【正文】 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)行信號的分析處理，得到控制信號驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，例如進(jìn)行及時的聲光報警功能，選用一款好的微機(jī)成為本設(shè)計的重點(diǎn)，因?yàn)槲C(jī)電路本身的性能有時候決定整個設(shè)計的成敗。如此反復(fù)監(jiān)控溫度。此時溫度傳感器實(shí)時對鍋爐溫度檢測，當(dāng)溫度降到設(shè)定值的下限時，繼電器重新通電。利用繼電器控制燃燒器的加熱。 本系統(tǒng)的電源采用市場上常見的 W7800(7800)系列 7805 電源穩(wěn)壓芯片，模擬信號和數(shù)字信號分別用單獨(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 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)字測溫和控制領(lǐng)域 ???； MPX4115 壓力傳感器具有抗震動、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)備測溫和控制 ???； 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，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)，而且每臺鍋爐需要一套完整的控制系統(tǒng)，針對這些特點(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)對鍋爐進(jìn)行自動系統(tǒng)改造后，鍋爐的自動化水平和熱量利用率大大提高，控制更加精確安全，所需勞動力大大減少，勞動強(qiáng)度和勞動環(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，是微型計算機(jī) 的一個重要分支．單片機(jī)是 70 年代中期發(fā)展起 來的一種大規(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 。 我國現(xiàn)有大、中型鍋爐 30 多萬臺，每年耗煤量占我國原煤產(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。 緒論 第 1 頁（共 32 頁） 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)生壓力形成熱動力（嚴(yán)格的說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 ???。 本設(shè)計用 AT89C51 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)鍋爐防爆控制系統(tǒng)，及時準(zhǔn)確報告鍋爐情況，對系統(tǒng)信息進(jìn)行處理，對爆炸隱患進(jìn)行實(shí)時、準(zhǔn)確、快速的控制。 它的基本功能是通過探測器準(zhǔn)確探測溫度值和壓力值，精確判斷爆炸隱患是否啟動報警。就各工業(yè)部門的現(xiàn)實(shí)來看，除研制新型節(jié)能鍋爐意外，對現(xiàn)在舊設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，提高鍋爐的自動化程度也是一項重要的途徑。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。 同時在傳統(tǒng)的鍋爐供熱 系統(tǒng)中，循環(huán)泵的啟動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、多功能的測量控制儀表時，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 ”，簡稱為單片機(jī)。 通過硬件軟件的結(jié)合設(shè)計出的鍋爐防爆控制系統(tǒng)能及時發(fā)現(xiàn)問題，及時有效地將爆炸隱患消滅 在初始階段，為保衛(wèi)人類生命，財產(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 VII Based on single chip microputer control system design of boiler explosion proof Student： YINHUAN， Department of Information Teacher： ZHOU YONG， engineeringamp。通過 LCD1602 液晶芯片對鍋爐超壓、超溫進(jìn)行提示。為了及時發(fā)現(xiàn)鍋爐運(yùn)行過程中可能產(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)知識的情況，解決實(shí)際問題的能力， 畢業(yè)設(shè)計 (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)知識的情況，解決實(shí)際問題的能力， 畢業(yè)設(shè)計 (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 20xx 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)計說明書，準(zhǔn)備答辯。 （ ） 第三階段：課題方案的研究與論證，通過對相關(guān)資料的研究設(shè)計出一個比較合理、簡潔、實(shí)用的方案。 工作的主要階段、進(jìn)度與時間安排 AT89C51 單 片 機(jī) 8255 擴(kuò) 展 芯 片 聲音報警器 鍵盤 模 數(shù) 信 號 轉(zhuǎn) 換 電 路 LCD 顯示器 信 號 放 大 電 路 壓強(qiáng) 傳感器 溫度傳感器 燈光報警器 Ⅱ 第一階段：閱讀并翻譯與畢業(yè)設(shè)計相關(guān)的外文資料。 （ 5） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖設(shè)計 （ 1）硬件系統(tǒng)原理框圖 圖 1 硬件系統(tǒng)原理框圖 完成畢業(yè)設(shè)計（論文）所必須具備的工作條件（如工具書、計算機(jī)輔助設(shè)計、某類市場調(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 Proteus 軟件 對 單片機(jī) 控制的機(jī)車火災(zāi)報警系統(tǒng) 進(jìn)行仿真調(diào)試 ，理論上最終實(shí)現(xiàn)了對 單片機(jī) 控制的機(jī)車火災(zāi)報警 系統(tǒng) 的控制 。 （ 4） 畢業(yè)設(shè)計的思路 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鍋爐易爆處各階段的溫度和壓強(qiáng)，經(jīng)檢測電路和壓頻轉(zhuǎn)換后送 CPU 進(jìn)行判斷，由聲音和燈光輸出報警信號。 II ○ 2 熟悉 Keil， Proteus 軟件，特別是程序的開發(fā)和調(diào)試。 （ 3） 解決思路 ○ 1 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)計方案。 主要 研究內(nèi)容、需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路 （ 1） 主要研究內(nèi)容 ○ 1 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； ○ 2 單片機(jī)組態(tài)軟件軟件的應(yīng)用； ○ 3 傳感器的選型，各種數(shù)據(jù)的采集和控制； ○ 4 單片機(jī)的鍋爐控制系統(tǒng)設(shè)計改造的軟件設(shè)計。 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)展大量的外部存儲器， 并行 I/O 口等，導(dǎo)致在軟件編程中問題復(fù)雜化，提高了 不穩(wěn)定性。 在國內(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。但在國內(nèi)，由于我國電力資源比較吃緊， 而我國又具 有世界第 一的儲煤量，再加上我國人口眾多，城市中居民生活比較集中。該系統(tǒng) 控制簡單，高效無污染。電路詳解》 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 1994 [2]邢彩虹 .《微機(jī)控制機(jī)車火災(zāi)探測系統(tǒng)的研究》 [D].北京： :清華大學(xué)出版社，1996 [3]何立民 .《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計》 [M].北京：航天航空大學(xué)出版， 1999 [4] 李廣弟 .《單片機(jī)基礎(chǔ)》 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 20xx Ⅱ [5] 康華光 .《電子技術(shù)基礎(chǔ)》 [M].北京：高等教育出版社， 20xx [6] 何希才 .《新型實(shí)用電子電路 400 例》 [M].電子工業(yè)出版社 ， 20xx， [7] 趙負(fù)圖 .《傳感器集成電路手冊 》 [M].化學(xué)工業(yè)出版社 20xx,590～ 598 [8] 陳伯時 .《電力拖動自動控制系統(tǒng)》 [M].第二版 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ，20xx,127～ 130 [10] 張振榮 .《 MCS51 單片機(jī)及實(shí)用教程》 [M].人民郵電出版社 20xx 國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 隨著技術(shù)的發(fā)展和人們對低工耗低污染的要求， 國內(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。 閱讀的主要參考文獻(xiàn)及資料名稱 [1] 方佩 敏 .《新編傳感器原理 單片機(jī)又稱微控制 器，是微型計算機(jī)的一個重要分支．單片機(jī)是 70 年代中期發(fā)展起 來的一種大規(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 。傳統(tǒng)的鍋 爐設(shè)備自動化水平低，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．我國現(xiàn)有大、中型鍋爐 30 多萬臺，每年耗煤量占我國原煤產(chǎn)量的 2/5，另外 還有更多的小型采暖鍋爐。 任務(wù)書下達(dá)日期 年 月 日 指導(dǎo)教師 (簽字 ) 長江大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 題 目 名 稱 單片機(jī)控制的鍋爐防爆系統(tǒng) 系 部 信息系 專 業(yè) 班 級 自動化 60901 班 學(xué) 生 姓 名 周鵬 指 導(dǎo) 教 師 周勇 輔 導(dǎo) 教 師 周勇 開題報告時間 20xx 年 12 月 25 號 II 單片機(jī)控制的鍋爐防爆系統(tǒng) 學(xué)生： 周鵬 ，信息系 指導(dǎo)教師：周勇，長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院 題目來源： 本題來自于生產(chǎn)實(shí)際。 長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 題 目 名 稱 基于單片機(jī)的鍋爐防爆控制系統(tǒng) 系 部 信息系 專 業(yè) 班 級 自動化 學(xué) 生 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 輔 導(dǎo) 教 師 時 間 目錄 長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 ............................ Ⅰ 長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 開題報告 .......................... Ⅱ 長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師審查意見 .................. Ⅲ 長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 評閱教師評語 ...................... Ⅳ 長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 答辯會議記錄 ...................... Ⅴ 中文摘要 .............................................................. Ⅵ 英文摘要 .............................................................. Ⅶ 前言 .................................................................. Ⅷ 1 緒論 ................................................................. 1 課題背景及研究意義 ............................................. 1 系統(tǒng)的總體設(shè)計思想 ............................................. 1 2 鍋爐防爆設(shè)計方案 ..................................................... 3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 ................................................... 3 微控制器方案選擇 ............................................... 3 方案一 ............................................................. 3 方案二 ............................................................. 4 方案決策 ........................................................... 4 溫度傳感器的選擇 ............................................... 4 方案一 .........................................