锅炉自动给水系统设计（毕业设计）.doc

毕业设计(论文)锅炉自动给水系统设计系 别 ：机械与电子工程系专业（班级）：电子信息工程09级2班作者（学号）：指导教师：完成日期：2013年5月18日目 录 1 引言51.1 国内外锅炉的发展现状51.2 锅炉温度检测与液位控制的背景及意义61.3 单片机控制锅炉的发展前景62 系统硬件电路设计82.1 系统控制模块的设计82.1.1 单片机的最小系统设计8 2.1.2 液位控制模块的设计112.2 系统检测模块的设计122.2.1 水温检测模块的设计122.2.2 液位检测模块的设计132.3 系统驱动模块的设计132.4 系统显示模块的设计152.5 系统串口通信电路设计183.系统软件电路设计20结论22谢辞23参考文献24附录：源程序设计代码25插图清单图2-1 ST89C52RC引脚图9图2-2 单片机复位电路9 图2-3 单片机最小系统10图2-4 时钟电路11图2-5 液位控制系统框图12图2-6 水位检测电路13图2-7 继电器模块14图2-9 ULN2004引脚图14图2-10 LCD1602液晶显示器17图2-11 MAX232引脚图 18图3-1 键盘输入中断流程图20图3-2 温度检测主程序流程图21 锅炉自动给水系统设计摘 要： 在当今现代科学技术的诸多领域中，随着科学技术的发展，自动控制技术 越来越成熟，在生产建设中起着愈来愈重要的作用，随着人们对物质生活 的追求，人们对自动化水平的要求也越来越高。本设计的控制系统就是采 用自动控制技术来实现其功能的，这样不仅大大提高了生产效率，而且降 低了危险系数，保障了人身安全。本设计采用STC89C52单片机作为数据处 理与控制单元，在进行数据处理过程中，单片机控制温度传感器和液位传 感器进行工作，并且把温度信号和液位信号传递到单片机上。单片机进行 数据处理之后，发出控制信号来控制执行模块的状态，并能将当前温度和 液位高度发送到液晶显示器进行显示。此设计不仅可以实现温度和液位信 号的采集与显示，且能够使用按键来设置温度和液位限定值，通过对数据 的运算处理，发出控制信号达到控制液位的目的。本系统以STC89C52为 核心，用温度传感器DS18B20来采集温度信号，同时用浮球式液位传感器 来测量液位，并通过键盘来设定液位的最高值和最低值，从而达到自动控 制的目的。关键词： 单片机； 温度传感器；液位传感器；驱动电路Design of boiler automatic watersupply systemAbstract：In many fields of modern science and technology, with the development of science and technology, automatic control technology becomes more mature, plays a more and more important role in the production and construction, with peoples pursuit of material life, people on the level of automation is more and more high. The control system of the design is the use of automatic control technology to realize its function, which not only greatly improves the production efficiency, but also reduces the danger coefficient, protect the personal safety. This design uses STC89C52 microcontroller as the data processing and control unit, data processing, control the temperature sensor and the liquid level sensor, and pass the signal of temperature and liquid level signal to the microcontroller. After the single-chip microcomputer for data processing, sends a control signal to control the execution module state, and the temperature and liquid level height is sent to the LCD display. Acquisition and display this design can not only realize the temperature and liquid level signal, and can use the buttons to set the temperature and liquid level limit value, through the operation to the data processing, sends a control signal to control the liquid level of the objective. This system uses STC89C52 as the core, using the temperature sensor DS18B20 to collect temperature signal, at the same time with the ball float type liquid level sensor to measure liquid level, maximum and minimum value and through the keyboard to set the level, so as to achieve the purpose of automatic control.Keywords: single chip microcomputer; temperature sensor; liquid level sensor; drive circuit 锅炉自动给水系统设计1 引 言1.1 国内外锅炉的发展现状锅炉作为一种把煤，石油或天然气等化石燃料所储藏的化学能转换成水或水蒸气的热能的重要设备，是现代生活中不可缺少的动力设备，长期以来在国家的工业生产和居民的生活中都能起着极其重要的重用。它已经有二百多年的历史了，但是近几十年锅炉工业才取得的巨大的进步，国外的锅炉控制工业发展最快的时间在5060年代，70年代大致达到高峰，而我国的锅炉工业却仅在新中国成立后才开始着手建立和发展，1953年在上海才建立第一个锅炉厂。从锅炉给人们带来的在生产和生活中所起的不同作用，锅炉可分为电站锅炉、工业锅炉和生产锅炉。电站锅炉主要用于发电厂；工业锅炉，主要用于直接供给工农业生产或驱动机械能源；生产锅炉，主要用于为居民提供热水和供居民取暖，我国的燃烧锅炉的数量众多，目前我国现有中小型锅炉55万台左右，由于我国的能源结构，除少数大都市及少数旅游城市开始采用清洁能源，如天然气作为锅炉的燃料，绝大多数使用的一次能源以煤炭为主，因此我国的锅炉总体上仍处于能耗高，浪费大，环境污染严重且安全系数低的生产状态。就生产中锅炉所出现的问题而言，应该说锅炉控制问题一直是伴随着锅炉，虽然锅炉控制问题在随着控制领域的理论和技术的发展，锅炉控制化问题一直在不断地提高，但是一直没有得到很好的解决。目前国内外对锅炉水位的控制大部分采用常规PID控制，此方式是根据被控对象的数学模型建立，使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量，以为此气泡水位在规定的范围内，同时保持稳定的给水流量，而气泡水位是以一个重要的监控参数，反映了锅炉蒸汽负荷与给水量之间的平衡关系，另外还有单冲量，双冲量及三冲量气泡水位控制方式，其中市场上最先进锅炉自动给水系统的调节方法是三冲量给水自动调节方法。但锅炉汽泡水位不仅受给水量和蒸发量的之间平衡关系的影响，同时还受到其水循环管路，汽水容积变化影响，还有燃料量的变化，汽包压力的变化，蒸汽量的扰动等诸多因素对水位均会产生影响，就中国的具体情况而言，虽然三冲量的优势相对与其它的控制方式有很大的优势，但基于三冲量实现的锅炉自动给水系统的使用污染性较大，耗能高的限制，使用范围狭窄，燃料供应量又难以满足人们日益增长的物质需求，且不利于环境，因此低功耗，安全，价格低廉的锅炉自动给水系统才能受到中国及世界各国消费者的青睐。我国虽然在锅炉控制领域发展较快，但整体技术水平和发达国家还是有一定的差距。1.2 锅炉温度检测与液位控制的背景及意义随着我国的国民经济快速发展与人民生活水平质量的迅速提高，国民对锅炉的需求量日益增加。而我国的锅炉总体上处于控制设备简陋，技术落后，效率低的生产状态，不仅造成燃料的大量浪费，而且严重污染空气，也不利于安全生产。而热水锅炉的控制虽然没有工业锅炉复杂，精确度要求也没工业要求高，但热水锅炉的应用也十分广泛，如果要人工控制不仅需要很大的工作量，而且不能保证控制的准确性和及时性，因此如果采用自动检测和控制，不仅大大减少工作量，而且准确，既经济方便而又实惠。温度检测系统在现代化的工业设计、工程建设以及日常生活中的应用越来越广泛，早期的温度检测主要应用于工厂中，而如今，在人们的日常生活中，温度检测系统的应用也体现的淋漓尽致，人们越来越离不开它。尤其是在单片机技术出现之后，由于它具有极好的稳定性，更快和更准确的运算精度，它给现代工业控制测控领域带来了极大的方便。目前，单片机在工业控制系统等诸多领域得到了极为广泛的应用。本设计也是采用单片机作为系统的控制核心，根据系统设计的要求与要实现的功能，本次毕业设计采用STC89C52RC单片机为控制核心，通过DS18B20采集温度，然后通过模数转换，与单片机连接，并通过LED1602显示出来，同时把采集到的温度信号与给定值比较，如果温度高于给定值的最高值或低于给定值的最低值时，系统就会自动的进行的停止加水和开始加水，从而实现热水锅炉温度检测系统的设计，本设计还采用浮球式液位传感器检测锅炉内的水位，并利用单片机来控制水泵，从而达到控制液位的目的。 1.3 单片机控制锅炉的发展前景采用单片机控制锅炉,是近年来新研究的一项技术，它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，锅炉采用的是微机控制和原有的仪表控制，微机控制优势明显，作为锅炉控制系统装置：其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、经济运行，并减少劳动人员的劳动强度和提高安全系数。采用计算机控制锅炉系统有十分良好的安全机制。可以预想在不久的将来采用计算机控制系统是必然的趋势。单片机又称单片微控制器，是典型的微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成在一个芯片上。单片机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机，起着有人类大脑作用，它若出了毛病，整个装置就瘫痪了。单片机自问世以来，随着时间的推移，性能不断提高和完善，由于单片机的体积小、速度快、功耗低，成本低，易于产品化等优点，并能方便的组装成各种智能式控制设备以及各种智能仪表，从而使它的应用领域日益广泛。一般如果工业控制系统的工作环境差，干扰强，利用单片机控制就能有效的克服这些缺点，而且还能减小危险程度。此时若使用单片机控制锅炉是个非常好的选择。目前我国在单片机测控装置的研究生产、应用中都取得了很大的进步，总结了很多经验，各行各业都取得了骄人的成绩。现实生活中所用电子产品中几乎都会集成有单片机,如计算机、游戏机、微波炉、飞机、以及电子手表等电子产品中都会含有单片机,汽车上的单片机一般配备都达到40多片，一些复杂的工业控制系统上甚至都达到数百片单片机，我们现代化生活中使用的单片机的数量甚至比人类的数量还要高。目前单片机的发展趋势主要体现在一下方面，第一，制程工艺CMOS化，更小的光刻工艺提高了集成度，从而使芯片更小，成本更低，工作电压更低，功耗更低。第二，CPU的改进。采用双CPU结构，增加数据总线的宽度，提高数据处理的速度和能力。第三，增大存储容量，片内EPROM的E2PROM化，程序的保密化。第四，提高并行口驱动能力，以减少外围驱动芯片，增加外围I/O口逻辑功能和控制的灵活性。第五，以串行方式为主的外围扩展。第六，外围电路的内装化。第七，互联网连接已是一种明显的走向。第八，可靠性及应用水平越来越高。现在一些发达国家在单片机新型系统研究、制造和应用上，已积累了很多经验，较早的进入了国际市场。而我国在单片机测控装置的研究、生产和应用上，虽然也取得了骄人的成绩，做到了很大的改善，但与其他发达国家相比还存在一定的差距，但是我国的研究人员已经克服了很多困难，并在不断的摸索中前进，相信在不远的将来定能赶上甚至超过发达国家的技术水平，这就是当今的发展趋势。2 系统硬件电路设计硬件电路是系统功能实现的基础，本设计是在硬件电路的基础上，通过软件来完善系统的功能。一般在软件可以完成硬件功能的情况下，尽量用软件来实现，从而使系统硬件电路尽可能简单，如下便对系统的硬件电路进行详细介绍。2.1 系统控制模块的设计本设计是以单片机作为系统的控制核心，根据系统设计的要求与要实现的功能，可选用的单片机有多种，而本次毕业设计选用STC89C52单片机作为系统的控制核心。2.1.1 单片机的最小系统设计STC89C52RC单片机是以8051的经典结构为基础延伸出来的芯片，虽然其内部工艺和部分扩展功能不同，但指令和引脚基本上可以通用，具有类似的部件组成，它仍有中央处理单元、寄存器、程序存储器，、串行输入/输出口、并行输入/输出口（IO口）、定时器/计数器、中断系统、时钟电路等构成。其基本结构依旧是在CPU上再添加外围芯片的结构模式。但对各种功能部件的控制却是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。STC89C52RC单片机引脚图如图2-1，其引脚其功能如下：1-8脚: 通用I/O接口9脚:RESET复位键10，11脚:RXD串口输入 TXD串口输出12-19:I/O P3接口 (12,13脚 INT0中断0，INT1中断)6,17: WR写控制 , RD读控制输出端18,19: 晶振谐振器 20 地线21-28 p2 接口 高8位地址总线29:PSEN片外ROM选通端，单片机对片外ROM操作时，29脚(PSEN)输出低电平30:ALE/PROG 地址锁存器31:EA ROM取指令控制器，高电平片内取，低电平片外取32-39:(注意此接口的顺序与其他I/O接口不同，与引脚号的排列顺序相反)40:电源+5V图2-1 STC89C52RC引脚图单片机的复位方式通常有上电自动复位和按键手动复位两种。最简单的上电自动复位的实现方式是由电容的充放电来实现。除了上面所说的上电自动复位方式之外，有时按键手动复位也会用到。手动电平方式和脉冲方式是常见的两种按键手动复位方式，而电平复位是由RST两端将电阻与电源VCC接通，从而实现此功能的。单片机的时钟电路由通常由两个电容和一个晶振而组成，本设计的单片机复位电路如下图2-2所示，单片机最小系统如图2-3所示:图2-2 单片机复位电路图2-3 单片机最小系统STC89C52是一款低功耗，高性能的CMOS8位微控制器。它使用经典的MCS-51内核，再此基础上做了很多的改进，使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，不仅具有灵巧的8位CPU，而且具有系统可编程FLASH能力,使得STC89C52解决了很多嵌入式控制系统中所面临的问题，得到了人们的普遍应用。它具有以下主要结构：8K字节FLASH，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，4KB EPROM,MAX810复位电路，16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构，全双工串行口等。另外当STC89C52降至0HZ静态逻辑操作时，支持两种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，此时允许RAM、定时器/计数器、串口、中断仍可连续工作。掉电保护模式下，RAM内容将被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。其最高运作频率35MHZ，6T/12T可选。STC89C52同样具有32个通用I/O口，复位后为P0/P1/P2/P3是准双向口，P0是漏极开路输出，作为总线扩展使用时不需加上拉电阻，但作为I/O使用时需加上拉电阻。STC89C52RC内部有一个高增益的反相放大器，可用于振荡器。其输入端引脚是RXD， 而TXD则是其输出端引脚。时钟电路的产生方式有内部或外部两种方式。其内部方式的时钟电路产生方式是在RXD和TXD引脚上外接定时元器件，此时内部振荡器将会产生自激震荡，从而满足要求。定时元件的并联谐振回路通常选用石英晶体和电容组成。根据所实际选用的电容的大小值，从而达到对频率的微调作用。本设计的时钟电路如图2-4所示： 图2-4 时钟电路复位是单片机的初始化操作，其重要功能是把PC初始化为0000H，是单片机从0000H单元开始执行程序。出了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，也需要复位键重新启动。除PC之外，复位操作还对其它一些寄存器有影响，他们的复位状态如表2-1所示：表2-1 单片机复位状态寄存器PCACCPSWSPDPTRP0-P3复位状态0000H00H00H07H0000HFFH寄存器TCONTL0TH0TL1TH1SCON复位状态00H00H00H00H00H00HRST引脚是复位信号的输入端，复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡周期（即二个周期）以上。2.1.2 液位控制模块的设计液位传感器有雷达液位传感器、超声波液位传感器、浮球式液位传感器等，本系统采用浮球式液位传感器（优点：在界面测量方面有稳定的性能，缺点：精度不高），实验时浮球式液位传感器在锅炉的上下各一个，当水位低于最低水位时液位传感器将收集来的信号发送至单片机，单片机控制水泵对锅炉将自动进行加水，同理，当加水到达最高水位时，单片机接收到信号时，控制水泵自动停止进行加水使用单片机实现锅炉液位控制具有较高的实用价值和稳定性好等优点。采用由液位传感器所组成的传感器测量水位，可有效保证水位的自动控制，保证水质无污染，可以很好的对锅炉进行自动化控制，而且控制方便且系统稳定性能好；单片机不仅有体积小，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，同时有助于发现可能存在的故障，通过微机实现给水系统的自动控制与调节，将保证锅炉正常供水供暖，维持稳定系统，保证安全经济运行。本文就是采用STC89C52单片机为核心芯片的一种锅炉控制系统具有较高的实用价值和优越性。其液位控制框图如2-5所示：图2-5 液位控制系统框图2.2 系统检测模块的设计本次毕业设计的检测模块主要采用了水温检测模块和液位检测模块，其中水温检测模块采用温度传感器DS18B20，液位检测模块采用液位传感器进行检测功能。温度传感器和液位传感器可以时刻将信息发送给单片机，并通过单片机进行控制。2.2.1 水温检测模块的设计通过对系统大致程序量的估计和系统工作速度的估计以及I/O口需求量的估计，考虑价格因素、元器件市场等等因素，本设计选用了STC89C52单片机作为系统的主要控制芯片。各种模拟信号均需通过A/D转换器转换成数字量，考虑到被测量的有效位数及其精度，而且锅炉内的温度还有可能超过100，选用温度传感器DS18B20作为本设计的温度传感器，DS18B20的主要特征如下：（1） 全数字温度转换及输出。（2） 先进的单总线数据通信。（3） 最高12位分辨率，精度可达0.5摄氏度。 （4） 12位分辨率时的最大工作周期为750毫秒。（5） 可选择寄生工作方式。 （6） 检测温度范围为55C +125C (67F +257F)（7） 内置EEPROM，限温报警功能。（8） 64位光刻ROM，内置产品序列号，方便多机挂接。（9） 多样封装形式，适应不同硬件系统1。本设计同时采用了LCD1602液晶显示器作为显示所测的数据，由温度传感器DS18B20采集温度信号，并转换成数字信号送入单片机，由单片机控制LED显示出来. 2.2.2 液位检测模块的设计在热水锅炉应用中，检测液位有很多种方法，本设计是采用浮球式液位传感器来检测锅炉内的水位，误差精确度为2cm，该系统还可以用按键设定液位的最高值和最低值，并通过单片机来控制，水位低于最低值时系统将自动注水，高于最高值时，自动停止加水。浮球式液位传感器是一种结构简单，使用方便的液位控制零件，它设有复杂的电路，不会受到干扰，只要材质选择正确，任何性质液体、压力、温度皆可以使用。但在使用浮球液位控制器时必须考虑液体介质性质与浮球的关系：a.液体比重不同时,浮球的位置将有所变动，一般SG比水小时，浮球浸在液体中部分将相对增多。b.浮球开关产品参考比重以水（SG=1），所以使用时在选用浮球时必须考虑液位的比重SG，一定大于浮球规格所标示，否则，浮球开关无法浮动。本设计的水位监测电路如图2-6所示： 图2-6 水位检测电路2.3 系统驱动模块的设计驱动电路的主要作用实现单片机与继电器通信来控制外围电路，本设计的驱动模块采用继电器驱动，继电器就起在电路中的作用，他是以一定的输入信号（如电流、电压、或其他热、光、非电信号）实现自动切换电路的开关，在电路中起着自动调节，减小危险系数，转换电路等作用，所以它是一种自动远动电器元件，另外，继电器也不单是作为一个简单的开关使用。它还有其他的控制作用，通常都用于自动化的电路。当继电器作为一种电控制电器来使用时，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）两个系统，继电器之所以能够起到控制作用是因为当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃，本设计中的继电器模块如下图：继电器模块中的主要作用是当水位达到一定高度时，继电器发生跳跃，继电器触发指示灯点亮，以达到自动给水的任务。本设计继电器模块如图2-8所示：图2-7 继电器模块本设计中以芯片ULN2004完成继电器的驱动，而ULN2004是一款高耐压，大电流的达林顿管驱动器，包含7个NPN达林顿管，ULN2004是必不可少的钳位二极管，用于电感性负载开关，它主要应用于继电器驱动，电灯驱动和显示器（LED）驱动,如图2-8，其主要特性如下：（1）输出电流（单通道输出）：500mA（2）高输出击穿电压：50V（最小） 图2-8 ULN2004的引脚图（3）输出钳位二极管（4）输入兼容多种逻辑（5）封装AP型：DIP-16脚（6）封装AFW型：SOL-16脚2.4 系统显示模块的设计在日常生活中，我们对液晶显示器并不陌生。液晶显示模块已作为很多电子产品的通过器件，如在计算器、万用表、电子表及很多家用电子产品中都可以看到，显示的主要是数字、专用符号和图形。在单片机的人机交流界面中，一般的输出方式有以下几种：发光管、LED数码管、液晶显示器。本次毕业设计我们选用的是液晶显示器。(1)液晶显示原理 液晶显示的原理是液晶是一种呈液体状的化学物质，和磁场中的金属有同样的特点，当受到外界电场影响时，其分子会产生精确的有序排列。如果对分子的排列加以适当的控制，液晶分子将会允许光线穿越，从而在屏幕上显示出来。它是一种被动式的显示器，即液晶本身并不发光，而是利用液晶经过处理后能改变光线通过方向的特性，从而达到白底黑字或黑底白字显示的目的，液晶显示器具有机身薄、节省空间，功耗低，无辐射，抗干扰能力强，画面柔和不伤眼等特点。正是因为这些优点，目前已经被广泛应用在计算机,通讯,工业控制,家庭娱乐,广告,仪表众多领域。(2)液晶显示器的分类当前市场上液晶显示器的种类繁多，按排列形状可分为字段式、点阵字符型、点阵图形等。 字段型。它是以长条形状组成字符显示。该类显示器主要用于数字显示，也可用于显示西文字母或某些字符，已广泛用于电子表、计算器、数字仪表中。液晶显示器作为输出器件有以下几个优点点阵字符型。它专门用于显示字母，数字、符号等。它由若干57或510的点阵组成，每一个点阵显示一个字符，此类显示模块广泛应用在各类单片机应用系统中点阵图形型。它是在平板上排列多行或多列，形成矩阵式的晶格点，点的大小可根据显示的清晰度来设计。这类液晶显示器可广泛应用与图形显示，如用于笔记本电脑，彩色电视和游戏机等。2液晶显示器作为输出器件有以下几个优点：显示质量高由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不像阴极射线管显示器（CRT）那样需要不断刷新亮点。因此，液晶显示器画质高且不会闪烁。数字式接口液晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。体积小、重量轻，液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的，在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。功耗低相对而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上，因而耗电量比其它显示器要少得多3正是因为液晶显示屏具有体积小、功耗低、显示内容丰富等特点，可以根据自己的需求，显示自己所需要的。当需要显示的数据比较复杂的时候，它的优点就突现出来了，并且当硬件设计完成时，可以通过软件的修改来不断扩展系统显示能力。外围驱动电路设计比较简单，显示能力的扩展将不会涉及到硬件电路的修改，可扩展性很强。字符型液晶显示屏已经成为了单片机应用设计中最常用的信息显示器件之一。本次设计所使用的液晶显示器为LCD1602如图2-9所示，其主要技术参数如下：显示容量:162个字符芯片工作电压:4.55.5V工作电流:2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压:5.0V字符尺寸:2.954.35(WH)mm4引脚功能说明LCD1602采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表2-2所示：图2-9 LCD1602液晶显示器表2-2 引脚接口说明表编号符号引脚说明编号符号引脚说明1GND电源地 9D2数据2 VCC电源正极10 D3数据3 VO液晶显示偏压11 D4数据4 RS数据/命令选择12 D5数据5 R/W读/写控制13 D6数据6E使能信号14 D7数据7D0数据15 BG VCC背光源正极8D1数据16 BG GND背光源负极2.5 系统串口通信电路设计本设计采用MAX232，其引脚图如图2-11，将单片机的TXD引脚接至MAX232的T1IN,，MAX232的R2out引脚接至单片机的RXD，单片机范围为05V,00.5V为低电平，3.55V为高电平，MAX232电平范围为-1212V，-12-3为低电平，-312V为高电平，单片机通过引脚TXD传输数据，转换为MAX232高低电平。MAX232主要是实现电平之间的转换作用，将RS232电平转化为TTL电平（05v单片机工作电压）,传输数据时由于电脑的输出电压很高，直接与单片机相连会烧毁单片机，所以需要用MAX232实现电平转换，保证单片机正常通信。单片机的引脚介绍如下：图2-10 MAX232引脚图第一部分是电荷泵电路。由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。 第二部分是数据转换通道。由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。 其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。 8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。 TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DB9插头；DB9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。 第三部分是供电。15脚GND、16脚VCC（+5v）。5MAX232的主要特点如下：符合所有的RS-232C技术标准 只需要单一+5V电源供电 片载电荷泵不仅具有升压和电压极性的反转能力，且能够产生+10V和-10V电压V+、V- 功耗低，典型供电电流5mA 内部集成2个RS-232C驱动器 内部集成两个RS-232C接收器 3 系统软件电路设计在进行微机控制系统设计时，除了大量的系统硬件设计外，还有一个至关重要的工作就是如何根据每个生产对象的实际需要来设计相应的应用程序。因此，软件设计在微机控制系统设计中占着举足轻重的重要地位。对于本系统，软件更是必不可少的。，在单片机控制系统中，一般可以分为数据处理、过程控制两个基本类型。数据处理包括：数据的采集、数字传递、标度变换等。本设计的输入中断流程图和温度检测主程序流程图分别如图3-1和图3-2所示：图3-1 键盘输入中断流程图图3-2 温度检测主程序流程结 论本次毕业设计首先简要介绍了锅炉自动给水系统的组成，单片机的工作原理以及系统的硬件设计、软件设计、程序流程图设计等。针对该系统本身的特点和对系统的功能要求，选用了STC89C52芯片作为CPU，DS18B20作为温度传感器，MAX232，ULN2004，LCD1602等作为辅助设计，并对各个芯片做了必要的介绍。在整个设计过程中同时还用到了Protel、Visual C+、Keiluvision4、STC-ISP-V480等相关软件，不仅加强了我对这些软件的熟悉程度，而且我们在运用C语言编程，Protel绘图基础上，还进一步学习了线路设计、安装、调试、检错等多种实用技术，既学习了不少新的知识和技术，也改变了原来看问题比较片面的缺点。另外本设计的控制系统是采用自动控制技术实现锅炉自动给水的功能的，与传统的控制方式相比，不仅大大提高了生产效率，降低了工人的劳动强度，而且保证了锅炉安全经济地运行，降低了危险系数，保障了人身安全。本次毕业设计中遇到了以下一些问题，比如元器件的误差，温度的影响，人为操作不良导致的误差，软件导致的误差等。此外除了受误差的影响外，仍然有不足之处，例如该系统没有故障自动检测功能，在某种特殊的情况下，当系统发生故障时，工作人员并不知道，仍然认为系统处于正常状态，此时若系统能及时检测，并通过语言报警系统报告，专业人员进行及时维修，则实际效果将得到很到的提高。因此该系统还有待进一步的修改完善。相信随着科技的发展，以及人类在单片机控制领域的不断研究发展，相信在不远的将来，人类能够研究出更好的控制方法来完善锅炉自动给水系统，使之更加经济、节约，安全。谢 辞在本次毕业设计中，我学到了很多平时学不到的东西，虽然在设计期间，我也遇到了不少的问题，但通过去图书管查阅资料和请教老师，把问题基本都解决了，获得了不少的专业知识。特别是在毕业设计整个过程中，高老师对我进行了尽心尽力地指导，他认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的专业知识令我受益匪浅，终身难忘。无论在理论上还是在实践中，他都给予了我极大的帮助，这期间学到的知识，对我将来的工作和学习都起到了很大的帮助，感谢他细心而又耐心的指导。另外，毕业设计的过程中我的同学也给予了我不少的帮助，帮我解决了不少的问题，这次毕业设计能够顺利的完成，和他们的帮助是分不开的，这里一起表示感谢。此次毕业设计的经历也让我懂得了不少的人生道理，我觉得无论是做什么事情，只要用心去做，虚心求教，没有完不成的工作。要懂得不学习就不会提高，永远停留在原来的水平上，永远不会突破。这次设计使我在在综合素质提高、专业理论知识学习和工作实践能力等方面受益匪浅。这次设计是将我人生的一次宝贵经历。回顾大学四年感慨万分,自己能顺利毕业和学校良好的学习环境，老师的辛勤教育,同学们的热心帮助是分不开的。为此我要向蚌埠学院的所有的老师和同学道声谢谢了。最后，祝贺母校蚌埠学院，光辉历程更辉煌,人才辈出代代强,桃李满天扬四海,硕果累累振中华。 参考文献1乔建滨.基于嵌入式技术的老年健康服务平台的研究与实现D.20122张毅刚、彭喜元、彭宇.单片机原理及应用M.高等教育出版社.2003,123邹斌.基于DSP的数字电视收视率调查系统D.20094柴睿.液压冲击器的智能控制系统研究D 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