【正文】 同時(shí)氣候、振動(dòng)、溫度、灰塵、電子噪聲和人為的其他活動(dòng)及傳基于單片機(jī)的鍋爐防爆控制系統(tǒng) 第 30 頁(yè)（共 32 頁(yè)） 感器的安裝位置都可能引起鍋爐防爆探測(cè)器信號(hào)的變化。 而對(duì)于鍋爐防爆整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，大量干擾源的存在足以使系統(tǒng)運(yùn)行不正常，造成惡劣影響，而且系統(tǒng)如不經(jīng)常維護(hù)升級(jí)也會(huì)產(chǎn)生意外的事故。 通過本次畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)，充分鍛煉了自己查閱資料、自學(xué)、分析問題以及解決問題的能力?；叵脒@段日子的經(jīng)歷和感受，我感慨萬(wàn)千，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我擁有了無(wú)數(shù)難忘的回憶和收獲。 T（ DS18B20 顯示的溫度 ℃ ） T(LCD 顯示溫度 ℃ ) （電平） 10 10 0 20 20 0 30 30 0 40 40 0 50 50 1 60 60 1 70 70 1 80 80 1 總結(jié) 第 29 頁(yè)（共 32 頁(yè)） 總結(jié) 20xx 年 3 月，我開始了我的畢業(yè)論文開始工作。當(dāng)溫度顯示超過 50℃ 或壓力探測(cè)器探測(cè)顯示 電壓模擬量超過 4V，就開始報(bào)警。 LCD 液晶顯示子程序設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用是 16*2 的 LCD1602，單片機(jī)對(duì)其初始化，然后將需 要顯示的字符在LCD 存儲(chǔ)的地址和要求在 LCD 顯示的地址送出，再檢測(cè) LCD 是否處在忙碌不能接收命令或數(shù)據(jù)的狀態(tài)，檢測(cè)到 LCD 空閑時(shí)就可以寫數(shù)據(jù)顯示了。當(dāng)總線被釋放后，上拉電阻將總線拉高。開始與 SD18B20 進(jìn)行任何通信。 2. 當(dāng) 輸出低電平時(shí)，燃燒器不對(duì)鍋爐加熱，不進(jìn)行熱處理。 （ 3） K3溫度報(bào)警值確定值。電路圖如圖 16 （ 1） K1 設(shè)置鍋爐溫度（壓力）報(bào)警值的溫度（壓力）值增加按鍵。當(dāng)所測(cè)溫度（壓力）超過獲高于所預(yù)設(shè)的溫度（壓力）時(shí)， 口相應(yīng)拉高電平，報(bào)警輸出。 圖 12 LCD1602 結(jié)構(gòu)塊圖 本系統(tǒng)采用 LCD1602 作為顯示模塊，其主要功 能是顯示預(yù)先設(shè)定的溫度、壓力報(bào)警值和當(dāng)前采集的溫度值和壓力值。人選指令有 11 條（清屏、返回、輸入方式設(shè)置、顯示開關(guān)控制、移位、功能設(shè)置、CGRAM 地址設(shè)置、 DDRAM 地址設(shè)置、讀忙信號(hào)及地址高數(shù)器、寫數(shù)據(jù)、讀數(shù)據(jù)），內(nèi)部有 80 字節(jié)的 RAM， 8 位數(shù)據(jù)接口，另外三根控制總線用于完成對(duì)寫和讀數(shù)據(jù)或指令 時(shí)序控制。 A、 B、 C 的值與被選擇的通道之間的關(guān)系 ?13?如下圖 10 所示： 圖 10 A、 B、 C 被選通道之間的關(guān)系 顯示電路設(shè)計(jì) 圖 11 為 LCD1602 引腳分配圖。 基于單片機(jī)的鍋爐防爆控制系統(tǒng) 第 16 頁(yè)（共 32 頁(yè)） （ 10） Vref參考電源考電壓用來與輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)。 （ 7） D7D0數(shù)據(jù)輸出線。 ADC0809 要求外接時(shí)鐘頻率為 。 ADC0809芯片為 28 引腳為雙列直插式封裝， ADC0809 主要信號(hào)引腳功能說明如下圖 9： 圖 9 ADC0809 引腳排列 （ 1） IN7IN0八路模擬量輸入通道 （ 2） ALE地址鎖存允許信號(hào) （ 3） START轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。 圖 8 壓力采集電路 引腳序號(hào) 引腳名稱 功 能 1 VOUT 電壓輸出腳 2 GND 接地端 3 VCC 芯片工作電壓 456 空引腳 用于內(nèi)部連接，懸空不使用 硬件電路設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè)（共 32 頁(yè)） A/D 模塊 氣壓傳感器 MPX4115 輸出的是模擬電壓，因此，必須進(jìn)行模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換才能交由單片機(jī)處理。在 0℃ 85℃的溫度下誤差不超過 %，溫度補(bǔ)償是 40℃ ~+125℃ ?11?。如圖 6。只要給傳感器 5V 的供電并把它的單總線接到單片機(jī)的 P 口就可以了。 （ 9） 溫度數(shù)字量轉(zhuǎn)換時(shí)間 200ms（典型值）。 （ 5） 可通過數(shù)據(jù)線供電。如圖 5 所示 DS1B20 引腳排列圖 圖 5 DS18B20 引腳圖 基于單片機(jī)的鍋爐防爆控制系統(tǒng) 第 12 頁(yè)（共 32 頁(yè)） 特性： （ 1） 獨(dú)特的單線接口僅需一個(gè)端口引腳進(jìn)行通 訊。 硬件電路設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè)（共 32 頁(yè)） X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427A T 8 9 C 5 1R3kC1 0 u 圖 4 復(fù)位電路 溫度 檢測(cè)電路設(shè)計(jì) DS18B20 簡(jiǎn)介 Dallas 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器 DS18B20 是世界上第一片支持 “一線總線 ”接口的溫度傳感器 ?10?。他是由一個(gè)晶振和兩個(gè)瓷片電容組成的， C1 和 C2 分別接單片機(jī)的 C1 和 C2，晶振和瓷片電容是沒有正負(fù)的，兩個(gè)瓷片電容相連的那端一定要接地。 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。在平時(shí)， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6，它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的，要注意的是，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過 1個(gè) ALE 脈沖。 （ 6） P3 口（ 10－ 17）： P3 口是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻器的雙向 I/O 口，可接收和輸出 4 個(gè) TTL 門電流， P3 口也可作為 AT89C51 的特殊功能口。 （ 2） GND（ 20）：接地。 (8) 單芯片提供位邏輯運(yùn)算指令。 (4) 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM 為 12 B） 。它集 Flash程序存儲(chǔ)器既可在線編程（ ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用 8 位微處理器于單片機(jī)芯片中，可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 鍋爐防 爆設(shè)計(jì)方案 第 7 頁(yè)（共 32 頁(yè)） 決策方案 從操作簡(jiǎn)潔性和方便性來講， LCD 液晶顯示器要比數(shù)碼顯示器有優(yōu)勢(shì)，數(shù)碼顯示器組成的顯示電路需要接很多外圍設(shè)備，引腳越多，越容易出故障，故這里選擇用LCD液晶顯示器。顯示電路采用 8 位 LED 數(shù)字顯示，顯示內(nèi)容主要包括當(dāng)前溫度及壓力。 TLC2543 是采用 CMOS技術(shù)制作的 12 位開關(guān)電容逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，采用 SPI 通信方式可以節(jié)省單片機(jī) I/O 資源，便于系統(tǒng)的擴(kuò)展。 基于單片機(jī)的鍋爐防爆控制系統(tǒng) 第 6 頁(yè)（共 32 頁(yè)） 決策方案 對(duì)于二者來說， T5300 壓力傳感器比 MPX4115 都可以達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，但是T5300 相對(duì)于 MPX4115 來說，價(jià)格要高出許多。 MPX4115 主要特性 ???如下： （ 1）在 0℃ 85℃ 的溫度下誤差不超過 %； （ 2）溫度補(bǔ)償是 40℃ ~+125℃ ； （ 3）偏置穩(wěn)定性 %VFSS 方案二 采用 EPCOS 生產(chǎn)的 T5300 數(shù)字壓力傳感器進(jìn)行壓力檢測(cè)， T5300 數(shù)字壓力傳感器可將壓力測(cè)量量經(jīng)過單總線輸入到單片機(jī)中進(jìn)行處理，不需要 A/D 轉(zhuǎn)換。外圍電路簡(jiǎn)單。 DSl8820 主要特性 ???如下： 用戶可自設(shè)定報(bào)警上下限溫度值； （ 1） 不需要外部組件，可實(shí)現(xiàn)對(duì) —55℃ ～ +125℃ 范圍內(nèi)的溫度測(cè)量； （ 2） —10℃ ～ +85℃ 測(cè)量溫度的誤差在 177。系統(tǒng)安裝及維修方便。該器件采用高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。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。當(dāng)鍋爐內(nèi)的水的實(shí)際水溫超過報(bào)警溫度值，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警聲音，這時(shí)接在單片機(jī)一端的繼電器動(dòng)作，燃燒器斷電。主程序作為控制程序，為整個(gè)系統(tǒng)軟件的一條主線，其它功能模塊均采用子程序調(diào)用、查詢等方式，為調(diào)試和擴(kuò)充提供了方便。液晶顯示器功耗很低，因此倍受工程師青睞，適用于使用電池的電子設(shè)備。此外， MCS51 系列單片機(jī)運(yùn)算能力、完備的控制功能、加上完善的外部接口電路，對(duì)中小型鍋 爐控制系統(tǒng)完全可以勝任。 由于單片機(jī)具有功能強(qiáng)，體積小，耗電少，可靠性好和價(jià)格便宜等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，成為傳統(tǒng)工 業(yè)技術(shù)改造和新產(chǎn)品更新?lián)Q代的理想機(jī)種，具有廣闊的發(fā)展前景 ?3?。傳統(tǒng)的鍋爐設(shè)備自動(dòng)化水平低，安全性能差，熱量利用率低，污染嚴(yán)重，生產(chǎn)成本高，司爐工工 作強(qiáng)度高 。通過對(duì)系統(tǒng)硬件與軟件的工程設(shè)計(jì)，掌握 電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試技能，掌握單片機(jī)的應(yīng)用與開發(fā)技術(shù)。 根據(jù)題目要求，本畢業(yè)課題是單片機(jī)控制的鍋爐防爆控制系統(tǒng)，硬件設(shè)計(jì)模塊主要由探測(cè)模塊，報(bào)警模塊，顯示模塊等組成。通過電接點(diǎn)壓力表設(shè)定的回水管補(bǔ)水壓力的上下限值，來控制補(bǔ)水泵的停止和工作。這種新型的智能儀表在測(cè)量過程自動(dòng)化，測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理以及功能的多樣化方面，都取得了巨大的進(jìn)展。 technology college of Yangtze university [Abstract] Life the prevention and control of boiler and small boiler factory set is simpler, explosion occurred frequently. For boiler used in the process of explosion danger in time, avoid malignant accidents, this paper explores the explosionproof control system for boiler. In this paper, using the large capacity flash memory, strong stability of AT89C51, using DS18B20 temperature sensor, MPX4115 pressure sensor to inspection of boiler temperature, pressure, explosionproof design with multiple levels of management function of boiler control system. Through LCD1602 LCD chip for boiler overpressure, calibrate hints. Use on STC microcontroller designed explosionproof control system of boiler, functional diversity, stability is strong, can effectively avoid the boiler exploded and ensure the safe operation of boiler. Blast through the bination of hardware and software design of the boiler control system can timely found the problem, the explosion concerns in a timely and effective manner in the initial stage, to protect human life and property, and waste of resources play an important role. [Key words] boiler Explosionproof AT89C51 The sensor Ⅷ 前言 近年來，隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展和超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，微處理器芯片的集成度越來越高，已經(jīng)可以在一塊芯片上同時(shí)集成 CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、并行和串行接口、甚至 A/D 轉(zhuǎn)換器等。 本文采用大容量閃存、穩(wěn)定性強(qiáng)的 AT89C51 單片機(jī)，利用 DS18B20 溫度傳感器、MPX4115 壓力傳感器對(duì)鍋爐的溫度、壓力進(jìn)行檢查，設(shè)計(jì)具備多級(jí)管理功能的鍋爐