【正文】 方案二采用LCD液晶顯示器顯示鍋爐當(dāng)前的溫度和壓力。 顯示電路選擇 方案一顯示單元主要由LED數(shù)碼管及顯示驅(qū)動(dòng)單元組成。A/D轉(zhuǎn)換的基準(zhǔn)源采用MAX675 5V芯片，它能提供精準(zhǔn)的5V參考電壓。 方案二采用美國(guó)TI公司的1l通道12位A/D轉(zhuǎn)換器TLC2543。因此采用方案一。（3）幾乎無(wú)零漂、高穩(wěn)定性、高分辨率。T5300壓力傳感器的特點(diǎn)如下：（1）直接數(shù)字量輸出，無(wú)信號(hào)傳輸損失，無(wú)信號(hào)采集誤差。 壓力傳感器的選擇 方案一采用MPX115壓力傳感器完成壓力測(cè)量，經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送到AT89C51單片機(jī)中。 決策方案溫度的采集是整個(gè)系統(tǒng)的重點(diǎn)之一，在眾多的環(huán)境監(jiān)測(cè)中，ADC590由于成本低而用得較多，但后續(xù)電路復(fù)雜，輸出模擬信號(hào)較弱，需要進(jìn)行放大后再通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路得到溫度值，不僅復(fù)雜，而且提高了系統(tǒng)的功耗，降低了整個(gè)系統(tǒng)的性能。ADC590功能單一（僅測(cè)量溫度）、測(cè)溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等優(yōu)點(diǎn)，適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫、控溫，不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)?！妫唬?） 實(shí)際報(bào)警器的分辨率可單獨(dú)設(shè)定；（4） 保存在EEPROM中，即使斷電也能夠保存；（5） 獨(dú)特的單總線接口方式，與微處理器連接時(shí)僅需要一條線即可實(shí)現(xiàn)與微處理器雙向通訊。 溫度傳感器的選擇 方案一采用溫度傳感器DS18B20完成溫度測(cè)量，并將溫度測(cè)量值直接通過(guò)單總線電路輸出到AT89C51單片機(jī)處理，不需要A/D轉(zhuǎn)換電路。 方案決策二者均可達(dá)到本設(shè)計(jì)想要的功能，但從性價(jià)比上講，AT89C51單片機(jī)價(jià)格低廉，而PLC一般用在大型的控制系統(tǒng)中，價(jià)格不低廉，故不采用。 方案二采用可編程邏輯器件PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及控制，PLC具有高可靠性和強(qiáng)抗干擾能力，豐富的I/O接口模塊，為了適應(yīng)各種工業(yè)控制的需要，除了一些小型PLC以外，采用模塊式的結(jié)構(gòu)，靈活性好。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器。此單片機(jī)是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器6]。第31頁(yè)（共32頁(yè)）鍋爐防爆設(shè)計(jì)方案2 鍋爐防爆設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖繼電器溫度傳感器壓力傳感器信號(hào)放大電路LCD顯示器模數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路鍵盤聲音報(bào)警器8255擴(kuò)展芯片AT89C51單片機(jī)圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 微控制器方案選擇模擬量經(jīng)輸入通道處理后要送到微機(jī)控制電路進(jìn)行信號(hào)的分析處理，得到控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，例如進(jìn)行及時(shí)的聲光報(bào)警功能，選用一款好的微機(jī)成為本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，因?yàn)槲C(jī)電路本身的性能有時(shí)候決定整個(gè)設(shè)計(jì)的成敗。如此反復(fù)監(jiān)控溫度。此時(shí)溫度傳感器實(shí)時(shí)對(duì)鍋爐溫度檢測(cè)，當(dāng)溫度降到設(shè)定值的下限時(shí)，繼電器重新通電。利用繼電器控制燃燒器的加熱。本系統(tǒng)的電源采用市場(chǎng)上常見的W7800(7800)系列7805電源穩(wěn)壓芯片，模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)分別用單獨(dú)的供電回路，以避免電源干擾。系統(tǒng)在軟件上采取模塊化的程序結(jié)構(gòu)。它的主要原理是以電流刺激液晶分子產(chǎn)生點(diǎn)、線、面配合背部燈管構(gòu)成畫面。DS18B20溫度傳感器采用美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的DS18B20可組網(wǎng)數(shù)字溫度傳感器芯片封裝而成，具有耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域4]；MPX4115壓力傳感器具有抗震動(dòng)、穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高、耐高壓，使用于狹小空間工業(yè)設(shè)備測(cè)溫和控制5]；LCD液晶顯示器為平面超薄的顯示設(shè)備，它由一定數(shù)量的彩色或黑白像素組成，放置于光源或者反射面前方。在外圍芯片選取時(shí)，盡量選取典型的、易于擴(kuò)展和替換的芯片和電路，并本著節(jié)約成本的思想。目前，由于家用鍋爐屬于批量生產(chǎn)，而且每臺(tái)鍋爐需要一套完整的控制系統(tǒng)，針對(duì)這些特點(diǎn)，尤其從產(chǎn)品成本角度出發(fā)，以MCS51為核心器件組成的控制系統(tǒng)是比較理想的選擇。 利用單片機(jī)技術(shù)對(duì)鍋爐進(jìn)行自動(dòng)系統(tǒng)改造后，鍋爐的自動(dòng)化水平和熱量利用率大大提高，控制更加精確安全，所需勞動(dòng)力大大減少，勞動(dòng)強(qiáng)度和勞動(dòng)環(huán)境也得到很好改善， 成本也大幅度下降。單片機(jī)又稱微控制器，是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支．單片機(jī)是70 年代中期發(fā)展起 來(lái)的一種大規(guī)模集成電路芯片，是集CPU、ROM、I/O 口和中斷系統(tǒng)于同一硅片的器件。我國(guó)現(xiàn)有大、中型鍋爐30多萬(wàn)臺(tái)，每年耗煤量占我國(guó)原煤產(chǎn)量的2/5，另外 還有更多的小型采暖鍋爐。中小型鍋爐作為供暖設(shè)備用于提供熱水，取暖方面得到了廣泛應(yīng)用。Ⅷ緒論基于單片機(jī)的鍋爐防爆控制系統(tǒng)1 緒論 課題背景及研究意義鍋爐是一種熱能轉(zhuǎn)換設(shè)備，由鍋和爐兩大主體和保證其安全經(jīng)濟(jì)連續(xù)運(yùn)行的附件，儀表附屬設(shè)備，自控和保護(hù)系統(tǒng)組成，水在鍋中不斷被爐里燃料燃燒釋放出來(lái)的能量加熱，溫度升高并產(chǎn)生帶壓蒸汽，由于水的沸點(diǎn)隨壓力升高而升高，鍋是密封的，水蒸氣在里面的膨脹收到限制而產(chǎn)生壓力形成熱動(dòng)力（嚴(yán)格的說(shuō)鍋爐的水蒸氣是水在鍋筒中定壓加熱至飽和水再汽化形成的）作為一種能源廣泛使用2]。本設(shè)計(jì)用AT89C51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)鍋爐防爆控制系統(tǒng)，及時(shí)準(zhǔn)確報(bào)告鍋爐情況，對(duì)系統(tǒng)信息進(jìn)行處理，對(duì)爆炸隱患進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、快速的控制。它的基本功能是通過(guò)探測(cè)器準(zhǔn)確探測(cè)溫度值和壓力值，精確判斷爆炸隱患是否啟動(dòng)報(bào)警。就各工業(yè)部門的現(xiàn)實(shí)來(lái)看，除研制新型節(jié)能鍋爐意外，對(duì)現(xiàn)在舊設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，提高鍋爐的自動(dòng)化程度也是一項(xiàng)重要的途徑。其中壓力上限值應(yīng)不大于管道和鍋爐所承受的最大壓力，壓力下限值應(yīng)保證系統(tǒng)水不汽化。同時(shí)在傳統(tǒng)的鍋爐供熱系統(tǒng)中，循環(huán)泵的啟動(dòng)和停止都由人工操作，而補(bǔ)水泵是由安裝在回水管上的電接點(diǎn)壓力表控制的。目前在研制高精度、高性能、多功能的測(cè)量控制儀表時(shí)，幾乎沒有不考慮采用微處理器使之成為智能儀表的，而目前在儀器儀表中使用得最多的微處理器就是單片機(jī)。組成新一代的所謂“智能化儀器儀表”。人們把這種超大規(guī)模集成電路芯片稱作“單片微控制器”，簡(jiǎn)稱為單片機(jī)。通過(guò)硬件軟件的結(jié)合設(shè)計(jì)出的鍋爐防爆控制系統(tǒng)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)有效地將爆炸隱患消滅在初始階段，為保衛(wèi)人類生命，財(cái)產(chǎn)以及資源的浪費(fèi)發(fā)揮了重要的作用[關(guān)鍵詞] 鍋爐 防爆 AT89C51 傳感器ⅥBased on single chip microputer control system design of boiler explosion proofStudent：YINHUAN， Department of InformationTeacher：ZHOU YONG， engineeringamp。通過(guò)LCD1602液晶芯片對(duì)鍋爐超壓、超溫進(jìn)行提示。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)鍋爐運(yùn)行過(guò)程中可能產(chǎn)生的爆炸隱患，避免惡性事故發(fā)生，本文探索了用于鍋爐的防爆控制系統(tǒng)。學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)的情況，解決實(shí)際問(wèn)題的能力，畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)是否完成規(guī)定任務(wù)，達(dá)到了學(xué)士學(xué)位論文的水平，是否同意參加答辯。學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和組織紀(jì)律，學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)的情況，解決實(shí)際問(wèn)題的能力，畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)是否完成規(guī)定任務(wù)，達(dá)到了學(xué)士學(xué)位論文的水平，是否同意參加答辯。第三階段，以交開題報(bào)告為起點(diǎn)，至第七學(xué)期末； 第四、五階段，以第八學(xué)期畢業(yè)前為期，即2013年五月上旬至6月中旬。 （）第五階段：修改并完善論文，撰寫并打印設(shè)計(jì)說(shuō)明書，準(zhǔn)備答辯。（）第三階段：課題方案的研究與論證，通過(guò)對(duì)相關(guān)資料的研究設(shè)計(jì)出一個(gè)比較合理、簡(jiǎn)潔、實(shí)用的方案。工作的主要階段、進(jìn)度與時(shí)間安排第一階段：閱讀并翻譯與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的外文資料。（5）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖設(shè)計(jì)聲音報(bào)警器（1）硬件系統(tǒng)原理框圖信號(hào)放大電路模數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路LCD顯示器8255擴(kuò)展芯片AT89C51單片機(jī)溫度傳感器壓強(qiáng)傳感器鍵盤燈光報(bào)警器圖1 硬件系統(tǒng)原理框圖完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所必須具備的工作條件（如工具書、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、某類市場(chǎng)調(diào)研、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件等）及解決的辦法本論文主要通過(guò)Proteus軟件對(duì)單片機(jī)控制的機(jī)車火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行仿真調(diào)試，理論上最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)單片機(jī)控制的機(jī)車火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的控制。（4）畢業(yè)設(shè)計(jì)的思路本系統(tǒng)由AT89C51單片機(jī)控制，采用溫度和煙霧兩種傳感器探測(cè)鍋爐易爆處各階段的溫度和壓強(qiáng)，經(jīng)檢測(cè)電路和壓頻轉(zhuǎn)換后送 CPU進(jìn)行判斷，由聲音和燈光輸出報(bào)警信號(hào)。熟悉Keil，Proteus軟件，特別是程序的開發(fā)和調(diào)試。（3）解決思路搜集及了解相關(guān)的溫度、壓強(qiáng)控制系統(tǒng)的原理及特點(diǎn)，進(jìn)行分析比較、科學(xué)合理的制定設(shè)計(jì)方案。主要研究?jī)?nèi)容、需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題及解決思路（1）主要研究?jī)?nèi)容單片機(jī)的選型，內(nèi)部分配及外部接線，組態(tài)軟件的選擇； 單片機(jī)組態(tài)軟件軟件的應(yīng)用； 傳感器的選型，各種數(shù)據(jù)的采集和控制； 單片機(jī)的鍋爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)改造的軟件設(shè)計(jì)。就目前現(xiàn)狀，單片機(jī)控制的多采用8051單片機(jī)，該類型單片機(jī)往往需要擴(kuò)展大量的外部存儲(chǔ)器，并行 I/O 口等，導(dǎo)致在軟件編程中問(wèn)題復(fù)雜化，提高了不穩(wěn)定性。在國(guó)內(nèi)鍋爐的研究領(lǐng)域中，一般都是由工業(yè)鍋爐的研究帶路。但在國(guó)內(nèi)，由于我國(guó)電力資源比較吃緊，而我國(guó)又具有世界第一的儲(chǔ)煤量，再加上我國(guó)人口眾多，城市中居民生活比較集中。該系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單，高效無(wú)污染。隨著技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)低工耗低污染的要求，國(guó)內(nèi)外的工程技術(shù)人員都不斷的研制開發(fā)或改進(jìn)各種新型鍋爐。應(yīng)用利用單片機(jī)技術(shù)對(duì)鍋爐進(jìn)行自動(dòng)系統(tǒng)改造后，鍋爐的自動(dòng)化水平和熱量利用率大大 提高，控制更加精確安全，所需勞動(dòng)力大大減少，勞動(dòng)強(qiáng)度和勞動(dòng)環(huán)境也得到很好改善， 成本也大幅度下降。單片機(jī)又稱微控制器，是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支．單片機(jī)是70 年代中期發(fā)展起 來(lái)的一種大規(guī)模集成電路芯片，是集CPU、ROM、I/O 口和中斷系統(tǒng)于同一硅片的器件．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，