【正文】 。師恩深重，無以為報(bào)，特在此向老師們致以本人最崇高的敬意和最衷心的感謝！ 本 設(shè)計(jì)的完成也離不開同學(xué)的幫助，感謝他們對(duì)我的設(shè)計(jì)提出的寶貴意見。遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 29 頁 致 謝 經(jīng)過 2 個(gè)多月的努力，本設(shè)計(jì)終于完成了，在完成之際我要真摯的感謝吳文波老師，是吳老師一直以來給予本設(shè)計(jì)的巨大幫助，使本設(shè)計(jì)才得以順利完成。 在本次設(shè)計(jì)中，我不但鞏固了基礎(chǔ)知識(shí)，而且鍛煉了自己的學(xué)習(xí)能力，通過查閱資料，了解了大量課堂上學(xué)不到的東西，為以后的工作和學(xué)習(xí)打下了夯實(shí)的基礎(chǔ)，但遺憾的是本設(shè)計(jì)并未通過了實(shí)物模擬 ，在實(shí)際應(yīng)用上肯定存在著不少缺欠。 系統(tǒng)中以 AT89S51 芯片作為控制芯片，采用一線總線的溫度傳感器 DS18B20，用LCD1602 液晶顯示模塊顯示水溫水位的狀態(tài)信息，這些都得使硬件電路變得簡(jiǎn)單，性能得到提高。 LCD 液晶顯示子流程圖 如圖 所示 ， 具體實(shí)現(xiàn)過程請(qǐng)查閱附錄 LCD 液晶顯示 子程序 。 DS18B20溫度采集子程序流程圖如 圖 。當(dāng)總線被釋放后，上拉電阻將總線拉高。在總線主機(jī)初始化過程，主機(jī)通過拉高單總線，以產(chǎn)生復(fù)位脈沖。開始與 SD18B20進(jìn)行任何通信。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。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。 主流程圖設(shè)計(jì) 鍋爐溫度控制系統(tǒng) 的單片機(jī)程序 設(shè)計(jì)主流程圖如圖 所示 。 (3) K3 溫度報(bào)警值確定值。 (2) K2 設(shè)置鍋爐溫度報(bào)警值的溫度值減少按鍵。 (1) K1 設(shè)置鍋爐溫度報(bào)警值的溫度值增加按鍵。 圖 穩(wěn)壓電源電路 按鍵電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)為符合實(shí)際要求，進(jìn)入系統(tǒng)之前首 先對(duì)溫度報(bào)警值的設(shè)置。因?yàn)樵诒驹O(shè)計(jì)中，電路中均采用低功耗的器件，所以穩(wěn)壓塊并不需要加散熱 片 。同時(shí)又由于器件只有三個(gè)引腳，所以使用簡(jiǎn)單方便，價(jià)格低廉，應(yīng)用廣泛。具有 過熱，過流，調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)功能。當(dāng)基極為高電平時(shí)，晶體管截止，相當(dāng)于開路，輸出為高電平，蜂鳴器停止鳴叫。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)。該部分電路與單片機(jī)的接口 如 圖 。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁 圖 LCD液晶顯示電路 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警 ,并用兩個(gè) LED指示燈表示工作 狀態(tài)，紅燈亮綠燈滅表示報(bào)警 。 BL+接 5V電源是調(diào)節(jié)顯示顯示 LCD液晶顯示 芯片是顯示背光的亮度。其中VDD接 5V電源用于顯示 LCD液晶顯示芯片的工作 ,VL串接阻值 LCD液晶顯示芯片字符的亮度，當(dāng)阻值越大時(shí)， LCD液晶顯示越模糊。如圖 LCD1602結(jié)構(gòu)塊圖，指明了 LCD1602內(nèi)部結(jié)構(gòu)模塊。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，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多。其字符中共有 160 種字符。 LCD1602 是具有 4 位 /8 位并口可選接口方式的液晶顯示模塊，它 能同時(shí)顯示兩行字符，每行有 16 個(gè)字符。 顯示電路設(shè)計(jì) 圖 為 LCD1602 引腳分配圖。 (3)當(dāng) ＝低電平和 ＝低電平時(shí)，即實(shí)際水位在下限以下的位置，這時(shí)系統(tǒng)控制給水泵工作，鍋爐開始加水，并報(bào)警。 (1)當(dāng) ＝高電平和 ＝高電平時(shí)，即實(shí)際水位在水位上限以上的位置，這時(shí)系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警命令 ,系統(tǒng)停止工作。其中金屬棒 1和金屬棒 2用限流電阻分別與單片機(jī)相連接，金屬棒 3接 +5v的電源。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)利用普通水的導(dǎo)電性質(zhì)采用不繡鋼管作為測(cè)量液位的器件，放于鍋爐上下限的金屬棒是否正在導(dǎo)電的情況判斷鍋爐的水位是不是在上下限范圍之間，單片機(jī)通過采集的水位變化的信號(hào)，發(fā)出對(duì)給水泵控制的命令，控制鍋爐內(nèi)水位符合條件。 圖 溫度控制電路 水位控制電路 鍋爐在正常加溫工作情況下，同時(shí)對(duì)鍋爐液位檢測(cè)。 輸出高電平時(shí)，燃燒器通電，燃燒器對(duì)鍋爐加熱，進(jìn)行加熱處理。當(dāng) P 口 輸出引腳序號(hào) 引 腳 名 稱 功 能 1 GND 接地 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出腳 3 VDD 接 5V電源 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁 高電平時(shí)，經(jīng)反相驅(qū)動(dòng)器 7406 變?yōu)榈碗娖?，使發(fā)光二極管發(fā)光，從而使光敏三極管導(dǎo)通，進(jìn)而是 Q3 導(dǎo)通，因而繼電器的線圈通電 ,接通鍋爐燃燒器。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。 。 200ms（典型值）。 － 55～＋ 125℃，以 ℃遞增。 。 。如圖 所示 DS18B20引腳排列圖 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 圖 DS18B20 引腳排列圖 (A)DS18B20 特性： 。 DS18B20 可以程序設(shè)定 912 位的分辨率，精度為 攝氏度。 τ＝ R*C (31) 溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)及溫度傳感器選擇 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。 圖 復(fù)位電路 系統(tǒng)的復(fù)位電路是由 RC 電路組成 ，外加一個(gè)手動(dòng)復(fù)位按鈕 。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。在設(shè)計(jì)印制板時(shí)，晶體和電容應(yīng)盡可能與單片機(jī)芯片靠近， 以減少寄生電容，保證振蕩器可靠工作，一般采用瓷片電容。利用芯片內(nèi)部振蕩電路，在 XTAL1， XTAL2（ 18， 19 腳）的引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩器便能產(chǎn)生自激振蕩，用示波器便可觀察到 XTAL2 輸出的正弦波，定時(shí)元件可以采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振電路，它與單片機(jī)的接法的如圖 35所示。 單片機(jī)最小系統(tǒng) 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) AT89S51 的時(shí)鐘 可由內(nèi)部產(chǎn)生也可以由外部產(chǎn)生。 ： WR：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫入信號(hào)。 ： T0，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器 0 輸入。 ： INT0，外部中斷 0 輸入。其引腳分配如下： 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 ： RXD,串行通信輸入。 （ ～ ）：端口 1 也是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng) 4 個(gè) LS TTL 負(fù)載，同樣地若將端口 1 的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。 P0 在當(dāng) 做 I/O 用時(shí)可以推動(dòng) 8 個(gè) LS 的 TTL 負(fù)載。 :系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸出端。 :電源地端。 管腳排列如圖 所示 ,下面介紹引腳的功能。 ⑧ 單芯片提供位邏輯運(yùn)算指令。 ⑥ 5 個(gè)中斷向量源。 ④ 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM 為 128B）。 ② 晶片內(nèi)部具有時(shí)鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 12MHz）。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， ATMEL公司的功能強(qiáng)大，低價(jià)位 AT89S51 單片機(jī)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。 圖 燃燒控制（調(diào)節(jié)）系統(tǒng) 主要器件的選擇 Atmel 公司單片機(jī) AT89S51。在供熱鍋爐中常采用有差調(diào)節(jié)就能達(dá)到要求，所以系統(tǒng)采用有差調(diào)節(jié)系統(tǒng)并采用雙位控制。 本系統(tǒng)燃燒控制系統(tǒng)（又稱為燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)）采用有差調(diào)節(jié)系統(tǒng)。溫度傳感器一直檢測(cè)鍋爐內(nèi)部的水溫。該中小型燃?xì)忮仩t所需要溫度的熱水是根據(jù)用戶需要調(diào)節(jié)的。 溫度 控制系統(tǒng)的控制信號(hào)通過繼電器控制燃燒器內(nèi)進(jìn)出氣，由三個(gè)進(jìn)氣閥實(shí)現(xiàn)控制。 溫度傳感器的輸出信號(hào)經(jīng)調(diào)理電路處理后作為單片機(jī)系統(tǒng)的輸入信號(hào)。本系統(tǒng)過程控制系統(tǒng)主要應(yīng)用于燃?xì)忮仩t的水溫控制系統(tǒng)。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 在工業(yè)生產(chǎn)中，鍋爐是一種重要的動(dòng)力系統(tǒng)。液晶顯示，顯示水位上限值，水位下限值以及溫度報(bào)警值和實(shí)際溫度值。以此重復(fù)對(duì)鍋爐溫度控制。通過按鍵電路進(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)警值比較，當(dāng)溫度值大于溫度上限值(報(bào)警值 )時(shí)就報(bào)警，停止加熱。本系統(tǒng) 主控