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1、1锅炉越限报警系统引言引言随着科技的不断发展，日常生活中越来越多的采用高温高热的一些 设备及装置，它在方便了人们生活的同时，也留下了安全隐患，因此做好 高温预警工作是非常必要的。为了能实现防火、防灾的目的，就必须采取 先进的自动检测和控制手段。本文所设计的单片机智能检测控制器能通过 现场温度传感器检测到室内的温度或是设备、装置的温度等信息，然后根 据现场信息进行相应的处理。即当温度超过了预先设定的警戒值时，此系 统能显示温度信息并且发出警报声，通知管理人员进行控制。本系统不仅 能实现高温报警，同时也能实现对温度下限的报警，满足不同场合的设计 需要。1 1 功能介绍功能介绍一、 设计目的和要求1
2、、设计目的： 通过用 C51 单片机来编写一个简单的程序，利用 ADC8080 实现模数转换 监控锅炉的越限参数的变化，从而实现相应的报警控制。了解 ADC8080 的使用方法，以及学习使用 Keil C51 进行单片机开发的方法，并掌握联 合 Proteus 来实现仿真调试。2、设计要求： （1）.蒸汽压力(X3)的下限报警值为 1.5V，炉膛温度(X2)的下限报警值为 1V，上限报警值为 4V，水位(X1)的下限报警值为 1V，上限报警值为 4V； （2）.调节滑动变阻器 X3 模拟蒸气报警，若参数越界，对应红灯亮，并有报警声，按 K1 键消除报警声； （3）.调节滑动变阻器 X2 模拟炉
3、膛温度报警，若参数越界，对应红灯亮，并有报警声，按 K1 键消除报警声； （4）.调节滑动变阻器 X1 模拟水位报警，若参数越界，对应红灯亮，并有报警声，按 K1 键消除报警声； （5）.若所有参数均正常，绿灯亮。2二、 硬件电路设计越限参 数监控ADC0808 模数转换AT89C52 单片机报警显示单元电路的设计P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P0.7P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7AD D A AD D B AD D CP2.0 P2.1 P2.2
4、P2.3P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.7ALEIN 2IN 0 IN 1AD D A AD D B AD D CIN 2IN 1IN 0P2.4 P2.5 P2.6XT AL218XT AL119ALE30E A31PS E N29R ST9P0.0/A D 039P0.1/A D 138P0.2/A D 237P0.3/A D 336P0.4/A D 435P0.5/A D 534P0.6/A D 633P0.7/A D 732P1.0/T 21P1.1/T 2E X2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/R X D10P3.1/T X
5、 D11P3.2/IN T 012P3.3/IN T 113P3.4/T 014P3.7/R D17P3.6/W R16P3.5/T 115P2.7/A 1528P2.0/A 821P2.1/A 922P2.2/A 1023P2.3/A 1124P2.4/A 1225P2.5/A 1326P2.6/A 1427U 1AT 89C 522 3 4 5 6 7 8 91VC CVC CO U T 121AD D B24AD D A25AD D C23VR EF(+)12VR EF(-)16IN 31IN 42IN 53IN 64IN 75ST AR T6O U T 58EO C7O E9C LO
6、C K10O U T 220O U T 714O U T 615O U T 817O U T 418O U T 319IN 228IN 127IN 026ALE22U 4AD C 0808N O RN O R或 非 门 电 路D 03Q 02D 14Q 15D 27Q 26D 38Q 39D 413Q 412D 514Q 515D 617Q 616D 718Q 719O E1LE11U 374LS373123456131211109834U 4(C LO C K )正正常常运运行行蒸蒸 汽汽 压压 力力 下下 限限 报报 警警水水 位位 下下 限限 报报 警警水水 位位 上上 限限 报报 警警
7、炉炉 膛膛 温温 度度 下下 限限 报报 警警炉炉 膛膛 温温 度度 上上 限限 报报 警警 X1X2X3X1X2X3C 410uFR 5100 R 6 10kG N DVC CX 212M H zC 530pFC 630pFVC CR V 31k+88.8 V oltsVC CR V 41k+88.8 V oltsVC CR V 51k+88.8 V olts消消 除除 报报 警警 铃铃K 1X3蒸蒸 汽汽 压压 力力 下下 限限1.5VX2炉炉 膛膛 温温 度度 上上 限限4V， 下下 限限1VX1水水 位位 上上 限限4V， 下下 限限1V3图 1 硬件电路主控芯片主控芯片根据设计的所需
8、要求分析 STC89C52 单片机的工作原理,可得出来温度 电路设计方便和优点。 VCC : 电源；GND: 地，RST: 复位输入。 P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。在flash编程时，P0口也用 来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部 上拉电阻。 P1 口： 是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，在flash编程和校验 时，P1口接收低8位地址字节。 P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，在flash编程和 校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。 P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I
9、/O 口，在flash编程和 校验时，P3口也接收一些控制信号。 XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。 程序存储器：如果EA引脚接地，程序读取只从外部存储器开始。对于 89S52，如果EA 接VCC，程序读写先从内部存储器（地址为 0000H1FFFH）开始，接着从外部寻址，寻址地址为：2000HFFFFH。 数据存储器：STC89C52 有256 字节片内数据存储器。高128 字节与特殊 功能寄存器重叠。也就是说高128字节与特殊功能寄存器有相同的地址， 而物理上是分开的 STC89C52 有6个中断源：两个外部中断（INT0 和I
10、NT1），三个定 时中（定时器0、1、2）和一个串行中断每个中断源都可以通过置位或清 除特殊寄存器IE 中的相关中断允许控制位分别使得中断源有效或无效。 STC89C52 单片机引脚图如图 2 所示4图 2 单片机引脚图单片机晶振电路和复位电路单片机晶振电路和复位电路P1.3P1.2P1.1P1.0ALEC 410uFR 5100 R 6 10kG NDVC CX212M H zC 530pFC 630pF图 3 晶振和复位电路锁存电路锁存电路5AD D A AD D B AD D CD 03Q 02 D 14Q 15 D 27Q 26 D 38Q 39 D 41 3Q 41 2 D 51 4
11、Q 51 5 D 61 7Q 61 6 D 71 8Q 71 9O E1 L E1 1U 374LS3 7 3图 4 锁存电路模数转换电路模数转换电路P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7IN 2IN 0 IN 1AD D A AD D B AD D CVC CO U T 121AD D B24AD D A25AD D C23VR EF(+)12VR EF(-)16IN 31IN 42IN 53IN 64IN 75ST AR T6O U T 58EO C7O E9C LO C K10O U T 220O U T 714O U T 615O U T 817O U T 4
12、18O U T 319IN 228IN 127IN 026ALE22U 4AD C 0808N O RN O R或 非 门 电 路图 5 模数转换电路越限参数控制电路越限参数控制电路6IN 2IN 1IN 0X1X2X3VC CR V 31k+88.8 V oltsVC CR V 41k+88.8 V oltsVC CR V 51k+88.8 V oltsX3蒸蒸 汽汽 压压 力力 下下 限限1.5VX2炉炉 膛膛 温温 度度 上上 限限4V， 下下 限限1VX1水水 位位 上上 限限4V， 下下 限限1V图 6 越限参数控制电路报警显示电路报警显示电路P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4
13、P1.5P1.7123456131211109834正正常常运运行行蒸蒸 汽汽 压压 力力 下下 限限 报报 警警水水 位位 下下 限限 报报 警警水水 位位 上上 限限 报报 警警炉炉 膛膛 温温 度度 下下 限限 报报 警警炉炉 膛膛 温温 度度 上上 限限 报报 警警 X1X2X3图 7 报警显示电路三、软件设计1、程序设计流程7编程流程图 2、程序说明 3、相关的越限参数指标： 蒸汽压力(X3)的下限报警值为 1.5V，炉膛温度(X2)的下限报警值为 1V，上限报警值为 4V，水位(X1)的下限报警值为 1V，上限报警值为 4V；由相应的越限参数，我们可以按如下的步骤调试： 调节滑动变
14、阻器 X3 模拟蒸气报警，若参数越界，对应红灯亮，并有报警声，按 K1 键消除报警声； 调节滑动变阻器 X2 模拟炉膛温度报警，若参数越界，对应红灯亮，并有报警声，按 K1 键消除报警声； 调节滑动变阻器 X1 模拟水位报警，若参数越界，对应红灯亮，并有报警声，按 K1 键消除报警声； 若所有参数均正常，绿灯亮。五、心得体会8通过本次课程设计，我们熟悉了 AT89C52、ADC0808 等元器件的功能和应用。结合 C51 单片机语言设计一个程序，实现相关要求的控制系统设计。在设计之前先画好流程图，形成清晰的编程思路，进而合理的完成实验编程。通过实际的编程和仿真调试，我们可以在这一过程中将书本上
15、的理论知识应用在实际的控制系统的设计中。同时在仿真调试时，我们可以发现在编程时出现的错误并予以纠正。在实际的编程环境中，可以很直观的纠正自己在编程中的错误，并形成良好的编程习惯，同时也为以后的编程设计打下良好基础。当然，我们也会发现在这一设计过程中的不足。即在软件和硬件实现的功能一样时，在实际硬件上能实现，但在 Proteus 仿真软件上却不能单独实现，必须要配合软件才能实现。这就要求我们不仅要学会使用相关的软件，同时也应该积累实践的经验，从中总结一些实际的问题的解决方法。于此同时也学会了将 Keil 软件和 Proteus 软件联合在单片机设计中的仿真调试。提高了我们实际的操作能力，多方位地
16、丰富了我们对硬件电路和软件程序的仿真调试手段。成功完成本次的实验，让我们受益匪浅，同时也激发了个人的实际动手的积极性。将死板的课本知识应用到实际可行的控制设计，是一种很好的学习方法。实践是检验真理的唯一标准，学好了知识必须要能在实际的应用中实现才能体现其价值。通过这次课程设计让我们对所学内容有了进一步的理解六、参考文献1、徐爱钧 编著 8051 单片机实践教程 电子工业出版社.2006 年 2、常喜茂 孔英会 付小宁 编著 C51 基础与应用实例 电子工业出版9社.1999 年 3、贺敬凯 刘德新 管明祥 编著 单片机系统设计仿真与应用基于 Keil 和 Protues 仿真平台 西安电子科技大学出版社.2003 年 4、孙涵芳 编著MCS-51/96 系列单片机原理及应用（修订版） .北京航 空航天大学出版社.1994 5、李朝青 编著单片机原理及接口技术（第 3 版） .北京航空航天大学 出版社.2005 6、周润景 袁伟亭 景晓松 编著Proteus 在 MCS-51/*各个警限值
