【正文】 因此對(duì)單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研究有重要目的和意義。 由于時(shí)間比較緊，本系統(tǒng)還有許多可以改進(jìn)和拓展的地方，比如在系統(tǒng)中加上散熱裝置，如風(fēng)扇等，這樣可以在當(dāng)鍋爐內(nèi)的溫度高于所要求或所設(shè)定的溫度時(shí)，啟動(dòng)風(fēng)扇進(jìn)行降溫，則控制的效果會(huì)更好；另外，還可以在本系統(tǒng)的基礎(chǔ)上利用組態(tài)軟件進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)更直觀的實(shí)時(shí)監(jiān)控。 用單片機(jī)控制的 鍋爐 溫度控制系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)溫度的控制，而且還能方便的實(shí)現(xiàn)其它功能，例如：鍵盤(pán)和顯示、報(bào)警等功能。當(dāng)鍋爐內(nèi)實(shí)際溫度達(dá)到所設(shè)定的上限值時(shí)，系統(tǒng)也會(huì)進(jìn)行聲光報(bào)警 。 本文設(shè)計(jì)的鍋爐溫度控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)如下功能： （ 1） 利用功能按鍵分別實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的設(shè)定，包括設(shè)定滿(mǎn)足工藝要求的特定溫度值、鍋爐正常工作所能承受的最高和最低溫度值等； （ 2） 利用數(shù)碼管顯示當(dāng)前鍋爐內(nèi)溫度、所設(shè)定的上下限溫度 。在通過(guò)對(duì)三種方案進(jìn)行對(duì)比之后，我選擇用單片機(jī)設(shè)計(jì)的溫度系統(tǒng)。 } 基于單片機(jī)的鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 40 頁(yè) 共 43 頁(yè) 論 即將結(jié)束了為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深刻感受到自身知識(shí)的缺乏， 同時(shí)，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我也感受到自身知識(shí)的進(jìn)步，特別是在單片機(jī)控制系統(tǒng)方面。 if(xqamp。 Delay(5)。 P0=LEDData[d*10%10%10%10]。 smgk=0。 smgk=1。 //顯示小數(shù)點(diǎn) smgd=0。 smgd=1。 華北 科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 39頁(yè) 共 43頁(yè) P0=0Xfb。 Delay(5)。 P0=LEDData[d*10%10%10/10]。 smgk=0。 smgk=1。 //顯示十位 smgd=0。 smgd=1。 P0=0xfd。 Delay(5)。 P0=data1[d*10/1000]。 smgk=0。 //數(shù)碼管不顯示 } } 顯示電路及報(bào)警電路子程序流程圖設(shè)計(jì) 建 立 顯 示 緩 沖 區(qū)首 址送 位 控 碼 初 值送 位 控 口 地 址查 表 取 字 形 代 碼輸 出 位 控 碼取 段 控 口 地址 、 顯 示向 顯 示 高位 移 位轉(zhuǎn) 向 下 一 單 元開(kāi) 始調(diào) 用 延 時(shí) 子 程序 、 維 持 點(diǎn) 亮輸 出 段 控 碼是 否 最 高 位返 回YN 圖 64 顯示電路流程圖設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 38 頁(yè) 共 43 頁(yè) 顯示電路 C 語(yǔ)言源代碼如下： /**************LED 顯示子程序 ***************/ void Display_Result(int d) //數(shù)值顯示 { smgk=1。 P0=0xff。 key=5。 } if(key5==0) // 按下鍵時(shí)無(wú)任何顯示，返回關(guān)閉數(shù)碼顯示 { delay(10)。 if(key4==0) {while(!key4)。 key=3。 } if(key3==0) { delay(10)。 if(key2==0) {while(!key2)。 //確認(rèn)按鍵被釋放 key=1 。 鍵盤(pán)子程序 C語(yǔ)言源代碼如下： /*********鍵盤(pán)掃描子程序 ********/ void keyscan() { if(key1==0) // 判斷按鍵一是否被按下 { delay(10)。 //數(shù)據(jù)送顯示 華北 科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 35頁(yè) 共 43頁(yè) } } 鍵盤(pán)子程 序流程圖設(shè)計(jì) 開(kāi) 始K E Y 1 鍵 功 能 程 序K E Y 3 鍵 功 能 程 序K E Y 4 鍵 功 能 程 序K E Y 2 鍵 功 能 程 序K E Y 1K E Y 2K E Y 3K E Y 4YYYYK E Y 5返 回Y 圖 63 按鍵子程序流程圖設(shè)計(jì) 該部分共五個(gè)按鍵，分別是溫度、壓力、液位、流量和返回，按下第一個(gè)鍵，數(shù)碼管將會(huì)停止循環(huán)掃描，顯示出此刻的溫度值，相應(yīng)的按下第二個(gè)鍵，數(shù)碼管將會(huì)顯示出此刻的壓力值，按下第三個(gè)鍵，數(shù)碼管顯示出此刻的 液位值，按下第四個(gè)鍵，數(shù)碼管將會(huì)顯示出此刻的流量值。 //允許讀取位 n=P1。 while(EOC==0)。 //通道選擇 P21=s[1]。ST=0。OE=0。 s[i]=j。0x01==0x01) j=1。i3。} //執(zhí)行鍵盤(pán)掃描 m=key。 uchar n?；诳紤]這種考慮，在軟件設(shè)計(jì)中，設(shè)置了四次采樣，如果四次采樣的值不變，或者變化很小，單片機(jī)才將此信號(hào)當(dāng)成正常待轉(zhuǎn)換信號(hào)，如果四次采樣的信號(hào)出現(xiàn)很大的偏差，對(duì)于溫度這樣的大慣性參數(shù)，不會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)大的 變化，單片機(jī)會(huì)取消此大偏差信號(hào)，進(jìn)行下一次采樣。 Adcon()。 //允許串口中斷 TR1=1。 TI=RI=0。 //波特率不加倍 TH1=0XFD。 //T1 工作于模式 2 SCON=0X50。 } /*********主程序 **********/ void main() { P0=0X00。i0。i0。 /*****延時(shí)子程序 *****/ void Delay(uint x) { uchar i。 sbit P22=P2^2。 sbit P20=P2^0。 sbit key4=P2^6。 sbit key2=P2^4。 sbit PM=P3^4。 sbit EOC=P3^3。//段選 sbit smgk=P3^1。 主程序的 C 語(yǔ)言源代碼如下： 基于單片機(jī)的鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 32 頁(yè) 共 43 頁(yè) include define uchar unsigned char define uint unsigned int uint s[ ]。 華北 科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 31頁(yè) 共 43頁(yè) 主程序 流程圖 設(shè)計(jì) 開(kāi) 始各 個(gè) 單 元 模塊 初 始 化A D 信 號(hào) 采集 、 處 理判 斷 所 采 集 數(shù) 據(jù) 是 否越 界掃 描 鍵 盤(pán) 是 否 有按 鍵 按 下刷 新 顯 示報(bào) 警 ， 關(guān) 鍋爐 ， 人 工 控 制做 相 應(yīng) 處 理返 回 鍵 是 否 按 下YYY 圖 61 主程序流程圖設(shè)計(jì) 主程序的設(shè)計(jì)從初始化各個(gè)模塊開(kāi)始，然后通過(guò) AD0809 完成對(duì)信號(hào)的采集與處理，將模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)以后，所采集的信號(hào)輸入單片機(jī)，通過(guò)單片 機(jī)判斷所采集的數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)相比較，看是否所采集的數(shù)據(jù)超過(guò)了預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)，若超出預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)，則程序直接跳入報(bào)警電路，鍋爐停止工作，人工對(duì)鍋爐實(shí)行控制，若沒(méi)有越界，則程序在掃描鍵盤(pán)，看鍵盤(pán)是否有按下，若鍵盤(pán)按下，則做相應(yīng)的處理，再通過(guò)判斷鍵盤(pán)的返回鍵作出判斷，若 返回鍵按下，則返回流程圖的鍵盤(pán)顯示部分，再次做出判斷。 圖 55 獨(dú)立按鍵與報(bào)警電路模塊 基于單片機(jī)的鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 30 頁(yè) 共 43 頁(yè) 由于顯示電路采用的是循環(huán)掃描，所以能夠?qū)崟r(shí)的顯示出任何時(shí)刻鍋爐的水位、蒸汽溫度、爐膛壓力和汽包水位的流量，如果我們需要具體觀察某個(gè)參數(shù)的值，可以通過(guò)獨(dú)立按鍵來(lái) 實(shí)現(xiàn)，獨(dú)立按鍵共五個(gè)按鍵，分別對(duì)應(yīng)著溫度、壓力、液位、流量和返回按鍵。 本設(shè)計(jì)的主要控制量為水位、蒸汽溫度 和爐膛負(fù)壓 ，不 同的工藝對(duì)控制量的要求也不同，所以要求的精度也不同，根據(jù)要求 設(shè)置系統(tǒng)的上、下限。獨(dú)立式按鍵軟件常采用查詢(xún)式結(jié)構(gòu)。圖 55中按鍵輸入均采用低電平有效，此外，上拉電阻保證了按鍵斷開(kāi)時(shí)，I/O 口線(xiàn)有確定的高電平。獨(dú)立式按鍵是直接用 I/O 口線(xiàn)構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，其特點(diǎn)是每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根 I/O 口線(xiàn)，每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其它 I/O口線(xiàn)的狀態(tài)。這種方法種，顯示器分時(shí)工作，每次只能有一個(gè)器件顯示，由于人眼的視覺(jué)暫留，所以看起來(lái)似乎所有的器件同時(shí)在顯示。 本設(shè)計(jì)用的是動(dòng)態(tài)顯示接口。動(dòng)態(tài)方式顯示時(shí)，各數(shù)碼管分時(shí)輪流選通，要使其穩(wěn)定顯示必須采用掃描方式，即在某一時(shí)刻只選通一位數(shù)碼管，并送出相應(yīng)的段碼，在另一時(shí)刻選通另一位數(shù)碼管，并送出相應(yīng)的段碼，依此規(guī)律循環(huán)，即可使各位數(shù)碼管顯示將要顯示的字符，雖然這些字符是在不同的時(shí)刻分別顯示 ，但由于人眼存在視覺(jué)暫留效應(yīng)，只要每位顯示間隔足夠短就可以給人同時(shí)顯示的感覺(jué)。動(dòng)態(tài)顯示是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位數(shù)碼管，這種逐位點(diǎn)亮顯示器的方式稱(chēng)為位掃描。這種顯示方式的各位數(shù)碼管相互獨(dú)立，公共端恒定接地（共陰極）或接正電源（共陽(yáng)極）。兩個(gè)顯示塊都有 SP顯示段，用于顯示小數(shù)點(diǎn)。同樣共陽(yáng)板 LED顯示塊的發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起，通常此公共陽(yáng)極接正電壓。共陰極 LED顯示塊 與 發(fā)光二極管的陰極連在一起，通常此公共陰極接地，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)。 本系統(tǒng)選用 數(shù)碼管 來(lái)顯示鍋爐的運(yùn)行是否正常。發(fā)光二極管可顯示兩種狀態(tài)，用于系統(tǒng)狀態(tài)顯示；數(shù)碼管用于數(shù)字顯示； LED 十六段顯示器用于字符顯示。 顯示電路模塊 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)最常用的顯示器是 LED（發(fā)光二極管顯示器）和 LCD（液晶顯示器），這兩種顯示器可顯示數(shù)字、字符及系統(tǒng)的狀態(tài)，它們的驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)且價(jià)格低廉，因此，得到廣泛應(yīng)用。 驅(qū)動(dòng)電路模塊 圖 53 驅(qū)動(dòng)電路模塊接線(xiàn)圖 該模塊是由 74HC573 芯片構(gòu)成，它實(shí)現(xiàn)了 端口的擴(kuò)展功能， 其內(nèi)部 是一個(gè)功率放大電路，提高了電路的功率，從而滿(mǎn)足了負(fù)載的額定功率使得負(fù)載可以正常工作，從而可以響應(yīng)微弱的輸入信號(hào)。 ALE連接 RD，單片機(jī)工作的時(shí)候始終讓 ALE 處于高電平，這樣才能使鎖存器正常工作。 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 前文已經(jīng)詳細(xì)介紹了逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換原理，現(xiàn)在在此基礎(chǔ)上具體設(shè)計(jì)本系統(tǒng)中的A/D 轉(zhuǎn)換電路。 P2 口一部分連接到按鍵電路，用以接收外部的中斷信號(hào)，另一部分連接到 AD0809芯片的地址鎖存器與譯碼器端口，在 ALE 為高電平時(shí)，用以選擇 IN0~IN7 模擬量的輸入端口。其中， P0 口連接排阻，通過(guò)排阻連接到驅(qū)動(dòng)電路部分，使輸出端口擴(kuò)展到 16 位。具體是指 Vcc 腳接電源 ， GND 接地，接好晶振，連上 RC 復(fù)位電路，另外勿忘 EA 腳接高電平 ，這樣就搭建成了一個(gè)最小的系統(tǒng)。下面將對(duì)各個(gè)模塊一一進(jìn)行介紹。1%；蒸汽 177。 環(huán)境溫度： 25—＋ 55℃ ，濕度： ≤85% 介質(zhì)溫度： （ 1）普通型： 40—＋ 130℃ ， 10—＋ 250℃ （ 2）高溫型： 10—＋ 300℃ ， 10—＋ 380℃ （ 3）防爆型： 40—＋ 80℃ 精度等級(jí)：液體 177。 LUGB－ 21/ZX渦街流量傳感器 主要技術(shù)參數(shù)： 型號(hào)說(shuō)明： LUGB21不帶現(xiàn)場(chǎng)顯示、 LUGBZX帶現(xiàn)場(chǎng)顯示，可顯示瞬時(shí)流量和累積流量 。 LUGB－ 21/ZX渦街流量傳感器 工作原理： “卡門(mén)渦街 ”原理，當(dāng)流體流經(jīng)傳感器本體內(nèi)的三角柱時(shí)，柱體兩側(cè)交錯(cuò)產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，使柱體后的探頭體產(chǎn)生交變應(yīng)力；埋設(shè)在探頭體內(nèi)的壓電元件受交變應(yīng)力作用產(chǎn)生的交變電荷分別送給二個(gè)電荷轉(zhuǎn)換器，經(jīng)檢測(cè)放大器信號(hào)處理，轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖信號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。 流量 傳感器 的 選擇 LUGB－ 21/ZX渦街流量傳感器 是一種新型流量傳感器，可以用于多種數(shù)據(jù)散集系統(tǒng)，與 XS型流量顯示儀配套組成流量計(jì)，用于測(cè)量管道中液體、氣體、蒸汽的瞬時(shí)流量和累積流量，并輸出信號(hào)控制相應(yīng)設(shè)備。 儀表特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)任何可動(dòng)或彈性元部件，因此可靠性極高，維護(hù)量極少。特殊規(guī)格可按要求定制 現(xiàn)場(chǎng)顯示：模擬顯示 0~100%或者直接顯示液 位高度 CR60系列電容式液位變送器可將各種液位參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)、遠(yuǎn)傳至操作控制室，供二次儀表或計(jì)算機(jī)裝置進(jìn)行集中顯示、報(bào)警或自動(dòng)控制。替代傳統(tǒng)的浮球式、投入式、差 壓式等液位變送器在各種場(chǎng)合下應(yīng)用有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。特別適合測(cè)量酸堿溶液和鍋爐的水位。該產(chǎn)品有多種接口形式和多種引線(xiàn) 方式，能夠最大限度滿(mǎn)足客戶(hù)的需要，適用于工業(yè)設(shè)備、水利、化工、 醫(yī)療、電力，空調(diào)、金剛石壓機(jī)、冶金、車(chē)輛制動(dòng)、樓宇供水等壓力測(cè)量與控制。 圖 42 PT112型壓力傳感器 . 其主要技術(shù)參數(shù)為 ： 量 程 ： 0～ 450Mpa 綜合精度 ： %FS %FS %FS %FS 輸 出 ： ； ； 4～ 20mA； 0～ 5V； 1～ 5V； 0～ 10V 工作溫度 ： 10～ 200～ 450℃ ； 供電電壓： 傳感器： 10VDC(612VDC) 變送器： 24VDC(9～ 36 V) 負(fù)載阻抗：電流型最大 800Ω 電壓 型 50KΩ以上