基于单片机的ad590的温测控系统设计_毕业设计(编辑修改稿)

基于单片机的ad590的温测控系统设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

另外， 在硬件电路上， 74HC13 16*16点阵显示器与单片机接口复杂，而且它们的外围电路较多， 不适合用在 锅炉的 嵌入式系统设计中。 采用液位继电器可以简单控 制锅炉液位，但增加了成本开销。 方案二：采用 AT89S51 单片机 、 7805 电源稳压芯片 、 温度传感器 DS18B20 和液晶显示器 LCD1602 等核心部件。 该方案采用 液晶显示器来显示 水位的上下限值、当前水位、预先设定的温度报警值和当前采集的温度值，直观、接口简单而且编程强度不大。 用不锈钢管制作成的装置放于水位上下限，简单。 这样就可以缩短系统的开发周期，减少系统成本开销。 另外， 温度传感器 DS18B20 的 温度测量范围、精度、响应时间、稳定性 都要比热敏电阻好。 综上分析，采用第二种方案。 本系统 主控单片机的 全部程序都是用 汇编 语言来编写，采用 KeiluVision3 集成开发环境来开发单片机应用程序。 系统结构框图 锅炉温度控制系统的主控部分由单片机构成。 通过按键电路进行温度报警值的设定，并对锅炉的水温进行采集及处理，然后与报警值比较，当温度值大于温度上限值(报警值 )时就报警，停止加热。 当温度少于温度下限值时，重新启动进行加热处理。 以此重复对锅炉温度控制。 同时为结合实际需要，本系统亦对锅炉水位进行控制。 液晶显示，显示水位上限值，水位下限值以及温度报警值和实际温度值。 图 所示是其系统结构框图。 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 5 页 图 系统结构框图 在工业生产中，锅炉是一种重要的动力系统。 其中锅炉的温度过程控制，又是一个重要环节。 本系统过程控制系统主要应用于燃气锅炉的水温控制系统。 在燃气锅炉里面，天然气液化石油气作为燃料，锅炉中的水作为加热对象。 温度传感器的输出信号经调理电路处理后作为单片机系统的输入信号。 本系统要采样的是锅炉的水温和锅炉的水位控制信号。 温度 控制系统的控制信号通过继电器控制燃烧器内进出气，由三个进气阀实现控制。 燃烧器的作用是 :继电器接通燃烧器电源后，燃烧器通过其内 部的光电检测管检测锅炉内有无火光，若有火光则表示点火成功，不需启动点火变压器，否则启动点火变压器进行点火，同时电磁阀打开进气，这时光电管检测到火焰，关闭点火变压器， AT89S51 按键设定 温度采集 稳压电源 复位 液晶显示 继电器 燃烧器 报警 给水泵 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 6 页 系统点火成功。 该中小型燃气锅炉所需要温度的热水是根据用户需要调节的。 控制系统根据温度传感器检测到的温度与温度设定值比较， 给出控制信号 .若实际温度大于报警值时，单片机实行对继电器的电源关断，这时燃烧器断电，锅炉不进行加热处理。 温度传感器一直检测锅炉内部的水温。 当温度传感器检测的温度小于用户设定值的时候，单片机根据温度的比较信号，重新 对继电器进行通电 ，锅炉重新加热。 本系统燃烧控制系统（又称为燃烧调节系统）采用有差调节系统。 有差调节时系统调节过程中被调参数值在设定的参数范围内变动。 在供热锅炉中常采用有差调节就能达到要求，所以系统采用有差调节系统并采用双位控制。 如图 所示。 图 燃烧控制（调节）系统 主要器件的选择 Atmel 公司单片机 AT89S51。 Dallas 半导体公司温度传感器 DS18B20 LCD1602 锅炉辅助器件选择 燃烧器 型号 :GP300T 功率 (kg):7004000 燃烧控制（调节）系统 有差调节系统 无差调节系统 位式控制 比例控制 比例积分调节 (PI) 比例积分微分调节（ PID） 双位控制 三位控制 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 7 页 火焰探 测器型号 :QRA2 伺服马达型号 :SQM 气阀密封检漏器型号 :VDK200/VPS504/DK2F 燃烧器控制 :外置 重量 (kg):320 系列立式不锈钢多级泵 流 量：最大 22m3/h 扬 程：最大 60m 液体温度： 50℃ ～ 120℃ 环境温度：最高 +160℃ 工作压力： 工作电压： 220V/380V 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 8 页 3 硬件电路设计 主电路 图 温度控制电路 图 锅炉加水电路 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 9 页 图 水位检测电路 单片机选择设计 AT89S51 是美国 ATMEL 生产的 低功耗，高性能 CMOS8 位单片机 ，片内含 4K bytes 的可系统编程的 Flash 只读程序存储器，器件采用 ATMEL 公司的高密度 、 非易失性存储技术生产 ,兼容标准 8051 指令系统及引脚。 它 集 Flash 程序存储器既可在线编程（ ISP）也可用传统方法进行编程及通用 8 位微处理器于单片机芯片中， ATMEL公司的功能强大，低价位 AT89S51 单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。 (1) AT89S51 主要功能列举如下： ① 为一般控制应用的 8 位单芯片。 ② 晶片内部具有时钟振荡器（传统最高工作频率可至 12MHz）。 ③ 内部程式存储器（ ROM 为 4KB）。 ④ 内部数据存储器（ RAM 为 128B）。 ⑤ 32 条双向输入输出线，且每条均可以单独做 I/O 的控制。 ⑥ 5 个中断向量源。 ⑦ 2 组独立的 16 位定时器。 ⑧ 单芯片提供位逻辑运算指令。 (2) AT89S51 管脚排列及系统所用引脚功能介绍。 管脚排列如图 所示 ,下面介绍引脚的功能。 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 10 页 图 AT89S51 引脚图 :AT89S51 电源正端输入，接 +5V。 :电源地端。 :单芯片系统时钟的反相放大器输入端。 :系统时钟的反相放大器输出端。 :（ ～ ）：端口 0 是一个 8 位宽的开路漏极（ Open Drain）双向输出入端口。 P0 在当 做 I/O 用时可以推动 8 个 LS 的 TTL 负载。 （ ～ ） ：端口 2 是具有内部提升电路的双向 I/O 端口，每一个引脚可以推动 4 个 LS 的 TTL负载，若将端口 2 的输出设为高电平时，此端口便能当成输入端口来使用。 （ ～ ）：端口 1 也是具有内部提升电路的双向 I/O 端口，其输出缓冲器可以推动 4 个 LS TTL 负载，同样地若将端口 1 的输出设为高电平，便是由此端口来输入数据。 （ ～ ）：端口 3 也具有内部提升电路的双向 I/O 端口，其输出缓冲器可以推动 4 个 TTL 负载，同时还多工具有其他的额外特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部数据存储器内容的读取或写入控制等功能。 其引脚分配如下： 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 11 页 ： RXD,串行通信输入。 ： TXD，串行通信输出。 ： INT0，外部中断 0 输入。 ： INT1，外部中断 1 输入。 ： T0，计时计数器 0 输入。 ： T1，计时计数器 1 输入。 ： WR：外部数据存储器的写入信号。 ： RD，外部数据存储器的读取信号。 单片机最小系统 时钟电路设计 AT89S51 的时钟 可由内部产生也可以由外部产生。 在这个设计中只是用了内部产生。 利用芯片内部振荡电路，在 XTAL1， XTAL2（ 18， 19 脚）的引脚上外接定时元件，内部振荡器便能产生自激振荡，用示波器便可观察到 XTAL2 输出的正弦波，定时元件可以采用石英晶体和电容组成的并联谐振电路，它与单片机的接法的如图 35所示。 晶体可以在 ~12MHz 之间所选，电容可以在 20~60pF 之间所选，通常选择 30pF 左右，电容 C6， C7 的大小对振荡频率有微小的影响，可起频率微调作用。 在设计印制。