【正文】 圖4。圖4 復位電路 溫度檢測電路設計 DS18B20簡介Dallas半導體公司的數(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10]。一線總線獨特而且經(jīng)濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。DS18B20可以程序設定912位的分辨率。分辨率設定，及用戶設定的報警溫度存儲在EEPROM中，掉電后依然保存。如圖5所示DS1B20引腳排列圖圖5 DS18B20引腳圖：（1） 獨特的單線接口僅需一個端口引腳進行通訊。（2） 簡單的多點分布應用。（3） 無需外部應用。（4） 無需外部器件。（5） 可通過數(shù)據(jù)線供電。（6） 零待機功耗。（7） 測溫范圍－55～＋125℃，℃遞增。（8） 溫度以8位數(shù)字量讀出。（9） 溫度數(shù)字量轉(zhuǎn)換時間200ms（典型值）。（10） 用戶可定義的非易失性溫度報警設置。（11） 報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度的器件。，如表1所示表1 DS18B20管腳功能表引腳序號引腳名稱功 能1GND接地2DQ數(shù)據(jù)輸入/輸出腳3VDD接5V電源溫度采集電路只有一個DS18B20溫度傳感器，它與單片機的接口比較簡單，如圖所示。只要給傳感器5V的供電并把它的單總線接到單片機的P口就可以了。當DS18B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號拓展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的0,1字節(jié)。單片機可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時低位在前，高位在后，℃/LSB形式表示。如圖6。圖6 溫度采集電路 MPX4115簡介MPX4115系列壓電電阻傳感器是一個硅壓力傳感器。這個傳感器結(jié)合了高級的微電機技術，薄膜鍍金屬。還能為高水準模擬輸出信號提供一個均衡壓力。在0℃85℃%，溫度補償是40℃~+125℃11]。MPX4115的封裝圖、引腳分布圖分別如圖7所示。 封裝圖 引腳分布圖圖7 封裝、引腳分布圖氣壓傳感器MPX4115的引腳說明如下表2：表2 引腳說明引腳序號引腳名稱功 能1VOUT電壓輸出腳2GND接地端3VCC芯片工作電壓456空引腳用于內(nèi)部連接，懸空不使用 壓力采集電路壓力傳感器測量鍋爐中的壓力經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸送給單片機，單片機將其與預設壓力對比，如果比預設的壓力大則開始報警。如圖8。圖8 壓力采集電路 A/D模塊氣壓傳感器MPX4115輸出的是模擬電壓，因此，必須進行模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換才能交由單片機處理。本設計中選用ADC0809作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。ADC0809是目前廣泛使用的逐位逼近型8位單片A/D轉(zhuǎn)換芯片，片內(nèi)含8路模擬開關，可允許8路模擬量輸入。主要有3部分組成：模擬輸入選擇部分、轉(zhuǎn)換器部分、輸出部分12]。ADC0809芯片為28引腳為雙列直插式封裝，ADC0809主要信號引腳功能說明如下圖9：圖9 ADC0809引腳排列（1） IN7IN0八路模擬量輸入通道（2） ALE地址鎖存允許信號（3） START轉(zhuǎn)換啟動信號。START=1轉(zhuǎn)換啟動。（4） A、B、C地址線、通道端口選擇線。（5） CLK時鐘信號。通常使用頻率為500KHz的時鐘信號。（6） EOC轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。EOC=1轉(zhuǎn)換結(jié)束。（7） D7D0數(shù)據(jù)輸出線。（8） OE輸出允許信號。OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。（9） Vcc+5V電源。（10） Vref參考電源考電壓用來與輸入的模擬信號進行比較，作為逐次逼近的基準。其典型值為+5VADC0809與單片機連接主要涉及兩個問題。一是8路模擬信號通道的選擇，二十A/D轉(zhuǎn)換完成后轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送有定時傳送方式、查詢方式、中斷方式這三種方式。A、B、C的值與被選擇的通道之間的關系13]如下圖10所示： 圖10 A、B、C被選通道之間的關系 顯示電路設計圖11為LCD1602引腳分配圖。其引腳說明見表3LCD1602是具有4位/8位并口可選接口方式的液晶顯示模塊，它能同時顯示兩行字符，每行有16個字符。字符以5*7點陣形式顯示。其字符中共有160種字符。人選指令有11條（清屏、返回、輸入方式設置、顯示開關控制、移位、功能設置、CGRAM地址設置、DDRAM地址設置、讀忙信號及地址高數(shù)器、寫數(shù)據(jù)、讀數(shù)據(jù)），內(nèi)部有80字節(jié)的RAM，8位數(shù)據(jù)接口，另外三根控制總線用于完成對寫和讀數(shù)據(jù)或指令時序控制。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與LED點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多。圖11 LCD1602引腳圖LCD1602引腳說明14]表3 LCD1602引腳說明管腳號符號功能1)VCC電源地（GND）2)VDD電源電壓（+5V）3)VL寄存器選擇輸入端，輸入MPU選擇模塊內(nèi)部寄存器類型信號；RS=0，當MPU進行寫模塊操作，指向指令寄存器；當MPU進行模塊操作，指向地址計數(shù)器；RS=1，無論MPU讀操作還是寫操作，均指向數(shù)據(jù)寄存器4)RS讀寫控制輸入端，輸入MPU選擇讀/寫模塊操作信號；R/W=0 讀操作；R/W=1 寫操作5)R/W讀寫控制輸入端，輸入MPU選擇讀/寫模塊操作信號；R/W=0 讀操作；R/W=1 寫操作6)E讀操作時，高電平有效；寫操作時，下降沿有效7)DB0數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道4位方式通訊時，不使用DBO~DB38)DB1數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道4位方式通訊時，不使用DBO~DB39)DB2數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道4位方式通訊時，不使用DBO~DB310)DB3數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道4位方式通訊時，不使用DBO~DB311)DB4數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道4位方式通訊時，不使用DBO~DB312)DB5數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道4位方式通訊時，不使用DBO~DB313)DB6數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道4位方式通訊時，不使用DBO~DB314)DB7數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道4位方式通訊時，不使用DBO~DB315)BL+背光正端+5V16)BL背光負端0VLCD1602結(jié)構(gòu)塊圖。如圖12所示為LCD1602結(jié)構(gòu)塊圖，指明了LCD1602內(nèi)部結(jié)構(gòu)模塊。圖12 LCD1602結(jié)構(gòu)塊圖本系統(tǒng)采用LCD1602作為顯示模塊，其主要功能是顯示預先設定的溫度、壓力報警值和當前采集的溫度值和壓力值。LCD液晶顯示電路如圖13所示。圖13 顯示電路 報警電路設計圖14 報警電路外部電源供電方式是DS18B20最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強，而且電路也比較簡單。本設計采用軟件處理報警，利用有源蜂鳴器進行報警輸出。當所測溫度（壓力）超過獲高于所預設的溫度（壓力）時，報警輸出。（也可以將蜂鳴器換成LED） 穩(wěn)壓電源電路設計AT89C51的內(nèi)核共電為5V，而此鍋爐防爆系統(tǒng)的測溫度和壓力模塊以及LED鍵盤模塊的共電電壓都可為5V，所以通過此電源模塊后，將外部輸入電壓轉(zhuǎn)換成5V的單片機工作電壓，以保障鍋爐防爆系統(tǒng)的正常運行。如圖15圖15 穩(wěn)壓電源電路 按鍵電路設計 設計中采用了獨立式的鍵盤；獨立式鍵盤的按鍵相互獨立，每個按鍵接一根I/O口線，一根I/O口線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其它I/O口線的工作狀態(tài)。因此，通過檢測I/O口線的電平狀態(tài)，即可判斷鍵盤上哪個鍵被按下。電路圖如圖16（1）K1設置鍋爐溫度（壓力）報警值的溫度（壓力）值增加按鍵。K1每按下一次，溫度（壓力）報警值顯示比上一次值增加一度。（2）K2設置鍋爐溫度（壓力）報警值的溫度（壓力）值減少按鍵。K2每按下一次，溫度（壓力）報警值顯示比上一次值減少一度。（3）K3溫度報警值確定值。圖16 按鍵電路 控制電路 本系統(tǒng)采用繼電器進行對燃燒器工作方式控制，從而鍋爐控制溫度和壓力。當P口輸出高電平時，經(jīng)反相驅(qū)動器7406變成低電平，使二極管發(fā)光，從而使光敏三極管導通，進而是Q1導通，因而繼電器線圈通電，接通鍋爐燃燒器。本部分電路如圖17所示：圖17 控制電路1. ，燃燒器對鍋爐加熱，進行加熱處理。2. ，燃燒器不對鍋爐加熱，不進行熱處理。系統(tǒng)軟件設計4 系統(tǒng)軟件設計本章講述的系統(tǒng)軟件設計包括鍋爐溫度以及壓力控制的單片機程序設計以及構(gòu)成系統(tǒng)的各部分子程序設計。 主流程圖設計主流程圖如圖18所