【正文】 為漏極開路的輸出端口，每位能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。在對(duì) 87C51EPROM 編程時(shí)，該 引腳用于施加編程電壓 VPP。當(dāng)?shù)刂烦?4KB 時(shí)，將自動(dòng)執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器的程序。 ALE/PROG 端同樣可驅(qū)動(dòng) 8個(gè) LSTTL 負(fù)載。 CPU 在向片外存儲(chǔ)器取指令期間， PSEN 信號(hào)在 12 個(gè)時(shí)鐘周期中 會(huì)生效兩次 。 可以 根據(jù) PSEN、 ALE 和 XTAL2 三個(gè) 輸出端 口 是否有信號(hào)輸出， 來(lái)判斷 80C51 是否 處在 工作 狀態(tài) 。 另一方面 ，在訪問(wèn)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效 PSEN 信號(hào)不 會(huì)出現(xiàn)。 RST（ 9腳） : 單片機(jī)剛接上電源時(shí)，其內(nèi)部各寄存器處于隨機(jī)狀態(tài)，在該腳輸入 24 個(gè)時(shí)鐘周期寬度以上的高電平將使單片機(jī)復(fù)位（ RESET） PSEN（ 29 腳） : 當(dāng) 訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器時(shí)， 該端口 輸出負(fù)脈沖 信號(hào) 作 為存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。在片內(nèi)它是一個(gè)振蕩電路反相放大器的輸出端，振蕩電路的頻率是晶體振蕩頻率。在采用外部 時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于 HMOS 單片機(jī)，該端引腳必須接地；對(duì)于 CHMOS 單片機(jī)，此引腳作為驅(qū)動(dòng)端。 P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78R S T / V pd9R X D / P 10T X D / P 11I N T O / P 3. 112I N T 1/ P 3. 313T 0/ P 3. 414T 1/ P 3. 515W R / P 3. 616R D / P 3. 717X T A L 218X T A L 119G N D20V c c40P 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 732E A / V pp31A L E / P R O G30P S E N29P 2. 7/ A 1528P 2. 6/ A 1427P 2. 5/ A 1326P 2. 4/ A 1225P 2. 3/ A 1124P 2. 2/ A 1023P 2. 1/ A 922P 2. 0/ A 821 圖 22 80C51 單片機(jī) GNE(20 腳 ):接地 VCC（ 40 腳） : 主電源 +5V XTAL1（ 19腳） :接外部晶體的一端。 80C51 內(nèi)部有 時(shí)鐘電路 ，但需要石英晶體和微調(diào)電容外接，本系統(tǒng)中采用 12MHz 的晶振頻率。采用 40 引腳 雙列直插式 DIP（ Dual In Line Package），內(nèi)有 128 個(gè) RAM 單元及 4K 的 ROM。 圖 21所示是其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。同時(shí)為結(jié)合實(shí)際需要，本系統(tǒng)亦對(duì)鍋爐內(nèi)氣壓進(jìn)行控制。當(dāng)溫度少于溫度下限值時(shí)，重新啟動(dòng)進(jìn)行加熱處理。 江蘇師范大學(xué)科文學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的鍋爐溫度和壓力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 2 鍋爐溫度和壓力控制系統(tǒng)主要器件選擇 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總框圖 鍋爐溫度控制系統(tǒng)的主控部分由單片機(jī)構(gòu)成。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。燃燒器電源重新接通，鍋爐繼續(xù)加熱。當(dāng)鍋爐內(nèi)的水的實(shí)際水溫超過(guò)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。利用溫度傳感器 DS18B20采集測(cè)量鍋爐水溫 ； 使用 LED顯示器顯示氣壓值、預(yù)先設(shè)定的溫度報(bào)警值和當(dāng)前采集的溫度值。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，這樣使得擴(kuò)充和調(diào)試更加方便。 DS18B20 溫度傳感器 采用 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， 其產(chǎn)品以 具有江蘇師范大學(xué)科文學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的鍋爐溫度和壓力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 封裝形式多樣，耐磨耐碰，使用方便，體積小， 而廣泛應(yīng)用 于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域 。同時(shí)在選取外圍芯片時(shí)，應(yīng)盡量考慮一些較為典型的、易于替換和擴(kuò)展的電路和芯片，并建立在降低生產(chǎn)成本的前提下。目前，因?yàn)榧矣缅仩t設(shè)備屬于批量制造生產(chǎn)，而一整套完備的控制系統(tǒng)是每臺(tái)鍋爐所必需的，針對(duì)小型鍋爐的這些特點(diǎn)，更結(jié)合產(chǎn)品的成產(chǎn)成本考慮，以單片機(jī) MCS51 為核心器件組成的控制系統(tǒng)成為了最為理想的選擇。電熱鍋爐的溫度和水位的控制都能通過(guò)計(jì)算機(jī)完成，使電熱鍋爐的運(yùn)行完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，最大程度的將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)的鍋爐行業(yè) [2]。與燃煤、燃油、燃?xì)忮仩t相比，操作運(yùn)行更加方便、簡(jiǎn)單。 （ 5）鍋爐啟動(dòng)、停止速度快，運(yùn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，調(diào)節(jié)速度快，操作簡(jiǎn)單。 （ 4）體積小，重量輕，占地面積小。 （ 3）鍋爐本體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全性好。 （ 2）能量轉(zhuǎn)化效率 很 高。電加熱鍋爐具有許多優(yōu)點(diǎn)，使其比其他形式的鍋爐更具吸引力，其具體優(yōu)點(diǎn)如下 [1]： （ 1）無(wú)污染。因此在人口密集的居民區(qū)、旅館、醫(yī)院和學(xué)校，電加熱鍋爐完全 能替代燃煤、燃油、燃?xì)忮仩t。 傳統(tǒng)的鍋爐都使用燒煤的方法進(jìn)行加熱，這種方式加熱不但對(duì)空氣污染嚴(yán)重，而且在加熱時(shí)需要用人工進(jìn)行燃料的運(yùn)輸與添加，一旦加入燃料過(guò)多，水溫會(huì)升的過(guò)快造成開鍋，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成鍋爐爆炸，造成人身財(cái)產(chǎn)的損害，對(duì)于現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展來(lái)說(shuō) ，很少有地區(qū)對(duì)此進(jìn)行改進(jìn)，而本設(shè)計(jì)提出一種新型的鍋爐加熱與 壓力 控制方法，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作，全自動(dòng)加熱、控溫、節(jié)能環(huán)保，本設(shè)計(jì)摒棄傳統(tǒng)的燃料加熱方法，而使用電熱的方式，這樣通過(guò)微控制器可以對(duì)水溫進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制，不僅節(jié)省能源，還能達(dá)到準(zhǔn)確的溫度控制，在控制系統(tǒng)中又加入了壓力 控制環(huán)節(jié)，這樣整個(gè)系統(tǒng)就達(dá)到了全自動(dòng)智能化水平。 Pressure by level sensor signal pressure of real time data collection, with an analog form transfer to the single chip microputer, microcontroller through the A/D conversion, converted into digital signals, calculation and treatment will temperature, pressure, water level information displayed in the LCD monitor, the paper introduces the hardware part of the control system, including: temperature detection circuit, temperature control circuit, pressure detection circuit, pressure control circuit and other single chip microputer interface circuit. The paper also introduces software design part, here the modularized structure programming. Software is mainly three parts: the main program, keyboard interrupt and key processing program, prearcing interruption program. The other one XieZi programs include: temperature signal processing program, show program, PID processing procedure, etc. This system can to the boiler temperature and water level of the full automation control, not only save thehuman resource, and at the same time use electric heating system, more energy efficient, more environmental protection and is more a feasibility. Keywords:Temperature detection A/D conversion Water pressure test PID control III 目 錄 摘 要 ................................................. I Abstract .......................................................... II 1 緒論 ............................................................. 1 研究背景及現(xiàn)狀 ............................................... 1 發(fā)展前景 .................................................... 1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思想 .......................................... 2 2 鍋爐溫度和壓力控制系統(tǒng)主要器 件選擇 ......................... 4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總框圖 ............................................... 4 單片機(jī)的選擇 ................................................ 4 溫度傳感器 .................................................. 7 壓力傳感器 .................................................. 8 A/D 轉(zhuǎn)換器 .................................................. 11 3 鍋爐溫度和壓力控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) ...................... 13 最小單片機(jī)系統(tǒng) ............................................. 13 晶振電路 .............................................. 13 復(fù)位電路 .............................................. 13 溫度采集模塊設(shè)計(jì) ........................................... 14 溫度控制電路 設(shè)計(jì) ............................................ 15 壓力檢測(cè)電路設(shè)計(jì) ............................................ 16 鍵盤及顯示電路 .............................................. 17 報(bào)警電路設(shè)計(jì) ............................................... 19 穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì) ............................................ 20 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .................................................. 21 控制算法研究 ................................................ 21 系統(tǒng)總流程圖設(shè)計(jì) ............................................ 22 IV 溫度和壓力檢測(cè)程序流程圖設(shè)計(jì) ............................... 23 鍵盤輸入子程序流程圖設(shè)計(jì) .................................... 24 顯示子程序流程圖 ............................................ 25 外部中斷程序流程圖 .......................................... 26 5 結(jié)論 ............................................................