋爐控制大都采用的是開關(guān)式控制，甚至是人工控制方法。 三、課題設(shè)計方案 [主要說明：研究（設(shè)計）的基本內(nèi)容、觀點(diǎn)及擬采取的研究途徑和方法。 ] 2020 年 12 月 21— 2020 年 2 月 5 號：查閱各種資料，課本等 ； 2020 年 2 月 6— 2 月 16：完成論文開題報告 ； 2020 年 2 月 17— 3 月 20：完成中期檢查表 ； 2020 年 3 月 21— 4 月 20：完成論文初稿 ； 2020 年 4 月 21— 5 月 1：完成論文終稿 ； 2020 年 5 月 2 以后開始準(zhǔn)備論文答辯 。由于控制對象越來越復(fù)雜 ， 在溫度控制方面 ， 還存在著許多問題。目前國內(nèi)電熱鍋爐控制大都采用的是開關(guān)式控制 ， 甚至是人工控制方法。 隨著 單片 機(jī) 性能的 增強(qiáng)，為先進(jìn)的控制算法提供的載體，許多高性能的新型機(jī)種應(yīng)運(yùn)而生。 德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2020 屆 自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計） 3 系統(tǒng) 框圖 圖 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 控制中心 AT89C51 單片機(jī) 本設(shè)計本著實(shí)用性和適用性的要求，選擇 AT89C51 單片機(jī)作為 控制中心。 電 鍋爐 水位檢測 水泵 加熱器 水溫檢測 繼電器 光 耦 單片機(jī) 控制 中心 水溫顯示 鍵盤 故障報警 水位指示 德州學(xué)院 機(jī)電工程系 2020 屆 自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計） 4 （ 2） 管腳說明 圖 2 AT89C51 引腳圖 各 引腳功能說明如下 ： VCC： 電源 ； GND： 地 ； P0 口： P0 是一個 8 位漏極開路型雙向 I/O 端口。 P2 的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式） 4 個 TTL 輸入。 ALE/ PROG ： 當(dāng)訪問外部存儲器時， ALE（地址鎖存允許）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。然而要注意的是，如果保密位 LB1 被編程，復(fù)位時在內(nèi)部會鎖存 EA 端的狀態(tài)。采用外部振蕩器時，此引腳應(yīng)懸浮不連接。 本設(shè)計采用的晶振頻率為 12MHZ。 圖 7 DS18B20 測溫原理圖 （ 2） DS18B20 的引腳功能 圖 8 底視圖 引腳功能如下表所示： 表 2 DS18B20 的引腳功能描述 序號 名稱 引腳功能描述 1 GND 接地信號 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。 初始化時序見圖 9 主機(jī)總線在 t0 時刻發(fā)送一個最短為 480μ s 的低電平復(fù)位脈沖信號，接著在 t1 時刻釋放總線并進(jìn)入接收狀態(tài)， DSl8B20 在檢測到總線的上升沿之后，等待 15μ s～ 60μ s，接著在 t2 時刻發(fā)出低脈沖 (60μ s～ 240μ s)，如圖中虛線所示， 18B20 響應(yīng)之后又恢復(fù)為 高電平， t2～ t4 稱為 18B20 的響應(yīng)時間，最少為 480μ s。 經(jīng)單片機(jī)處理后控制水泵的開啟或關(guān)閉。 設(shè)計中設(shè)置了水溫調(diào)整，能夠通過按鍵實(shí)現(xiàn)溫度的設(shè)定。一位顯示器由八個發(fā)光二極管組成，其中， 7 個發(fā)光二極管構(gòu)成字形“ 8”的各個筆劃（段） ag