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1、图书分类号：密 级：毕业设计(论文)基于单片机的锅炉水位控制系统设计Microcontroller based water level control system design 毕业设计(论文)学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即
2、：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日II摘要伴随国内经济的快速发展，锅炉水位控制也迎来了发展的春天。人们在传统控制技术的基础上，不断的研究新的控制方法和控制技术，以实现水位控制的自动化。现在我们国家很多的研究人员一直在对锅炉的水位控制系统进行研究，不过这些研究大部分都
3、是在供水还有注水泵的方面，对于锅炉的水位研究还是很少的。因此，对锅炉水位控制技术的研究显得尤为有意义。本文设计的主要内容是通过单片机对锅炉水位的控制系统进行设计。我们确定的是该锅炉的结构的方案，我们需要对锅炉的零件进行设计分析，同时也得把电路设计好；通过cad二维绘图软件绘制出了系统装配图和电路控制图。关键词 锅炉；水位控制；单片机AbstractWith the rapid development of the domestic economy, boiler water level control also ushered in the spring of development. Peo
4、ple in the traditional control technology, continuous research and new control methods and control technologies to achieve water level control automation. Now many of our national researchers has been working on the boiler water level control system were studied, but most of these studies are in the
5、 water as well as water injection pump, the water level in the boiler, or very little. Therefore, the study of boiler water level control technology is particularly meaningful.The main contents of this design is through the microcontroller of boiler water level control system design. This design is
6、viewed abroad on the premise of boiler water level control data carried out by research internships and collating data, completed the opening report, foreign language translation and other preliminary information. The overall scheme of boiler water level control system in the mechanical structure de
7、sign, analysis and determined that one of the important parts of the detailed design, verification and the like; boiler water level control system in the control circuit design; by cad drawing two-dimensional graphics software a control system assembly drawings and circuit diagram; finally prepared
8、the present design of the instructions.By design we can find, control technology The design of the boiler water level control system design is reasonable, practical, simple mechanical structure, and the manufacturing cost is not high, so use a lot in practice.Through this design, the university is t
9、o deepen the understanding of knowledge in practice, carried out a comprehensive review.Keywords Boiler; water control; SCM; mechanical structure; design毕业设计(论文)目 录摘要IAbstractII目 录III1 绪论51.1 本课题研究的背景51.2 国内外锅炉水位控制技术的研究现状51.2.1 国内锅炉水位控制技术的研究现状51.2.2 国外锅炉水位控制技术的研究现状61.3 单片机的简介61.3.1 单片机的定义61.3.2 单片机的
10、发展历程71.3.3 单片机的应用领域71.4 单片机实现锅炉水位控制的优点71.5 本课题研究的目及意义81.6 本课题解决的主要问题82 总体方案的设计与确定92.1 水位控制系统的主要功能92.2 水位控制方案的确定102.3 控制方案的框架结构122.4 机械结构设计方案和控制参数的确定122.5锅炉型号及参数的确定132.6 水泵选型的确定133 机械结构的设计与计算134 硬件电路设计164.1 单片机STC89C52介绍164.1.1 STC89C52单片机的外部引脚说明164.1.2 STC89C52单片机的中断系统16 4.2 芯片74LS164介绍174.2.1 74LS1
11、64的引脚图及引脚功能174.2.2 74LS164的内部功能图184.2.3 74LS164的真值表184.3 模数转换器A/D0809184.3.1 ADC0809的逻辑结构184.3.2 ADC0809 的通道选择194.3.3 ADC0809的引脚图及各引脚作用194.4 温度传感器DS18B20204.5 LED数码管显示204.5.1 LED数码管显示器的结构204.5.2 LED数码管显示器的显示段码214.5.3 LED显示器的参数224.6 系统硬件设计的总体方案及框图224.6.1 系统硬件设计总体方案224.6.2 系统设计的总体框图234.7 键盘控制电路设计234.8
12、 复位电路设计244.9 显示电路的设计244.9.1 静态显示244.9.2 动态显示244.9.3 该设计中显示电路的选择244.10 水位控制电路的设计254.10.1 水位控制电路的工作原理及水位控制状态图254.10.2 水位控制的控制电路254.10.3 水位控制中的“虚假水位”264.11 测温电路及温度传感器的选择274.11.1 温度传感器的选择274.11.2 温度检测电路285 系统软件设计29结论30参考文献32致谢33IV1 绪论1.1 本课题研究的背景现在我们国家有很多的锅炉，使用的燃料是煤炭，我们国家现在又中型的锅炉再加上小型的锅炉一共有三十多万台，每一年，这些锅
13、炉消耗煤炭的总产量的四分之一，所以由此我们可以看到，我们国家使用的这些工业锅炉消耗的能源还是很高，浪费很多，对环境的污染也是很大的。早在第十个的五年计划里面，我们国家就将光机电一体化，节约能约，能约最大化的利用提到课题上面来，一定要尽快的研究生产出来一种新的控制装置，这种装置的自动化程度要高，消耗的能源要低，安全性能要好，对环境污染小，工人的劳动强度低，成本还不能高。对于这种新型的控制装置，在对煤炭的使用上面，要能够节约嫩远达到百分之五以上，这种装置的成本可以再一年以内回收回来，采暖的锅炉成本可以再三年之内回收回来。比方说中型，或者是小型的链条式的锅炉所使用的新型的控制设备。所以，我们从市场前
14、景上可以看到，这种控制装置的需要还是很大的。通过单片机对锅炉进行控制，这个技术是最近这几年新研发出来的，这种技术结合了微电脑软件，硬件，自动控制，锅炉节能等等方面，原来我们工业上使用的锅炉在进行控制的时候使用的是微机控制还有仪表控制，在采用微机控制的时候，有下面几个方面的好处：1、我们肉眼可以直接看到锅炉在工作时候的各项的参数，可以明确的了解锅炉实时的水位，压力，温度等等。2、锅炉在工作的时候，我们也可以随时随地的进行参数的设置或者是改变已经设置好的参数，可以将锅炉里面的水压，温度都进行调整。3、这个锅炉的控制系统设备，它是用来确保锅炉工作的安全性，稳定性，让锅炉对能源的消耗尽量的减少，可以让
15、工人的劳动强度降低一些。结合上面的这些好处，我们可以看出来，将来锅炉进行微电脑控制是必然的。单片机就是在一个芯片上面装上了电脑所需要的CPU，内存，输入，输出等装置。自从单片机被研制出来以后，它的性能还有结构都是在不停的完善的，它的体积很小，运行时候的速度很快，消耗的能量又是很低的，所以单片机现在使用的范围是很广的。基于上述背景，我们对锅炉水位通过单片机控制是非常有意义的。1.2 国内外锅炉水位控制技术的研究现状1.2.1 国内锅炉水位控制技术的研究现状现在我们国家在对单片机的研究，还有生产，对单片机的使用都有很大的进展，关于单片机的使用累积了很多的实际经验。但在这个行业，仍处于发展期。通过相关调查可以知道，在北方地区的高等学校还有科研单位里面，对单片机进行研究的时候，侧重点是在理论上面，研发出来很多的成果都是论文的形式，对于实际应用的开发还是很少的；在南方地区，比方说
