【正文】 B20 13 圖 6 DS18B20的管腳排列 Fig6 Pin arrangement of DS18B20 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64 位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH、 TL、配置寄存器。 A/D 轉(zhuǎn)換器的輸出由數(shù)字輸入和參考源組合來(lái)控制的。 AD 轉(zhuǎn)換工作原理 AIN01AIN12AIN23AIN34AIN45AIN56AIN67AIN78AIN89AIN911AIN1012REE+14EOC19CLK18DIN17DOUT16CS15GND10REE13VCC20U6TLC2543CSADDOUTDINCLKEOCREE104C3GND +5VD01AIN01AIN12AIN23AIN34AIN45AIN56AIN67AIN78AIN89AIN911AIN1012REE+14EOC19CLK18DIN17DOUT16CS15GND10REE13VCC20U6TLC2543 15 圖 9 A/D轉(zhuǎn)換電路 Fig9 A/D conversion circuit TLC2543 的 I/O 時(shí)鐘、數(shù)據(jù)輸入、片選信號(hào)由 、 、 提供，轉(zhuǎn)換結(jié)果由 口串行讀出 。 StOUT6NC7NC5GND4NC8NC1VS2SLP3U8 REF196GP10UfC6104C710UfC4104C5+5VGNDREF 16 是 雷諾數(shù) 的函數(shù)， St=f（ l/Re）。 1234P7GND+12V32184U16ALM358ANGND51R24C17GND10UFC16VCCGND1234P7D66V150R28GNDGNDGND+12VAGNDD01 17 圖 12 流量監(jiān)測(cè)電路 Fig12 Traffic monitoring circuit ZRNLUG 渦街流量計(jì)的輸出信號(hào)是 420mA 的電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)一個(gè)下拉電阻變成電壓信號(hào)。 工作原理：因?yàn)閴毫鞲衅鬏敵鲂盘?hào)是 050mV 的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)兩個(gè)運(yùn)算放大器 LM324 組成放大電路獲得 05V的電壓。 列線通過(guò)上拉電阻接到 +5V 上。 由于所有 6 位段皆由一個(gè) I/O 口控制，因此，在每一瞬間， 6 位 LED 會(huì)顯示相 同的字符。 顯示電路的電路圖 15 是所示。 雙列直插封裝 圖如 315所示。 圖 17 鍵盤(pán)顯示接口的電路 Fig17 Keyboard display interface circuit 8255 的 D0 口接單片機(jī)的 P0 口， A0、 A1 作為控制總線接單片機(jī)的 、 。 圖 18 射頻卡接收電路 Fig18 RF receiving circuit 當(dāng)射頻卡通過(guò) J2 接入電路時(shí)， ,輸出高電平電路，三極管集射導(dǎo)通，蜂鳴器 B2 導(dǎo)通。預(yù)存水量不足時(shí)單片機(jī)會(huì)發(fā)出一個(gè)射頻卡預(yù)設(shè)的信息 ,輸出高電平接至蜂鳴器電路，三極管集射導(dǎo)通，蜂鳴器電路導(dǎo)通報(bào)警。另外該電路并帶可充電電池。屋內(nèi)的溫度正常，不需要控制電磁閥時(shí)，單片機(jī)通過(guò) PC5 端輸出低電平導(dǎo)通晶體管 Q3 截止，則 Q2 截止，電源處于關(guān)斷狀態(tài)。此時(shí)就用到了基準(zhǔn)電源芯片 REF2920AIDBZT。 圖 24 AD694的管腳圖 Fig24 AD694 Pin drawing 1 腳（ FB： 緩沖放大器輸出引腳。采用 10V參考電壓時(shí)，要求電源電壓大于。 11 腳（ Iout）：增壓引 腳。從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門(mén)閥門(mén)的控制。所有器件都工作在 5V單電源下。其中 DE、RE 接在一起來(lái)接 8255 的 PC6 端，相當(dāng)于片選。由于整流、濾波電路輸出的直流電壓穩(wěn)定性較差，當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變化時(shí)輸出電壓也隨之而變化，采用穩(wěn)壓電路后，輸出電壓的穩(wěn)定程度將大為提高。 在電源電路的設(shè)計(jì)中，整體設(shè)計(jì)思路是：首先使用變壓器將較高電壓轉(zhuǎn)換為低電壓，然后經(jīng)過(guò)橋式整流電路轉(zhuǎn)換為直流，再由電容濾波，然后經(jīng)過(guò) LM78 系列穩(wěn)壓芯片產(chǎn)生穩(wěn)壓為系統(tǒng)提供所需要的電源。 使用 MAX1487 則為半雙工應(yīng)用設(shè)計(jì)。 它在 在驅(qū)動(dòng)器禁用的空載或滿載狀態(tài)下，吸取的電源電流在 120181。 16 腳（ VOSADI）：同上 屋外主控制器的電動(dòng)閥驅(qū)動(dòng)控制電路的原理圖如圖 25 所示。接地，輸出 420mA；接 =3V電壓，輸出 020mA。接地： 02V；懸空： 010V’ 5 腳（ COM）：公共端。 C5 和 C6 的作用是為了消除在負(fù)載電流變化時(shí)不致引起電壓較大的波動(dòng)，消除高頻噪聲和改善輸出的瞬態(tài)特性。本設(shè)計(jì)用到了 DA 轉(zhuǎn)換芯片 MAX539，變流器 AD694，還有一個(gè)設(shè)定2V的基準(zhǔn)電源。調(diào)節(jié)螺釘 A、 B 可調(diào)節(jié)介質(zhì)粘度適用范圍和主閥開(kāi)關(guān)時(shí)間 ，并可在主閥磨損后進(jìn)行補(bǔ)償。 時(shí)鐘芯片 系統(tǒng)時(shí)鐘采用 PCF8583 芯片，它提供準(zhǔn)確的日期和時(shí)鐘，保證單片機(jī)對(duì)暖期、供暖時(shí)段進(jìn)行正確的分析。壓力傳感器用來(lái)測(cè)量主管道的壓力，方便供暖監(jiān)控中心對(duì)供暖管道進(jìn)行檢測(cè)和維修，當(dāng)管道發(fā)生故障時(shí)，要用到有蜂鳴器組成的報(bào)警電路。這樣顯示器的段口地址為 FCF7H，位口地址為 FDF7H。 由于 P2 口始終輸出地址的高 8 位，接口時(shí) 74LS245 的三態(tài)控制端 1G 和 2G 接地， P2 口與驅(qū)動(dòng)器輸入線對(duì)應(yīng)相連。下面先對(duì) 8255 與 74LS245 做一下簡(jiǎn)單介紹。例如，要求顯示 “LL020”時(shí)， I/O1 和 I/O2 輪流送入段選碼、位選碼在多位 LED 顯示時(shí)，為了簡(jiǎn)化電路，降低成本，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個(gè) 8 位 I/O 口控制。這 8 個(gè)鍵的功能為左右移動(dòng)、上下移動(dòng)、返回、確認(rèn)、開(kāi)機(jī)、功能選擇。壓力傳感器輸出的電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)上拉電阻 .同流放大器 U2C 與電壓跟隨器 U3D，而該電路輸出的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換電路變成數(shù)字信號(hào)傳到單片機(jī)的 P1 口內(nèi)。 壓力檢測(cè) 電路 的設(shè)計(jì) 壓力檢測(cè)電路主要是用來(lái)檢測(cè)主控制器管道的供熱壓力，使壓力的變化轉(zhuǎn)化成電壓的變化從而采集物理量，通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換 ,導(dǎo)入單片機(jī)中。 圖 11 ZRNLUG的管腳排列圖 Fig11 Pins of ZRNLUG 渦街電流計(jì)通過(guò)管腳 3 向外輸出電流信號(hào)，范圍是 420mA。 圖 10 Fig10 Benchmark V power supply C5 和 C6 的作用是為了消除在負(fù)載電流變化時(shí)不致引起電壓較大的波動(dòng)，消除高頻噪聲和改善輸出的瞬態(tài)特性。 TLC2543 的介紹 TLC2543 一個(gè) 12 位開(kāi)關(guān)電容型逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它具有三個(gè)控 制輸入端，采用簡(jiǎn)單的 3 線 SPI 串行接口可方便地與微機(jī)進(jìn)行連接，是 12 位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的最佳選擇器件之一。當(dāng) DS18B20 處于寫(xiě)存儲(chǔ)器操作和溫度 A/D 轉(zhuǎn)換操作時(shí)，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開(kāi)啟時(shí)間最大為 10us。 MAX813 組成的單片機(jī)復(fù)位電路如圖 5 所示。 P0 口有三個(gè) 功能 （ 1）外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)做數(shù)據(jù)總線 .（ 2）外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)作地址總線 .（ 3）不擴(kuò)展時(shí)，可做一般的 I/O 使用，但內(nèi)部無(wú)上拉電阻，作為輸入或輸出時(shí)應(yīng)在外部接上拉電阻。 通信 電路 的方案選擇 此處省略 NNNNNNNNNNNN 字。這樣的供暖方式存在著水力失調(diào)和熱力失調(diào)現(xiàn)象，使得熱量分配不均，造成冷熱不均現(xiàn)象，不僅浪費(fèi)能源而且供暖不勻。易失存儲(chǔ)器在系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)立即失去存儲(chǔ)在內(nèi)的信息；它需要持續(xù)的電源供應(yīng)以維持?jǐn)?shù)據(jù)。所以綜上考慮，本系統(tǒng)選用 RFID 射頻卡技術(shù) 報(bào)警 電路 的方案設(shè) 計(jì) 采用射頻卡設(shè)置預(yù)存消耗水量值，預(yù)存水量不足時(shí)，發(fā)出報(bào)警。 8 為了方便經(jīng)濟(jì)易于設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)采用了動(dòng)態(tài)的 LED 顯示，考慮到時(shí)間。所以，對(duì)主管道是否處在正常的工作模式即管道壓力是否處于正常值的范圍的檢測(cè)就顯得尤為重要。故本系統(tǒng)需要測(cè)量屋內(nèi)和屋外管道的流量，這就需要用到流量傳感器。而溫度的采集主要是由溫度傳感器來(lái)處理，這就要求本系統(tǒng)要用到溫度傳感器。 單片機(jī)采用 W77E58， 77E58 與標(biāo)準(zhǔn) 8051 相兼容的全新核心的微處理器。通過(guò)鍵盤(pán)顯示模塊，可以顯示管道流量、溫度、時(shí)段、通信通道狀態(tài)等信息，并進(jìn)行調(diào)節(jié) [3］ 。采用電動(dòng)閥 5 門(mén)主要是控制管道流量的大小，它要用到驅(qū)動(dòng)控制模塊。（ 6）具有有線或無(wú)線通信功能，以便實(shí)現(xiàn)小區(qū)的集中供熱聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控；（ 7）供熱控制系統(tǒng)與上位機(jī)的串行通信：波特率應(yīng)大于 1200bps，通信誤碼率 108； 4 2 總體方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖 1 建筑物內(nèi)溫度控制 Fig1 Building temperature control 注： ； 2. D— 電磁閥； 3. S管道溫度和流量傳感器。流量傳感器用渦流流量計(jì)；通信電路用到傳輸芯片 RS485；射頻卡用 RS232；報(bào)警電路要用到蜂鳴器等 [2］ 。一套主管道控制器可以控制相近的建筑物。這樣不僅能 為家庭節(jié)省取暖費(fèi)用，也能為國(guó)家節(jié)約很多煤炭資源。s living standard, the accelerating pace of work, the central heating system in most parts of the country, especially big cities, is more and more important. The progressive development of the residential households demands the district heating system meets the requirements of intelligent, digital and energy effective. This design uses the 77E58 single chip microputer as the core control device, realized the control with automation. The design of the hardware discussed the basic module controller such as temperature detection circuit for DS18B20, I/O expansion port with 8255 and used the AD694 chip for the converter. Expounded the principle and functions of the interfaces between extension, data transmission, munication protocol and the hard drive. On the other hand, software design discussed the realization of the various functional processes needed. The system uses singlechip microputer detecting sensor, electric valve bination, controls the district heating system effectively. Key words: Heating； Intelligent control； Temperature； Radio frequency card 2 1 前言 課題的前景和意義 隨著社會(huì)能源問(wèn)題日益引起社會(huì)關(guān)注 , 各行業(yè)都在設(shè)法節(jié)能 , 我國(guó)北方的供熱行業(yè)也不例外。 集中供暖電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 目 錄 摘要????? ?? ??????? ? ?????????????? 1 關(guān)鍵詞????? ?? ????????????????????? 1 1 前 言 ??????????????????????