【正文】 圖 電荷放大器等效電路 如果忽略電阻 Ra、 Ri及 Rf 的影響，則輸入到放大器的電荷量為 式中， A 為開環(huán)放大系數(shù)。 我采用的器件是光電耦合器件 ,它是利用發(fā)光元件與光敏元件封裝為一體而構(gòu)成電光 電轉(zhuǎn)換的器件 ,加到發(fā)光器件上的電信號為耦合器的輸入信號 ,接收器件的輸出信號為耦合器的輸出信號。因此，廣泛地用于計算機、儀器儀表和自動控制設(shè)備中。光電管及光電倍增管均屬這一類。非編碼鍵盤有并行接口掃描和串聯(lián)接口掃描，我采用的是串行接口，它的組成是由移位寄存器74LS164 和六個鍵組成， 74LS164 是一個 14 位腳的寄存器，集成電路芯片，由 8051 串行接口 的 TXD 端輸出列掃描信號到 74LS164 的 2引腳，鍵閉合信號則用端口 、 輸入 8051 單片機，由 8051 單片機的 TXD 引腳輸出移位時鐘脈沖到 74LS164的時針輸入端（ CLK）。 8 路模擬通道 要 能 正常 工作，首先通過地址譯碼鎖存器選通所要開通的 8路模擬通道中的一路開關(guān)，將模擬信號 進行 A/D 的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)放到三態(tài)數(shù)據(jù)鎖存器中 ，由 CPU 讀取 后由 CPU 啟動新一次 的地址譯碼，重復(fù)以上完成新一次的 A/D 轉(zhuǎn)換。 ② 相對精度。它的原理和光敏二極管相似 ,也是產(chǎn)生光電效應(yīng)。 RESET 由高電平 變 為低電平后，系統(tǒng)即從 0000H 地址開始執(zhí)行程序。其他系列的單片機都以它為核心 ,所以本設(shè)計采用的核心芯片是8051 單片機。然后根據(jù)當(dāng)前液位值和用戶設(shè)定的水位來決定水位是否開關(guān)水泵。 雖然單片機微型計算機雖然問世不久，然而體積小、廉價、功能強、其銷售額已每年近 80%的速率增長。 摘 要 本設(shè)計任務(wù)要求 設(shè)計一種鍋爐液位控制器，它以 8051 作為控制器，通過 8051單片機，壓力傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器等硬件系統(tǒng)和軟件設(shè)計方法實現(xiàn)具有液位檢測報警和控制雙重功能，同時也具有壓力報警和顯示控制的功能 ,并對液位和壓力值進行顯示。 使用單片機控制來實現(xiàn)鍋爐水位控制系統(tǒng)的實現(xiàn)具有較高的使用價值和成本較低穩(wěn)定性較好等特點。還采用了光電傳感器和電壓式傳感器來對鍋爐溫度壓力進行測量，因此我們所提到的鍋爐常用于供暖而不是工業(yè)上的燃燒鍋爐。 CPU 是它的核心設(shè)備 ,從功能上看 ,CPU 包括兩個部分 :運算器和控制器 ,它控制執(zhí)行裝置 C P U LED 顯示 報警裝置 傳感器 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計 6 執(zhí)行對輸入信號的分析和處理。初始復(fù)位將 不改變 RAM 的狀態(tài)， 8051 的初始態(tài)如下 ： 表 寄存器初始狀態(tài) 特殊功能寄存器 初始態(tài) 特殊功能寄存器 初始態(tài) ACC PSW 07H DPL IP IE TMOD SCON P0P3 00H 00H 00H 00H xxx00000B 0x00000B 00H xxxxxxxxB 1111111B B SP TH0 TL0 TH1 TL1 TCON SBUF PCON 00H 07H 00H 00H 00H 00H 00H 00H 0xxxxxxxB 8051 的復(fù)位方式 分為手動和自動復(fù)位。只不過原理正好相反 ,當(dāng)有電流導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生光電流 ,照射在 PN 結(jié)上 ,在內(nèi)部產(chǎn)生光電流 , 它具有體積小、功耗低、壽命長、響應(yīng)快、機械強度高等優(yōu)點，并能和集成電路相匹配。 在 校準(zhǔn)前提下有效刻度內(nèi)模擬量的輸出與理論值之差，用 ISB 來表示和該偏差相對滿刻度的百分比 。下圖為 ADC0809 芯片的引腳圖。還有非前者用軟件來識別和產(chǎn)生代碼，后者則用鍵盤來識別，鍵盤處理程序?qū)崿F(xiàn)對鍵盤的管理，顯示具體見下圖。它們的光電發(fā)射極即光明極就是用具有這種特性的材料制造的。 的基本特性 ① 光譜特性 在入射光照度一定時，光敏晶體管的相對靈敏度隨光波波長的變化而變化，一種光敏晶體管只對一定波長范 圍的人射光敏感，這就是光敏晶體管的光譜特性，見圖 ： 圖 光敏晶體管的光譜特性 由曲線可以看出，當(dāng)入射光波長增加時，相對靈敏度要下降，這是因為光子能量太小，不足以激發(fā)電子 — 空穴對。當(dāng)有信號電壓加到光電耦合器的輸入端時 ,放光器放光 ,光敏器受光照而產(chǎn)生光電流 ,使出端產(chǎn)生相應(yīng)的的電信號 ,從而實現(xiàn)了電 光 電的傳輸和轉(zhuǎn)換。所以有 故放大器的輸出電壓為 當(dāng) A1，而 (1+A)Cf時，放大器輸出電壓可以表示為 Q C au a = Q/C a u 0C au a = Q/C aQ C a C c C iR a R i QC aC c C iR a R iQ C a C c C iR a R iC fR fN0000( ) ( ) ( 1 )f i f f fUUQ U U C U C A CAA? ? ? ? ? ? ? ?0 0 0( ) [ ( 1 ) ] ( 1 )i c a f fU U UC C C Q A C Q A CA A A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?0 (1 )i c a fAQU C C C A C?? ? ? ? ?式（ ） 式（ ） 式（ ） 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 傳感器的選擇設(shè)計 22 由式中可以看出，由于引入了電容負(fù)反饋，電荷放大器的輸出電壓 只 與傳感器產(chǎn)生的電荷量及放大器的反饋電容有關(guān)。圖 是電荷放大器連接的等效電路。C ，工作壓力小于 (絕對壓力 )，屬真空容器，在正常運行時絕無汽爆的可能，本設(shè)計選用的是高靈敏度的溫度傳感器 :光電溫度傳感器 ,與鍋爐控制器相 連，當(dāng)熱媒水溫度超過設(shè)定溫度時，燃油、燃?xì)忮仩t的燃燒裝置就自動停止一切輸出，燃煤鍋爐就會報警提醒操作人員，限制鍋爐的燃燒強度。它具有體積小、功耗低、壽命長、響應(yīng)快、機械強度高等優(yōu)點，并能和集成電路相匹配。光電傳感器中的工作原理都基于不同形式的光電效應(yīng) ,通常把光電效應(yīng)分為三類： ① 外光電效應(yīng)指在光的照射下材料中的電子逸出表面的現(xiàn)象。鍵盤可分為非編碼鍵盤和編碼鍵盤兩種。 ADC0809 芯片的引腳圖如圖 26 所示。 信號的敏感程度 數(shù)字量的數(shù)位表示 ， 分辨率為 n 位的 D／ A 轉(zhuǎn)換器，可以對滿量程的 1／ 2n的增量做出 反饋 。 光敏三級管是由高亮二極管進行發(fā)光 的 , 高亮二極管是一種把電能轉(zhuǎn)變成光能的半導(dǎo)體器件。 程序計數(shù)器 PC 將 指向 0000H， P0P3 輸出口為高電平，堆棧指鐘寫入 07H，其 它專用寄存器清 “0” 。其代表就是 8051。通過 LED現(xiàn)實 出來。 使用單片機實現(xiàn)鍋爐液位控制的優(yōu)點 當(dāng)今，隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，微型計算機的生產(chǎn)及應(yīng)用已滲透到生產(chǎn)、生活的各個方面。 本 設(shè)計 是基于單片機的水暖鍋爐控制，在設(shè)計中主要有水位檢測、溫度檢測、壓力檢測、按鍵控制、水位控制、顯示部分、故障報警等幾部分組成來實現(xiàn)供暖控制。實現(xiàn)鍋爐測量水位使用高亮二極管和光敏三極管來實現(xiàn)。采用壓力傳感器只要是為了防止鍋爐壓力過大對鍋爐造成損害甚至爆炸，而壓力過低則會導(dǎo)致鍋爐無法正常穩(wěn)定運行。 采用 8051 用 P0、 P2 口作控制總線，可以直接 控制鍵盤參數(shù)輸入、 LED 數(shù)據(jù)顯示，方便現(xiàn)場調(diào)試和維護，使整個 控制 系統(tǒng)的通用性和智能化得到了很大的提高。 RESET/Vpd是 一 個 復(fù)用腳， 在 Vcc掉電期間，可以使用后備電源使單片機 RAM 數(shù)據(jù)不丟失。因此，廣泛地用于計算機、儀器儀表和自動控制設(shè)備中。 ③ 轉(zhuǎn)換時間。 1 2 3 4ABCD4321DCBAT i t l eN u m b e r R e vi s i o nS i z eL e t t e rD a t e : 1 9 J u n 2 00 7 S he e t o f F i l e : E : \ 曹德寶 \ 2 2\ B A C K U P ~ 1 11 11 . B k p D r a w n B y :I N 026m s b2 1212 220I N 1272 3192 418I N 2282 582 615I N 312 714l s b 2 817I N 42E O C7I N 53A D D A25I N 64A D D B24A D D C23I N 75A L E22r e f ( )16E N A B L E9S T A R T6r e f ( + )12C L O C K10A D C 0 80 9 圖 ADC0809 芯片的引腳圖 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計 12 鍵盤及顯示接口 采用三位 7 段 LED 顯示器， LED 顯示器是單片機應(yīng)用中最常用的輸出部件，它是由若干發(fā)光二極管組成，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時，相應(yīng)的一個點或一個筆畫發(fā)光，不同組合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計 13 1 2 3 4ABCD4321DCBAT i t l eN u m b e r R e vi s i o nS i z eA4D a t e : 2 4 J u n 2 00 7 S he e t o f F i l e : C : \ D o c u m e nt s a nd S e t t i n gs \ A d m i n i s t r a t o r \ 桌面 \ 加油 \ 大圖 \ 曹德寶大圖 . d dbD r a w n B y :A1B2QA3QB4QC5QD6CLK8CLR9QE10QF11QG12QH137 4L S 16 4abfcgdeV C C1234567abcdefg8dpdp9A M B E R C A1K 1K1K1K1K1K1K 1KA17A18A19A20A21A22A23A24A 1 7A 1 8A 1 9A 2 0A 2 1A 2 2A 2 3A 2 4 圖 LED 顯示 電路 自動報警電路 下列四種情況發(fā)生系統(tǒng)報警 ： ① 當(dāng)鍋爐達到上限極限水位時報警，爐內(nèi)的水位到達上限極限水位時系統(tǒng)發(fā)出報警； ② 鍋爐內(nèi)壓力過高報警，壓力傳感器檢測到鍋爐內(nèi)壓力過高與設(shè)定值時發(fā)出報警 ； ③ 鍋爐內(nèi)壓力過低報警，壓力傳感器檢測到鍋爐內(nèi)壓力過低與設(shè)定值時發(fā)出報警 ； ④ 循環(huán)泵故障報警，當(dāng)循環(huán)泵開啟后，出水與回水溫度的差值很大，認(rèn)為循環(huán)泵故障，報警系統(tǒng)報警。 ② 內(nèi)光電效應(yīng)指在光的照射下材料的電阻率發(fā)生改變的現(xiàn)象。當(dāng)人射光波長太短時，光波穿透能力下降，光子只在半導(dǎo)體表面附近激發(fā)電子 — 空穴對，卻不能達到 PN結(jié)，因此相對靈敏度也下降。 光電耦合器采用密封管殼 ,不受外界光的干擾 ,具有其穩(wěn)定性 ,同時器件利用光作為信號傳輸介質(zhì) ,輸入端和輸出端之間在電氣上是完全絕緣的。電荷放大器的靈敏度為 放大器的輸出靈敏度是采用切換運算放大器負(fù)反饋電容 Cf 的辦法來調(diào)節(jié)靈敏度的。 電荷放大器是一種輸出電壓與輸入電荷量成正比的前置放大器。 正常的爐膛內(nèi)的溫度能夠確保鍋爐安全的使用 ,鍋爐的設(shè)計工作溫度一般低于 90176。 光敏三級管是由高亮二極管進行發(fā)光的 , 高亮二極管是一種把電能轉(zhuǎn)變成光能的μ AEV+IΦ結(jié)構(gòu)示意圖和圖形符號 基本電路a)b)EU0ceIcR LNNPa)結(jié)構(gòu)示意圖