【正文】 EQU 。存放報(bào)警溫度值的十位 WATER_AL1 EQU 33H 。燃燒器開(kāi)關(guān) K1 EQU P24 。求學(xué)之艱，現(xiàn)在終于能告一段落，心生諸多感觸，冷暖甜苦自知，但也頗感欣慰。s Guide, MadiWorks,Inc[M]. 1997[15] Motorola, Microcontroller Setectro Guide. Quarter[M].2022,4:146157. 安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 致 謝此次畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的題目是鍋爐溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在紀(jì)明偉老師的耐心指導(dǎo)下和自己通過(guò)在網(wǎng)上和圖書館的認(rèn)真查閱資料和撰寫開(kāi)題報(bào)告不斷探索的過(guò)程，我順利地完成了此畢業(yè)設(shè)計(jì)，更重要的是經(jīng)過(guò)這一個(gè)學(xué)習(xí)探索的過(guò)程，我對(duì)單片機(jī)和其自動(dòng)控制系統(tǒng)有了更進(jìn)一步的了解和掌握。因?yàn)橛脝纹瑱C(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)鍋爐的溫度控制有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（1）控制電路簡(jiǎn)單易懂；（2）智能化設(shè)計(jì)，能夠?qū)囟冗M(jìn)行較準(zhǔn)確地控制；（3）附加其它功能簡(jiǎn)單、方便；（4）經(jīng)濟(jì)。接著，在主機(jī)釋放總線，并進(jìn)入接收模式。當(dāng)鍋爐水位滿足條件的時(shí)候再對(duì)鍋爐的水溫采樣監(jiān)控，并進(jìn)行相應(yīng)的處理。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與 LED 點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，1602 是字符型液晶，顯示字母和數(shù)字比較方便，控制簡(jiǎn)單，成本較低，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多。 LCD1602 引腳圖 表 LCD1602 引腳說(shuō)明安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 引腳號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 1 VSS 地電源 2 VDD 接 5V 正電源 3 VLVL 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影” ，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度。紅燈滅綠燈亮表示正常工作。 （2）靈敏度高，控制功率小，電磁兼容性好：固態(tài)繼電器的輸入電壓范圍較寬，驅(qū)動(dòng)功率低，可與大多數(shù)邏輯集成電路兼容不需加緩沖器或驅(qū)動(dòng)器。(2)當(dāng)水溫、水位高于上限和低于下限時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警。－55～＋125℃，以 ℃遞增。 圖 DS18B20 引腳排列圖DS18B20 可以程序設(shè)定 912 位的分辨率，精度為 攝氏度。具有過(guò)熱，過(guò)流，調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)功能。有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)型號(hào) 78前面和后面還有一個(gè)或幾個(gè)英文字母，如W7AN7L78CV 等。(3)＝＝低電平時(shí)，即實(shí)際水位在水位上限和水位下限之間的位置，單片機(jī)不進(jìn)行處理，即保持給水泵的狀態(tài)不變。 圖 按鍵電路設(shè)計(jì) 水位檢測(cè)電路設(shè)計(jì)安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 鍋爐在正常加溫工作情況下，同時(shí)對(duì)鍋爐液位檢測(cè)。安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 輸出高電平時(shí)，燃燒器通電，進(jìn)行加熱處理。為了確保單片機(jī)正常復(fù)位，必需使其第 9 腳上出現(xiàn)的高電平保持2μs 以上。 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)指的是由最基本的電路元件組成的，外接部分簡(jiǎn)單的電路就能獨(dú)立成一定的工作任務(wù)的單片機(jī)系統(tǒng)。 PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 I/O 口作為輸入口時(shí)有兩種工作方式，即所謂的讀端口與讀引腳。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 12MHz） 。溫度傳感器一直檢測(cè)鍋爐內(nèi)部的水溫。本系統(tǒng)過(guò)程控制系統(tǒng)主要應(yīng)用于燃?xì)忮仩t的水溫控制系統(tǒng)。通過(guò)按鍵電路進(jìn)行溫度報(bào)警值的設(shè)定，并對(duì)鍋爐的水溫進(jìn)行采集及處理，然后與報(bào)警值重新啟動(dòng)進(jìn)行加熱處理。當(dāng)系統(tǒng)采集到溫度信號(hào)后與設(shè)定溫度進(jìn)行比較得到一個(gè)偏差，然后通過(guò) PID 運(yùn)算，從單片機(jī) 輸出一個(gè) PWM 波形來(lái)控制固態(tài)繼電器的導(dǎo)通與關(guān)閉，從而控制鍋爐的加熱絲在一個(gè)固定周期中通電加熱時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)達(dá)到恒溫控制的目的。 每一種方案都有其各自的優(yōu)點(diǎn)。此時(shí)溫度傳感器實(shí)時(shí)對(duì)鍋爐溫度檢測(cè)，當(dāng)溫度降到設(shè)定值的下限時(shí)，繼電器重新通電。選用LCD液晶顯示器和基于單總線的數(shù)字溫度傳感器DS18B20。因此，研制開(kāi)發(fā)小型家用燃?xì)忮仩t就具有客觀的市場(chǎng)價(jià)值與現(xiàn)實(shí)的意義。由于目前人們的環(huán)保意識(shí)的提高，人們對(duì)電熱鍋爐越來(lái)越重視，在工業(yè)生產(chǎn)和民用生活用水中應(yīng)用越來(lái)越普及。不會(huì)排放出有害氣體、飛塵、灰渣，完全符合環(huán)保方面的要求。 Temperature control。電源采用三端集成穩(wěn)壓器 W7800 (W7900)系列元件7805,交流 220 v 電壓轉(zhuǎn)換為單片機(jī)所需要的 5V 電壓；利用 AT89S51 作為控制器的核心器件；利用集成電路溫度傳感器 DS18B20 測(cè)量鍋爐水溫。等待溫度降到下限值，這時(shí)就可以重新鍋爐燃燒器通電，繼續(xù)加溫，如此反復(fù)監(jiān)控溫度。Liquid CrystalDisplay。不需要布管路，沒(méi)有燃燒室、煙道，不會(huì)出現(xiàn)燃煤、燃油、燃?xì)獾男孤┖捅ㄎｋU(xiǎn)。隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的高速發(fā)展，單片機(jī)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)控制中。 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思想目前，專門用于工業(yè)控制的單片機(jī)系列產(chǎn)品廣泛出現(xiàn)于世界計(jì)算機(jī)市場(chǎng)上，單片機(jī)以其重量輕、體積小、功耗低、功能強(qiáng)、價(jià)格便宜的特點(diǎn)，在工業(yè)控制的實(shí)踐中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。它的主要原理是以電流刺激液晶分子產(chǎn)生點(diǎn)、線、面配合背部燈管構(gòu)成畫面；DS18B20溫度傳感器采 用 美 國(guó) 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 ， 具 有 體 積 小 ， 使 用 方 便 ， 耐 磨 耐 碰 ， 封 裝 形 式 多 樣 ，安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2適 用 于 各 種 狹 小 空 間 設(shè) 備 數(shù) 字 測(cè) 溫 和 控 制 領(lǐng) 域 。這樣對(duì)鍋爐溫度控制不僅可以節(jié)約能源，提高能源的使用率。系統(tǒng)原理框圖如下圖 所示： 實(shí)際溫度 圖 方案一的原理框圖方案二：采用 51 單片機(jī)為主控芯片給定值 A/D 轉(zhuǎn)換 PLC 控制器 加熱D/A 轉(zhuǎn)換變送器 熱電偶安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 采用 AT89S51 單片機(jī)、溫度傳感器 DS18B7805 電源穩(wěn)壓芯片、液晶顯示器 LCD1602 等核心部件。從成本上來(lái)看。當(dāng)溫度少于溫度下限值時(shí)，對(duì)鍋爐水位進(jìn)行控制。本系統(tǒng)要采樣的是鍋爐的水溫和鍋爐的水位控制信號(hào)。 SSR Dallas 半導(dǎo)體公司溫度傳感器 DS18B20 LCD1602 7805 輔助器件選擇 　 型號(hào):GP300T 　功率(kg):7004000 伺服馬達(dá)型號(hào):SQM 火焰探 測(cè)器型號(hào):QRA2　　　重量(kg):320 　燃燒器控制:外置 　　　　　　　　　　　　　　 　　　　 系列立式不銹鋼多級(jí)泵 流　　量：最大 22m3/h 環(huán)境溫度：最高+160℃ 液體溫度：50℃～120℃ 工作電壓：220V/380V 工作壓力：安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 3 硬件電路設(shè)計(jì) 主控單片機(jī) AT89S51 芯片介紹AT89S51 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL 公司 的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元，AT89S51 在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。 個(gè)中斷向量源。 P1 口：P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。89C51 的 P0、PPP3 口作為輸入時(shí)都是準(zhǔn)雙向口。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE 脈沖。安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 EA/VPP：當(dāng)/EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000HFFFFH） ，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在這個(gè)設(shè)計(jì)中只是用了內(nèi)部產(chǎn)生。剛上電時(shí)或者觸動(dòng)按鈕后 C5 兩端的電壓為 0，這時(shí) RST 為高電平，而其高電平保持時(shí)間是由 R 和 C的時(shí)間常數(shù)決定，由公式(31)可知，C 充電的時(shí)間常數(shù) τ 等于 ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于2μs，即使 RST 高電平的時(shí)間保持 2μs 以上，確保了單片機(jī)正常復(fù)位。(1) K1 設(shè)置鍋爐溫度報(bào)警值的溫度值增加按鍵。 ，金屬棒1放于水位上限位置，金屬棒2放于水位下限位置，金屬棒3放于水位以下比較遠(yuǎn)點(diǎn)的位置。三端 IC 穩(wěn)壓器按性能與用途可分為固定輸出正穩(wěn)壓器、固定輸出負(fù)穩(wěn)壓器、可調(diào)輸出正穩(wěn)壓器、可調(diào)輸出負(fù)穩(wěn)壓器 4 類。分別為780780780787817817817824。 安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 圖 穩(wěn)壓電源電路 穩(wěn)壓電源電路如圖 所示，從 J1 輸入 9～12V 的直流電，打上開(kāi)關(guān)，經(jīng) C1和 C2 濾波后，加到 7805 穩(wěn)壓塊的輸入端，再?gòu)钠漭敵龆溯敵龇€(wěn)定的+5V 的電壓。用隔離器件實(shí)現(xiàn)了控制端與負(fù)載端的隔離。大多數(shù)交流輸出固態(tài)繼電器是一個(gè)零電壓開(kāi)關(guān)，在零電壓處導(dǎo)通，零電流處關(guān)斷，減少了電流波形的突然中斷，從而減少了開(kāi)關(guān)瞬態(tài)效應(yīng)。這個(gè)電路并不是一般的放大電路，三極管不是工作在放大狀態(tài)，而是工作在飽和狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng) RS 和 R/W 共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 R/W 為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS為高電平 R/W 為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。用滑動(dòng)變阻器能更好的調(diào)節(jié)LCD液晶字符顯示的亮度，合適于鍋爐的水位于水溫的觀察。協(xié)議包括幾種單線信號(hào)類型：復(fù)位脈沖，存在脈沖，寫 0、寫 讀 0、讀 1。DS18B20 溫度采集子程序流程圖如圖 所示。而且有蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警，使得本設(shè)計(jì)在應(yīng)用上更加安全。不僅如此，紀(jì)老師耐心的工作態(tài)度和真誠(chéng)的待人風(fēng)格給我留下了非常深刻的印象，對(duì)我以后的工件和生活將影響深遠(yuǎn)。溫度存放低八位 TEMPH DATA 26H 。設(shè)定報(bào)警溫度確定鍵 GREEN EQU 。當(dāng)前水位存放單元 WATER EQU 28H 。報(bào)警標(biāo)記 DATE_LINE1 EQU 。顯示溫度攝示度的標(biāo)記 LCALL DIS_TEMP 。SETB SPK。顯示改變后的報(bào)警溫度 AJMP MAIN1DEC_TEMP: JNB ,CONFIRM DEC TEMP_AL 。將 20H2FH 單元清零 MOV R1,10HCLEAR: MOV R0,A INC R0 DJNZ R1,CLEAR MOV WATER,50 MOV TEMP_AL,23 CALL SET_LCD 。數(shù)據(jù)/指令寄存器選擇輸入端 LCD_RW