《基于单片机的开水房锅炉控制系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的开水房锅炉控制系统设计（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘要单片机具有集成度高、运算速度快、体积小、运行可靠、价格低廉，因此在控制过程、数据采集、机电一体化、智能化仪表、家用电器及网络技术等得到广泛应用，本文介绍了一种基于单片机的开水房自动供水系统，它主要采用了温度传感器DS18B20采集温度信号和光敏三极管3DU采集水位信号并将其送给单片机 At89s52与其内部的设置参数比较以判断是否需要进行相应的操作，实现自动控制的目的。高亮二极管和光敏三极管配对使用检测水位既准确又无污染。本文还设计了五个控制按键和三位LED显示器。五个按键可实现开水房水温的预置和实际温度的切换以及取消报警的功能，还有自动与手动的切换功能及手动复位功能。三位LED显示器可实
2、时显示水温，并能通过控制按键切换至预置温度。当水位或水温超限时系统会自动报警。关键词：单片机，水温控制，水位控制，DS18B20 Automatic Water Supply System Based On The SCM Integrated Circuiting Water HouseAbstract The Single-Chip Microcomputer has the characterizations: high rate integration，quick operating speed, the small volume, the reliable movement and
3、the inexpensive price. Therefore, it applies widely in the controlled process, the data acquisition, the integration of machinery, the intellectualized measuring appliance, the domestic electric appliances, the network technology and so on. This article introduced one kind of water house automatic w
4、ater supply system based on the Single-Chip Microcomputer. it has mainly used the temperature sensor DS18B20 gathering temperature signal and the photosensitive triode 3DU gathering water level signal and gives monolithic integrated circuit At89s52 it if the internal establishment parameter comparis
5、on by to judge whether needs to carry on the corresponding operation, realization automatic control goal。Using the highly bright diode and the photosensitive triode to examine water level is not only accurate, but also do not have any pollution. Furthermore, This article has designed five controls p
6、ressed keys and three LED monitor. Five pressed keys may realize the function of water temperature initialization and the actual temperature cutting as well as the cancellation reports to the police. It also has automatic and manual cutting function and the manual replacement function. Three LED mon
7、itor may display the water temperature in time, and can cut to the pre-placed temperature through the control pressed key. When the water level or the water temperature goes beyond the limit, system can auto-alarm.Keywords：Sing-chip computer, Water temperature control, Water level control目 录1 绪论12 系
8、统组成方案13 硬件配置用及方案论证23.1 温度检测与控制23.2水位检测与控制53.3单片机选择53.4显示模块73.5电源模块83.6按键模块84 系统的具体设计与实现94.1温度控制模块94.2水位控制模块94.3 显示模块104.4执行模块125.1系统总软件流程图135.2 温度测量部分135.2.1温度部分主程序135.2.2 读出温度子程序135.2.3温度转换命令子程序135.3 显示部分146 结束语14谢辞14参考文献14附录一16附录二191 绪论工业生产生活中，在很多方面都对温度有不同的要求。如用于热处理的加热炉、用于熔化金属的锅炉以及各种不同用途的加热炉反应炉，如用
9、于水泥生产中的大型锅炉和生活中的供开水用小型锅炉等，这样温度就成为了其对象中一种重要的被测控对象。虽场合不同，但究其控制系统本身的动态系统而言，基本上都是一种纯滞后的环节1。在传统的小型开水房锅炉控制中，由于控制对象相对较小且又不重要，有相当一部分还是采用人工控制或是继电接触式的控制方式，自动化程度低，调节精度差，且单靠人工操作已不能适应当今高效、低耗、低劳动强度的要求。因此，对这种控制系统进行改造是适应发展的需要的。单片机作为自动控制中的一个核心器件在小型自动控制系统及信号采集方面已经被广泛应用，技术也相对较成熟，它不仅有体积小，安装方便，功能较齐全等优点，而且有很高的性价比，应用前景广，在
10、小型开水房锅炉自动控制中采用单片机作为控制中心，不但能够使控制系统具有精度高、功能强、经济性好的特点，即节约能源，还在改善劳动条件等方面都显示了无比的优越性。2 系统组成方案开水房开水控制系统主要由单片机模块、温度控制模块、水位控制模块、显示模块、按键模块、加热机构、加水机构等七大模块组成。整个系统框图1所示。 单 片 机温度检测模块按键模块水位检测模块加热模块加水模块显示模块图1 系统组成框图开水房开水控制系统的工作原理如图2所示。锅炉采用电加热的方式，水源由水泵供给，水温可以通过按键预置，由温度传感器检测出出水口处水的温度并送给单片机，然后单片机将实际水温送至LED数码管显示，同时单片机将
11、采集到的实际水温与预置温度相比较，若实际温度在预置温度范围内，就关闭电热丝；若实际水温不在预置温度范围内，就接通电热丝给锅炉加热，若超过预置温度极限，控制系统就会报警。根据连通器原理，同锅炉相连的玻璃管中的水位与锅炉里的水位相同，由三对高亮二极管和三极管来检测水位并将采集到的信息送给单片机，当水位高于最高水位时，就关闭水泵；当水位低于下限水位时，就打开水泵；当水位低于或高于极限水位时，就会报警。当按”X”按钮时，就会取消报警；十分钟后，控制系统自动恢复报警功能，至到水位恢复正常。3 硬件配置用及方案论证3.1 温度检测与控制温度传感器数据处理加热电热丝图2 温度控制流程图 如图2所示，温度传感
12、器将锅炉出水口水温数据检测出来并传给单片机系统，系统再将此数据处理后送给显示电路，并判断是否接通电热丝给锅炉加热。传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。近百年来，温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段：(1)传统的分立式温度传感器(含敏感元件)；(2)模拟集成温度传感器控制器；(3)智能温度传感器。在实际温度检测过程中，如何选用传感器显得至关重要。国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。目前，集成温度传感器在温度检测系统中应用越来越多，而其输出信号形式大致有电压、电流和数字三类。
13、(a)正电源供电 （b）负电源供电 （c）输出极性颠倒图3 AN6700S的连接方式方案一：采用输出电压式集成温度传感器AN6700S电压式温度传感器AN6700S是日本松下公司研制的一种具有灵敏度高、线性度好、高精度和快速响应的特点的电压输出型集成温度传感器，它有四个引脚，其接线方式有三种：正电源供电、负电源供电、输出极性颠倒，如图3.2所示。其中1、2脚为输出端， 3、4接外部校正电阻RC，用来调整25C下的输出电压，使其等于5V，RC的阻值在330kW范围内。这时灵敏度可达109+110mV/C，在-1080C范围内基本误差不超过1C，温度的分辨率可达0.1C。这种集成传感器在静止空气中
14、的时间常数为24s，在流动空气中为11s。电源电压在5 -15V间变化，所引起的测温误差一般不超过2C。整个集成电路的电流值一般为0.4mA，最大不超过0.8mA（RL=时）。实验证明：如果环境温度为20C，当RC=1kW时，AN6700S输出电压为3.189V；当RC=10 kW时，AN6700S输出电压为4.792V；当RC=100 kW时，AN6700S输出电压为6.175V。因此，使用AN6700S检测一般环境温度时，适当调整校正电阻RC，不用放大器可直接将输出信号送入A/D转换器，再给微处理器进行处理、显示、打印或存储等。AN6700S虽然灵敏度高，响应速度快，但用于测量水温，相对测温范围过窄2。方案二：采用输出数字式集成温度传感器DS18B20DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9 112位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下： 独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信； 多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能； 无须外部器件； 可通过数据线供电，电压范围为3.05.5V; 零待机功耗； 温度以9或者说12位数字量读出；
