单片机控制的锅炉防爆系统设计方案

1、单片机控制的锅炉防爆系统设计方案1、题目来源：本题来自于生产实际。2、研究目的和意义 锅炉是特种压力容器设备， 是工业生产和居民生活广泛应用的供热装置。 传统的 锅 炉设备自动化水平低，安全性能差，热量利用率低，污染严重，生产成本高，司 炉工工 作强度高我国现有大、中型锅炉 30 多万台，每年耗煤量占我国原煤产量 的 2/5 ，另外 还有更多的小型采暖锅炉。目前大多数锅炉仍处于能耗高、浪费大、 对环境污染比较严 重的生产状态，因此，利用单片机技术提高锅炉自动化水平，对 节能、环保诸方面意义 重大，符合世界高新技术的发展潮流，是用低成本自动化技 术武装传统设备的一项具有 深远意义的工作。单片机又

2、称微控制器，是微型计算机的一个重要分支单片机是 70 年代中期发 展起 来的一种大规模集成电路芯片，是集 CPU、ROM、I/O 口和中断系统于同一硅片 的器件由 于单片机具有功能强，体积小，耗电少，可靠性好和价格便宜等独特优 点，成为传统工 业技术改造和新产品更新换代的理想机种，具有广阔的发展前景。 利用单片机技术对锅炉进行自动系统改造后， 锅炉的自动化水平和热量利用率 大大 提高，控制更加精确安全，所需劳动力大大减少，劳动强度和劳动环境也得到 很好改善， 成本也大幅度下降。4、国外现状和发展趋势 随着技术的发展和人们对低工耗低污染的要求， 国外的工程技术人员都不断的 研制开发或改进各种新型

3、锅炉。 在发达国家， 大部分居民已采用电热式采暖系统。 该 系统控制简单，高效无污染。得到人们的普遍青睐。但在国，由于我国电力资源比较 吃紧，而我国又具有世界第一的储煤量， 再加上我国人口众多， 城市中居民生活比较 集中。所以采用燃煤式采暖系统比较符合国情。 在国锅炉的研究领域中， 一般都是由 工业锅炉的研究带路。工业锅炉大多采用 PLC 控制， PLC 控制成本很高，而且控制 和通讯能力，反应的灵敏性方面都不如单片机。就目前现状，单片机控制的多采用 8051 单片机，该类型单片机往往需要扩展大量的外部存储器，并行I/O 口等，导致在软件编程中问题复杂化，提高了不稳定性。新型单片机的发展很快，

4、各方面的功能 与以前相比都得到了加强，因而采用新型单片机已是控制方面的一种趋势。5、主要研究容、需重点研究的关键问题及解决思路(1) 主要研究容 单片机的选型，部分配及外部接线，组态软件的选择； 单片机组态软件软件的应用； 传感器的选型，各种数据的采集和控制；O单片机的锅炉控制系统设计改造的软件设计。(2) 重点研究的关键问题单片机控制系统的结构以及各种传感器(温度、压强)的基本工作原理。(3) 解决思路 搜集及了解相关的温度、压强控制系统的原理及特点，进行分析比较、科学合 理的制定设计方案。介绍各种传感器基本工作原理，工作特点及其相应电路的工作原 理。 熟悉Keil，Proteus软件，特别

5、是程序的开发和调试。 熟练掌握AT89C51单片机的各项原理及应用。(4) 毕业设计的思路本系统由AT89C51单片机控制，采用温度和烟雾两种传感器探测锅炉易爆处各阶 段的温度和压强，经检测电路和压频转换后送 CPU进行判断，由声音和灯光输出报 警信号。系统软件方面是通过单片机的程序设计来实现温度与压强的检测与报警。(5) 系统结构原理图设计声音报警器模数信号转换电路AT89C51(1)硬件系统原理框图温度传感器压强传感器L.信 号 放 大 电 路灯光报警器图1硬件系统原理框图6、完成毕业设计(论文)所必须具备的工作条件(如工具书、计算机辅助设计、某 类市场调研、实验设备和实验环境条件等)及解

6、决的办法本论文主要通过Proteus软件对单片机控制的机车火灾报警系统进行仿真调试， 理论上最终实现了对单片机控制的机车火灾报警系统的控制。完成本毕业设计所需条件：计算机，辅助软件软件，图书馆查阅相关资料以及上 网查阅相关资料，与指导老师交流设计心得。7、工作的主要阶段、进度与时间安排第一阶段：阅读并翻译与毕业设计相关的外文资料。(2013.1-2013.2)第二阶段：初步阅读与毕业论文相关的资料，撰写开题报告。(2013.3.1-2013.3.20 )第三阶段：课题方案的研究与论证，通过对相关资料的研究设计出一个比较合理、简洁、实用的方案。(201341-2013430 )第四阶段：系统总体

7、结构分析与设计，做实验，得到数据，设计完善的系统总体。(2013.5.1-2013.5.2 )第五阶段：修改并完善论文，撰写并打印设计说明书，准备答辩。(2013.5.3-2013.6.8 )第一、二阶段，以第八学期为起点，三周交指导老师审阅；第三阶段，以交开题报告为起点，至第七学期末；第四、五阶段，以第八学期毕业前为期，即2013年五月上旬至6月中旬。&指导教师审查意见长江大学工程技术学院毕业设计（论文）指导教师审查意见学生专业班级毕业设计（论文）题目指导教师职称审查日期审查参考容：毕业设计（论文）的研究容、研究方法及研究结果，难度及工作量，质量和水平，存在的主 要问题与不足。学生的学习态度

8、和组织纪律，学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力， 毕业设计（论文）是否完成规定任务，达到了学士学位论文的水平，是否冋意参加答辩。审查意见：指导教师签名：评定成绩（百分制）：分长江大学工程技术学院毕业设计 （论文）评阅教师评语学生专业班级毕业设计（论文）题目评阅教师职称评阅日期评阅参考容：毕业设计（论文）的研究容、研究方法及研究结果，难度及工作量，质量和水平，存在的主 要问题与不足。学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力，毕业设计（论文）是否完成规定任务，达到了学士学位论文的水平，是否冋意参加答辩。评语：评阅教师签名：评定成绩（百分制）：分长江大学工程技术学院毕业设计（论

9、文）答辩记录及成绩评学生专业班级毕业设计（论文）题目答辩时间年月日时答辩地点、答辩小组组成答辩小组组长: 成员:、答辩记录摘要答辩小组提问（分条摘要列举）学生回答情况评判三、答辩小组对学生答辩成绩的评定（百分制）：分等级（五级制）：毕业设计（论文）最终成绩评定（依据指导教师评分、 评阅教师评分、答辩小 组评分和学校关于毕业设计 （论文）评分的相关规定）答辩小组组长（签名）秘书（签名）:系（盖章）系答辩委员会主任（签名）:基于单片机的锅炉防爆控制系统设计学生：周鹏，信息系指导老师：周勇，长江大学工程技术学院摘要 生活锅炉和工厂小型锅炉的防控设置比较简单， 爆炸时有发生。 为了及时发 现锅炉运行过

10、程中可能产生的爆炸隐患， 避免恶性事故发生， 本文探索了用于锅炉的 防爆控制系统。本文采用大容量闪存、稳定性强的 AT89C51单片机，利用DS18B20温度传感器、 MPX4115压力传感器对锅炉的温度、压力进行检查，设计具备多级管理功能的锅炉防 爆控制系统。通过LCD1602液晶芯片对锅炉超压、超温进行提示。利用STC单片机设 计出的锅炉防爆控制系统，功能多样、稳定性强，能有效的避免锅炉爆炸，确保锅炉 的安全运行。通过硬件软件的结合设计出的锅炉防爆控制系统能及时发现问题，及时有效地将 爆炸隐患消灭在初始阶段， 为保卫人类生命， 财产以及资源的浪费发挥了重要的作用 关键词 锅炉 防爆 AT8

11、9C51 传感器Based on single chip microcomputer control system design of boiler explosion proofStudent ： YINHUA，N Department of InformationTeacher ：ZHOUYON，Gengineering& technology college of Yangtze university Abstract Life the prevention and control of boiler and small boiler factory set is simpler, ex

12、plosion occurred frequently. For boiler used in the process of explosion danger in time, avoid malignant accidents, this paper explores the explosion-proof control system for boiler.In this paper, using the large capacity flash memory, strong stability of AT89C51, using DS18B20 temperature sensor, M

13、PX4115 pressure sensor to inspection of boiler temperature, pressure, explosion-proof design with multiple levels of management function of boiler control system. Through LCD1602 LCD chip for boiler overpressure, calibrate hints. Use on STC microcontroller designed explosion-proof control system of

14、boiler, functional diversity, stability is strong, can effectively avoid the boiler exploded and ensure the safe operation of boiler.Blast through the combination of hardware and software design of the boiler control system can timely found the problem, the explosion concerns in a timely and effecti

15、ve manner in the initial stage, to protect humanlife and property, and waste of resources play an important role.Key words boiler Explosion-proof AT89C51 The sensor、八 、，刖言近年来，随着微电子技术的迅速发展和超大规模集成电路的出现，微处理器芯片的集成度越来越高，已经可以在一块芯片上同时集成 CPU存储器、定时器/计数器、 并行和串行接口、甚至A/D转换器等。人们把这种超大规模集成电路芯片称作 “单片 微控制器”，简称为单片机。单

16、片机的出现，引起了仪表领域的一场新的技术革命， 以单片机为主体取代了传统的仪器仪表的常规电子线路，可以容易的将计算机技术与 测量控制技术结合在一起。组成新一代的所谓“智能化仪器仪表”。这种新型的智能仪表在测量过程自动化，测量结果的数据处理以及功能的多样化方面， 都取得了巨大 的进展。目前在研制高精度、高性能、多功能的测量控制仪表时，几乎没有不考虑采 用微处理器使之成为智能仪表的，而目前在仪器仪表中使用得最多的微处理器就是单 片机。用单片机作为控制器，已经有许多应用领域。同时在传统的锅炉供热系统中，循环泵的启动和停止都由人工操作，而补水泵是 由安装在回水管上的电接点压力表控制的。通过电接点压力表

17、设定的回水管补水压力 的上下限值，来控制补水泵的停止和工作。其中压力上限值应不大于管道和锅炉所承 受的最大压力，压力下限值应保证系统水不汽化。这种控制就导致了工人劳动强度大， 工作环境差。就各工业部门的现实来看，除研制新型节能锅炉意外，对现在旧设备进 行技术改造，提高锅炉的自动化程度也是一项重要的途径。根据题目要求，本毕业课题是单片机控制的锅炉防爆控制系统， 硬件设计模块主 要由探测模块，报警模块，显示模块等组成。它的基本功能是通过探测器准确探测温 度值和压力值，精确判断爆炸隐患是否启动报警。所以确定方案如下：用AT89C51单片机作为控制核心，外接温度及压力探测模块、报警模块以及显示模块，温

18、度探测 量值传送到单片机中，然后传送到显示模块显示，单片机作为处理器进行比较设定值 的大小及压力探测器探测的电压变化模拟量和稳定探测器探测到的温度，去共同判断是否报警。本设计用AT89C51单片机实现锅炉防爆控制系统，及时准确报告锅炉情况，对系 统信息进行处理，对爆炸隐患进行实时、准确、快速的控制。通过对系统硬件与软件 的工程设计，掌握电子系统的设计、调试技能，掌握单片机的应用与开发技术。基于单片机的锅炉防爆控制系统1绪论1.1课题背景及研究意义锅炉是一种热能转换设备，由锅和炉两大主体和保证其安全经济连续运行的附 件，仪表附属设备，自控和保护系统组成，水在锅中不断被炉里燃料燃烧释放出来的 能量

19、加热，温度升高并产生带压蒸汽，由于水的沸点随压力升高而升高，锅是密封的, 水蒸气在里面的膨胀收到限制而产生压力形成热动力（严格的说锅炉的水蒸气是水在 锅筒中定压加热至饱和水再汽化形成的）作为一种能源广泛使用。锅炉广泛用于水生产和生活中。中小型锅炉作为供暖设备用于提供热水，取暖方面得到了广泛应用。 传统的锅炉设备自动化水平低，安全性能差，热量利用率低，污染严重，生产成本高, 司炉工工 作强度高。我国现有大、中型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量 的2/5,另外 还有更多的小型采暖锅炉。目前大多数锅炉仍处于能耗高、浪费大、 对环境污染比较严 重的生产状态，因此，利用单片机技术提高锅炉自动化水

20、平，对 节能、环保诸方面意义 重大，符合世界高新技术的发展潮流，是用低成本自动化技 术武装传统设备的一项具有 深远意义的工作。单片机又称微控制器，是微型计算机的一个重要分支单片机是70年代中期发展起 来的一种大规模集成电路芯片，是集 CPU ROM I/O 口和中断系统于同一硅片 的器件。由于单片机具有功能强，体积小，耗电少，可靠性好和价格便宜等独特优点， 成为传统工业技术改造和新产品更新换代的理想机种，具有广阔的发展前景 3。利用单片机技术对锅炉进行自动系统改造后，锅炉的自动化水平和热量利用率 大大提高，控制更加精确安全，所需劳动力大大减少，劳动强度和劳动环境也得到很 好改善，成本也大幅度下

21、降。1.2系统的总体设计思想目前，世界计算机市场上出现了专门用于工业控制的单片机系列产品，单片机以其体积小、重量轻、功耗低、价格便宜、功能强的特点，在工业控制的实践中得到越来越广泛的应用单片机不仅可以实现各种常规的控制，还可以根据被控对象的特性， 充分利用控制理论的最新研究成果，采用更完善的控制方式，以获得更好的控制效果。 目前，由于家用锅炉属于批量生产，而且每台锅炉需要一套完整的控制系统，针对这些特点，尤其从产品成本角度出发，以 MCS-5伪核心器件组成的控制系统是比较理 想的选择。此外，MCS-51系列单片机运算能力、完备的控制功能、加上完善的外部 接口电路，对中小型锅炉控制系统完全可以胜

22、任。 在外围芯片选取时，尽量选取典型 的、易于扩展和替换的芯片和电路，并本着节约成本的思想。选用基于单总线的数字 温度传感器DS18B20 MPX4115!力传感器和LCD液晶显示器。DS18B20温度传感器 采用美国DALLAS公司生产的DS18B2C可组网数字温度传感器芯片封装而成，具有耐 磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控 制领域；MPX411压力传感器具有抗震动、稳定性好、准确度高、耐高压，使用于 狭小空间工业设备测温和控制;LCD液晶显示器为平面超薄的显示设备，它由一定 数量的彩色或黑白像素组成，放置于光源或者反射面前方。液晶显示器功耗很低，因

23、 此倍受工程师青睐，适用于使用电池的电子设备。它的主要原理是以电流刺激液晶分 子产生点、线、面配合背部灯管构成画面。它们二者与单片机的接口比较简单，而且 编程强度不大，既保证了系统的稳定性，又缩短了系统的开发周期，节约了开发成本。系统在软件上采取模块化的程序结构。 主程序作为控制程序，为整个系统软件的 一条主线，其它功能模块均采用子程序调用、查询等方式，为调试和扩充提供了方便。本系统的电源采用市场上常见的 W7800(7800)系列7805电源稳压芯片，模拟信 号和数字信号分别用单独的供电回路，以避免电源干扰。利用温度传感器DS18B20采集测量锅炉水温；使用LCD液晶显示器显示预先设定的温度

24、、压力报警值和当前采 集的温度、压力值。利用继电器控制燃烧器的加热。当锅炉的水的实际水温超过报警 温度值，系统会发出报警声音，这时接在单片机一端的继电器动作，燃烧器断电。此 时温度传感器实时对锅炉温度检测，当温度降到设定值的下限时，继电器重新通电。 燃烧器电源重新接通，锅炉继续加热。如此反复监控温度。这样对锅炉温度控制不仅 可以节约能源，提高能源的使用率。2锅炉防爆设计方案2.1系统结构框图温度传感器压力传感器信 号 放 大 电 路模数信号转换电路A继电器AT89C51单片机LCD显示器键盘声音报警器8255扩展心片图1系统结构框图2.2微控制器方案选择模拟量经输入通道处理后要送到微机控制电路

25、进行信号的分析处理，得到控制信号驱动执行机构，例如进行及时的声光报警功能，选用一款好的微机成为本设计的重 点，因为微机电路本身的性能有时候决定整个设计的成败。2.2.1 方案一采用AT89C5啲8位单片机，AT89C51单片机是在美国 ATME公司于20世纪80 年代的产品，它在单一的芯片集成了并行I/O 口、异步串行口、16位定时器/计数器、 中断系统、以及其他一些功能。此单片机是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS位微处理器6。该器件采用高密度非易失存储器制造技 术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8位CPUS 闪烁存储器组合在

26、单个芯片中，ATMEL勺AT89C51是一种高效微控制器。AT89C5伪 很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。222 方案二采用可编程逻辑器件PLC进行数据分析及控制，PLC具有高可靠性和强抗干扰能 力，丰富的I/O接口模块，为了适应各种工业控制的需要，除了一些小型 PLC以外, 采用模块式的结构，灵活性好。系统安装及维修方便。2.2.3 方案决策二者均可达到本设计想要的功能，但从性价比上讲，AT89C51单片机价格低廉，而PLC般用在大型的控制系统中，价格不低廉，故不采用。因此，本设计选择方案。2.3温度传感器的选择2.3.1 方案一采用温度传感器DS18B2C完成温度测量，并

27、将温度测量值直接通过单总线电路输 出到AT89C51单片机处理，不需要 A/D转换电路。DSI8820主要特性如下：用户可自设定报警上下限温度值；(1) 不需要外部组件，可实现对一55r+125C围的温度测量；(2) 10C+85C测量温度的误差在土 0.5 C；(3) 实际报警器的分辨率可单独设定；(4) 保存在EEPRO中，即使断电也能够保存；(5) 独特的单总线接口方式，与微处理器连接时仅需要一条线即可实现与微处 理器双向通讯232 方案二采用ADC590温度传感器完成温度测量并转换成模拟电压信号，经由A/D转换器ADC0804专换成数字信号送到AT89C5仲片机中。ADC590功能单一

28、(仅测量温度)、 测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等优点，适合远距 离测温、控温，不需要进行非线性校准。外围电路简单。233 决策方案温度的采集是整个系统的重点之一，在众多的环境监测中， ADC590由于成本低 而用得较多，但后续电路复杂，输出模拟信号较弱，需要进行放大后再通过 A/D转换 电路得到温度值，不仅复杂，而且提高了系统的功耗，降低了整个系统的性能。所以, 本系统采用可编程单总线数字式温度传感器 DS18B2C进行温度采集。2.4压力传感器的选择2.4.1 方案一采用MPX115!力传感器完成压力测量，经由 A/D转换器转换成数字信号送到AT89C51单片机

29、中。MPX411主要特性 如下:(1) 在0C -85C的温度下误差不超过1.5%;(2) 温度补偿是-40C+125C；(3) 偏置稳定性0.55%VFSS2.4.2 方案二采用EPCO生产的T5300数字压力传感器进行压力检测，T5300数字压力传感 器可将压力测量量经过单总线输入到单片机中进行处理，不需要A/D转换。T5300压力传感器的特点如下：(1) 直接数字量输出，无信号传输损失，无信号采集误差。(2) 53 0 V D C 激励，供电电压波动对测量零影响。(3)几乎无零漂、高稳定性、高分辨率。2.4.3 决策方案对于二者来说，T5300压力传感器比MPX4115TE可以达到设计的

30、要求，但是 T5300相对于MPX4115来说，价格要高出许多。因此采用方案一。2.5 A/D转换芯片选择2.5.1 方案一采用8位8通道模数转换的专业芯片，安置于A/D转换电路，温度和压力改变引 起的信号传递在通过信号调理电路将其与 ADC0809勺INO和IN1进行，这样就形成了 完整的模拟信号数字信号之间的转换，并输入单片机。2.5.2 方案二采用美国TI公司的11通道12位A/D转换器TLC2543 TLC2543是采用CMO技 术制作的12位开关电容逐次逼近型模数转换器，采用SPI通信方式可以节省单片机I/O资源，便于系统的扩展。A/D转换的基准源采用MAX675 5V芯片，它能提供

31、精准 的5V参考电压。2.5.3 决策方案由于本文要现一般步骤的 A/D转换功能，选择8位8通道的ADC080银卩可。2.6显示电路选择2.6.1 方案一显示单元主要由LED数码管及显示驱动单元组成。显示电路采用8位LED数字显 示，显示容主要包括当前温度及压力。2.6.2 方案二采用LCD液晶显示器显示锅炉当前的温度和压力。显示电路采用液晶显示模块， 体积小，功耗低，操作方便。使用液晶显示模块，可以对模式选择位写入命令，从而 调节LCD的工作模式，分时进行命令和数据写入。2.6.3 决策方案从操作简洁性和方便性来讲，LCD液晶显示器要比数码显示器有优势，数码显示 器组成的显示电路需要接很多外

32、围设备，引脚越多，越容易出故障，故这里选择用 LCD液晶显示器。有两种液晶显示器，一种是LCD1602两行显示；一种是LCD12864 还可以用于显示曲线；因为本系统需要显示的数据不是很多，只需显示传感器数据， 故选用LCD1602液晶显示器即可。2.7 最终方案决策经过上述分析选择，最终确定各模块方案如下：（1）微控制器选用ATME的AT89C51（2）采用可编程单总线数字式温度传感器 DS18B2C进行温度采集；（3）采用MPX411压力传感器进行压力探测；（4）选择8位8通道的ADC0809进行模数转换；（5）采用LCD1602液晶显示器显示传感器探测信号；3硬件电路设计3.1单片机模块

33、该锅炉防爆系统是以89C51单片机为核心器件，此单片机模块的工作原理是：加 载相应程序的AT89C51单片机把水位和测温模块传来的数据加以处理，送LCD显示屏 显示。3.2单片机简介AT89C51是美国ATME生产的低功耗，高性能 CMOS位单片机。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，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. AT89C51主要功能列表9如下：(1) 为一般控制应用的8位单芯片。(2) 晶片部具有时钟振荡器(传统最高工作频率可至12MHZ。(3) 部程序存储器(ROM 4 KB)。部

34、数据存储器(RAM为12 B )。(5) 32调双向输入输出钱，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. AT89C51管脚排列及系统所用管脚介绍。管脚排列如图2所示，下面介绍引脚的功能。图2 AT89C51引脚排列图(Anr/ 1时1 / !呗3/ 叭*/lb4ii叫d/乜*Flh.MUPSFRP2,f/IJh心八A ：4 J/ 4A 3 132 / (A H If M 号)P7.0/3(1) VCC(40)： 5V。(2) GND(20):接地。(3) P0 口( 39 - 32): P0 口为8位漏极开

35、路双向I/O 口，每引脚可吸收8个 TTL门电流。(4) P1 口( 1-8)： P1 口是从部提供上拉电阻器的 8位双向I/O 口，P1 口缓 冲器能接收和输出4个TTL门电流。(5) P2 口( 21 - 28): P2 口为部上拉电阻器的8位双向I/O 口，P2 口缓冲器 可接收和输出4个TTL门电流。(6) P3 口( 10- 17): P3 口是8个带部上拉电阻器的双向I/O 口，可接收和输 出4个TTL门电流，P3 口也可作为AT89C51的特殊功能口。(7) RST(9):复位输入。当振荡器复位时，要保持 RST引脚2个机器周期的 高电平时间。(8) ALE/PROQ30):当访

36、问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节，在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6 ，它可用作对外部输 出的脉冲或用于定时目的，要注意的是，每当访问外部数据存储器时，将跳过 1 个 ALE脉冲。(9) PSE( 29):外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间， 每个机器周期2次PSEN有效，但在访问外部数据存储器时，这2次有效的PSEN言号 将不出现。(10) EA/VPR31):当EA保持低电平时，外部程序存储器地址为(0000H- FFFFH 不管是否有部程序存储器。FLAS

37、H编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源(VPP。(11) XTAL1 (19):反向振荡器放大器的输入及部时钟工作电路的输入。(12) XTAL2 (18):来自反向振荡器的输出。3.3 单片机最小系统3.3.1 时钟电路单片机系统正常工作的保证， 如果振荡器不起振， 系统将会不能工作； 假如振荡 器运行不规律， 系统执行程序的时候就会出现时间上的误差， 这在通信中会体现的很 明显：电路将无法通信。他是由一个晶振和两个瓷片电容组成的， C和C2分别接单片39机的C1和C2,晶振和瓷片电容是没有正负的，两个瓷片电容相连的那端一定要接地 如图3。C1. CRYSTALC2HI22pf19182

38、93031AT89C51XTAL1XTAL2RSTPSENALEEA PO.O/ADOP0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15125P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1 P3.6/WRP3.7/RDP3.4/TP3.5/T383736353Z-3332-212223242527281011121314151

39、617图3 时钟电路3.3.2 复位电路给单片机一个复位信号（一个一定时间的低电平）使程序从头开始行；一般有两 种复位方式：上电复位，在系统一上电时利用电容两端电压不能突变的原理给系统一个短时的低电平；手动复位，同过按钮接通低电平给系统复位， 这时如果手按着一直不放，系统将一直复位，不能正常工作。如图 4。AT89C51XTAL1PO.O/ADOC10u18XTAL2RSTP0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9R3k293031PSENP2.2/A10P2.3/A11ALEEAP2.4/A12

40、P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1.0P1.1P3.0/RXDP3.1/TXDP1.2P1.3P3.2/INT0P3.3/INT1P1.4P3.4/TP1.5P1.6P3.5/TP3.6/WP1.7P3.7/RD38373635343332212223242526272810111213141516173901 R图4复位电路3.4温度检测电路设计3.4.1 DS18B20 简介Dallas半导体公司的数字化温度传感器 DS18B20是世界上第一片支持“一线总 线”接口的温度传感器10。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传 感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。

41、DS18B20可以程序设定9-12位的分辨率，精度为0.5摄氏度。分辨率设定，及 用户设定的报警温度存储在 EEPRO中，掉电后依然保存。如图5所示DS1B2C引脚排 列图图5 DS18B20引脚图1. DS18B20 特性：（1）独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯（2）简单的多点分布应用。（3）无需外部应用。（4）无需外部器件。（5）可通过数据线供电。（6）零待机功耗。（7）测温围55+ 125C，以0.5 C递增。（8）温度以8位数字量读出。（9）温度数字量转换时间200ms （典型值）。(10) 用户可定义的非易失性温度报警设置。(11) 报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度的器件

42、。2. DS18B20管脚功能表，如表1所示表1 DS18B20管脚功能表引脚序号引脚名称功能1GND接地2DQ数据输入/输出脚3VDD接5V电源3.4.2温度采集电路温度采集电路只有一个 DS18B2C温度传感器，它与单片机的接口比较简单，如图 所示。只要给传感器5V的供电并把它的单总线接到单片机的 P 口就可以了。当 DS18B2C接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号拓展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的0,1字节。单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后，数据格式以0.625 C /LSB形式表示。如VCCP3.3321DS18B20

43、图6温度采集电路3.5压力检测电路设计3.5.1 MPX4115 简介MPX4115系列压电电阻传感器是一个硅压力传感器。这个传感器结合了高级的微电机技术，薄膜镀金属。还能为高水准模拟输出信号提供一个均衡压力。在oc -85C的温度下误差不超过1.5%,温度补偿是-40C +125C 11 。MPX4115勺封装图、弓I脚分布图分别如图 7所示。封装图引脚分布图图7封装、引脚分布图气压传感器MPX4115勺引脚说明如下表2:表2引脚说明引脚序号引脚名称功能1VOUT电压输出脚2GND接地端3VCC芯片工作电压456空引脚用于部连接，悬空不使用3.5.2压力采集电路压力传感器测量锅炉中的压力经由

44、 A/D转换器转换成数字信号后输送给单片机,单片机将其与预设压力对比，如果比预设的压力大则开始报警。如图8图8压力采集电路3.6 A/D模块气压传感器MPX4115俞出的是模拟电压，因此，必须进行模拟到数字的转换才能 交由单片机处理。本设计中选用 ADC0809乍为数据转换。ADC0809是目前广泛使用的 逐位逼近型8位单片A/D转换芯片，片含8路模拟开关，可允许8路模拟量输入。主 要有3部分组成：模拟输入选择部分、转换器部分、输出部分12 。ADC08095片为28引脚为双列直插式封装，ADC080吐要信号引脚功能说明如下图9：二事VM %!二 IADC0809Sl-1. rpa!.fllS

45、TAKTECC%CE CLOCKV “GM?D.P3.ojRm5 lff4Ti fjumTPJ4iTaP?W_图14报警电路外部电源供电万式是DS18B2C最佳的工作万式，工作稳定可靠，抗干扰能力强， 而且电路也比较简单。本设计采用软件处理报警，利用有源蜂鸣器进行报警输出。当 所测温度（压力）超过获高于所预设的温度（压力）时， P2.6 口相应拉高电平，报 警输出。（也可以将蜂鸣器换成 LED3.9稳压电源电路设计AT89C51的核共电为5V,而此锅炉防爆系统的测温度和压力模块以及 LED键盘模 块的共电电压都可为5V,所以通过此电源模块后，将外部输入电压转换成 5V的单片 机工作电压，以保障

46、锅炉防爆系统的正常运行。如图 15图15稳压电源电路3.10按键电路设计设计中采用了独立式的键盘；独立式键盘的按键相互独立，每个按键接一根I/O 口线，一根I/O 口线上的按键工作状态不会影响其它I/O 口线的工作状态。因此，通 过检测I/O 口线的电平状态，即可判断键盘上哪个键被按下。电路图如图 16（1） K1设置锅炉温度（压力）报警值的温度（压力）值增加按键。K1每按下一 次，温度（压力）报警值显示比上一次值增加一度。（2）K2设置锅炉温度（压力）报警值的温度（压力）值减少按键。K2每按下一次，温度（压力）报警值显示比上一次值减少一度。（3）K3温度报警值确定值。 TAL1li .AJJ

47、P_N Al F 岳JlQj.2.3d b. 7P1円刊P1P1P1P1P14I 匹 cs- kTE：T39at-Ji _u33亠21-22L26当IL11I .Tia亠 *1IL1?PC O.DOFl 1AD1 P0.2AD2PO 3AD3P0.4MD4Pfl E/AD5P0.6WDSPO 7MD7r-Az：P2J*阳 P2.2jA1Q P2.3A11 P24；A12 P2.&AT3 P2.S/A14 P27A15P3.&R：D -：_.l. I.- F3 2OffP3 3*TT円TD 田71 _ L丄屯刃丽AC Z207TRIrYYYYYYYBRIDGETRAhk2P2Sj=T ET H图16按键电路3.11控制电路本系统采用继电