基于單片機(jī)的鍋爐防爆控制系統(tǒng)_畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-資料下載頁

【導(dǎo)讀】題目名稱基于單片機(jī)的鍋爐防爆控制系統(tǒng)。長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師審查意見..................Ⅲ

　　

【正文】 表 3 LCD1602 引腳說明 管腳號(hào) 符號(hào) 功能 1) VCC 電源地（ GND） 2) VDD 電源電壓（ +5V） 3) VL 寄存器選擇輸入端，輸入 MPU 選擇模塊內(nèi)部寄存器類型信號(hào)； RS=0，當(dāng) MPU 進(jìn)行寫模塊操作，指向指令寄存器；當(dāng) MPU 進(jìn)行模塊操作，指向地址計(jì)數(shù)器； RS=1，無論MPU 讀操作還是寫操作，均指向數(shù)據(jù)寄存器 4) RS 讀寫控制輸入端，輸入 MPU 選擇讀 /寫模塊操作信號(hào)；R/W=0 讀操作； R/W=1 寫操作 5) R/W 讀寫控制輸入端，輸入 MPU 選擇讀 /寫模塊操作信號(hào)； R/W=0 讀操作； R/W=1 寫操作 6) E 讀操作時(shí)，高電平有效；寫操作時(shí)，下降沿有效 7) DB0 數(shù)據(jù)輸入 /輸出口， MPU 與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道 4 位方式通訊時(shí)，不使用 DBO~DB3 8) DB1 數(shù)據(jù)輸入 /輸出口， MPU 與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道 4 位方式通訊時(shí)，不使用 DBO~DB3 基于單片機(jī)的鍋爐防爆控制系統(tǒng) 第 18 頁（共 32 頁） 9) DB2 數(shù)據(jù)輸入 /輸出口， MPU 與模塊之間的數(shù) 據(jù)傳送通道 4 位方式通訊時(shí)，不使用 DBO~DB3 10) DB3 數(shù)據(jù)輸入 /輸出口， MPU 與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道 4 位方式通訊時(shí)，不使用 DBO~DB3 11) DB4 數(shù)據(jù)輸入 /輸出口， MPU 與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道 4 位方式通訊時(shí)，不使用 DBO~DB3 12) DB5 數(shù)據(jù)輸入 /輸出口， MPU 與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道 4 位方式通訊時(shí)，不使用 DBO~DB3 13) DB6 數(shù)據(jù)輸入 /輸出口， MPU 與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道 4 位方式通訊時(shí)，不使用 DBO~DB3 14) DB7 數(shù)據(jù)輸入 /輸出口， MPU 與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道 4 位方式通訊 時(shí)，不使用 DBO~DB3 15) BL+ 背光正端 +5V 16) BL 背光負(fù)端 0V LCD1602結(jié)構(gòu)塊圖。如圖 12所示為 LCD1602結(jié)構(gòu)塊圖，指明了 LCD1602內(nèi)部結(jié)構(gòu)模塊。 圖 12 LCD1602 結(jié)構(gòu)塊圖 本系統(tǒng)采用 LCD1602 作為顯示模塊，其主要功 能是顯示預(yù)先設(shè)定的溫度、壓力報(bào)警值和當(dāng)前采集的溫度值和壓力值。 LCD 液晶顯示電路如 圖 13 所示 。 硬件電路設(shè)計(jì) 第 19 頁（共 32 頁） 圖 13 顯示電路 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 圖 14 報(bào)警電路 外部電源供電方式是 DS18B20 最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，而 且電路也比較簡單。 本設(shè)計(jì)采用軟件處理報(bào)警，利用有源蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警輸出。當(dāng)所測(cè)溫度（壓力）超過獲高于所預(yù)設(shè)的溫度（壓力）時(shí)， 口相應(yīng)拉高電平，報(bào)警輸出。（也可以將蜂鳴器換成 LED） 穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì) AT89C51 的內(nèi)核共電為 5V， 而此鍋爐防爆系統(tǒng)的測(cè)溫度和壓力模塊以及 LED 鍵基于單片機(jī)的鍋爐防爆控制系統(tǒng) 第 20 頁（共 32 頁） 盤模塊的共電電壓都可為 5V，所以通過此電源模塊后，將外部輸入電壓轉(zhuǎn)換成 5V的單片機(jī)工作電壓，以保障鍋爐防爆系統(tǒng)的正常運(yùn)行。如圖 15 圖 15 穩(wěn)壓電源電路 按鍵電路設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)中采用了獨(dú)立式的鍵盤； 獨(dú)立式鍵 盤的按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵接一根 I/O口線，一根 I/O 口線上的按鍵工作狀態(tài)不會(huì)影響其它 I/O 口線的工作狀態(tài)。因此，通過檢測(cè) I/O 口線的電平狀態(tài)，即可判斷鍵盤上哪個(gè)鍵被按下。電路圖如圖 16 （ 1） K1 設(shè)置鍋爐溫度（壓力）報(bào)警值的溫度（壓力）值增加按鍵。 K1 每按下一次，溫度（壓力）報(bào)警值顯示比上一次值增加一度。 （ 2） K2 設(shè)置鍋爐溫度（壓力）報(bào)警值的溫度（壓力）值減少按鍵。 K2每按下一次，溫度（壓力）報(bào)警值顯示比上一次值減少一度。 （ 3） K3溫度報(bào)警值確定值。 硬件電路設(shè)計(jì) 第 21 頁（共 32 頁） 圖 16 按鍵電路 控制電路 本 系統(tǒng)采用繼電器進(jìn)行對(duì)燃燒器工作方式控制，從而鍋爐控制溫度和壓力。當(dāng) P口輸出高電平時(shí)，經(jīng)反相驅(qū)動(dòng)器 7406 變成低電平，使二極管發(fā)光，從而使光敏三極管導(dǎo)通，進(jìn)而是 Q1 導(dǎo)通，因而繼電器線圈通電，接通鍋爐燃燒器。本部分電路如圖17 所示： 基于單片機(jī)的鍋爐防爆控制系統(tǒng) 第 22 頁（共 32 頁） 圖 17 控制電路 1. 當(dāng) 輸出高電平時(shí)，燃燒器對(duì)鍋爐加熱，進(jìn)行加熱處理。 2. 當(dāng) 輸出低電平時(shí)，燃燒器不對(duì)鍋爐加熱，不進(jìn)行熱處理。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 第 23 頁（共 32 頁） 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 本章講述的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括鍋爐溫度以及壓力控制的單片機(jī)程序設(shè)計(jì)以及構(gòu)成系統(tǒng)的各部分子程序設(shè)計(jì) 。 主流程圖設(shè)計(jì) 主 流程圖如圖 18 所示 N N Y 圖 18 主流程圖 壓力探測(cè) 開始 大于設(shè)定值 A/D 轉(zhuǎn)換 溫度探測(cè) 大于設(shè)定值 啟動(dòng)報(bào)警裝置 基于單片機(jī)的鍋爐防爆控制系統(tǒng) 第 24 頁（共 32 頁） 中斷程序設(shè)計(jì) N Y N Y N Y 圖 19 中斷流程圖 DS18B20 溫度采集子程序設(shè)計(jì) DS18B20 有嚴(yán)格的協(xié)議來確保其數(shù)據(jù)的完整性。協(xié)議包括幾種單線信號(hào)類型：復(fù)位脈沖，存在脈沖，寫 0、寫 讀 0、讀 1。開始與 SD18B20 進(jìn)行任何通信。都要對(duì)其 進(jìn)行初始化，在接收到復(fù)位脈沖后，再對(duì) SD18B20 進(jìn)行正確的 ROM 命令和存貯器操作命令。在總線主機(jī)初始化過程，主機(jī)通過拉高單總線，以產(chǎn)生復(fù)位脈沖。接著，在主機(jī)釋放總線，并進(jìn)入接收模式。當(dāng)總線被釋放后，上拉電阻將總線拉高。在單總線器件檢測(cè)到上升沿后，接著產(chǎn)生延時(shí)，接著通過拉低總線，以產(chǎn)生存在脈沖?15?。 DS18B20 溫度采集子程序 流程圖如圖 20 所示。 中斷服務(wù)程序序 K1 是否按下 加 1 并示 K2 是否按下 減 1 并顯示 K3 是否按下 返回 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 第 25 頁（共 32 頁） N Y 圖 20 溫度采集流程圖 MPX4115 壓 力采集子程序設(shè)計(jì) 傳感器直接輸出電壓信號(hào)，電壓信號(hào)經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，單片機(jī)通過地址端口讀取該數(shù)據(jù)，流程圖如圖 21 開始 檢測(cè) DS18B02 是否存在 跳過 ROM 匹配 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換 命令 跳過 ROM 匹配 發(fā)出溫度讀取 命令 保存采集的溫度 結(jié)束 基于單片機(jī)的鍋爐防爆控制系統(tǒng) 第 26 頁（共 32 頁） NO 圖 21 壓力采集流程圖 程序設(shè)定 0XFFF0 為 ADC0809 的端口地址，首先通過端口地址選擇模擬通道 0，并啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，垱轉(zhuǎn)換結(jié)束后， EOC 輸出一個(gè)高電平，通過查詢 EOC 端口，然后從地址 0XFFF0 端口讀出數(shù)據(jù)。 LCD 液晶顯示子程序設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用是 16*2 的 LCD1602，單片機(jī)對(duì)其初始化，然后將需 要顯示的字符在LCD 存儲(chǔ)的地址和要求在 LCD 顯示的地址送出，再檢測(cè) LCD 是否處在忙碌不能接收命令或數(shù)據(jù)的狀態(tài)，檢測(cè)到 LCD 空閑時(shí)就可以寫數(shù)據(jù)顯示了。 LCD 液晶顯示子流程圖如圖 22 所示。 開始 選擇通道 EOC=1？ 讀取 ADC 結(jié)束 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 第 27 頁（共 32 頁） 是 否 圖 22 LCD 顯示子流程圖 開始 LCD 液晶顯示 模塊初始化 將需要的顯示信息和 LCD 的地址送出 檢測(cè) LCD 是否忙碌 寫數(shù)據(jù)顯示 結(jié)束 基于單片機(jī)的鍋爐防爆控制系統(tǒng) 第 28 頁（共 32 頁） 5 結(jié)果分析 基于 AT89C51 單片機(jī)控制的鍋爐防爆控制系統(tǒng)，經(jīng)過分析論證滿足設(shè)計(jì)要求。由 DS18B20 檢測(cè)溫度， MPX4115 檢測(cè)壓力，發(fā)送到單片機(jī)控制中心。當(dāng)溫度顯示超過 50℃ 或壓力探測(cè)器探測(cè)顯示 電壓模擬量超過 4V，就開始報(bào)警。運(yùn)行過程中各個(gè)端口對(duì)應(yīng)的數(shù)字量如下表 表 5 所示 : 表 5 表 6 V（電壓表檢測(cè)電壓 v） V（ LCD 顯示電壓 v） （電平） 0 0 0 0 1 1 1 1 當(dāng)溫度或者壓力探測(cè)器探測(cè)的模擬電壓低于預(yù)設(shè)值時(shí)，端口 處為低電平，蜂鳴器不會(huì)響。當(dāng)溫度或者壓力探測(cè)器探測(cè)的模擬電壓高于預(yù)設(shè)值時(shí)，端口 處為高電平，蜂鳴器發(fā)出響聲，開始報(bào)警。同時(shí)單片機(jī)從 端口輸出低電平，經(jīng)過反相驅(qū)動(dòng)器變?yōu)楦唠娖剑瑥亩荒苁拱l(fā)光二極管發(fā)光，繼而使得繼電器的線圈不能通電，鍋爐斷電，停止加熱。 T（ DS18B20 顯示的溫度 ℃ ） T(LCD 顯示溫度 ℃ ) （電平） 10 10 0 20 20 0 30 30 0 40 40 0 50 50 1 60 60 1 70 70 1 80 80 1 總結(jié) 第 29 頁（共 32 頁） 總結(jié) 20xx 年 3 月，我開始了我的畢業(yè)論文開始工作。時(shí)至今日，論文基本完成。從最初的茫然，到慢慢的 進(jìn)入狀態(tài)，再到對(duì)思路逐漸的清晰，整個(gè)寫作過程難以用語言來表達(dá)。歷經(jīng)了幾個(gè)月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于落下了帷幕。回想這段日子的經(jīng)歷和感受，我感慨萬千，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我擁有了無數(shù)難忘的回憶和收獲。 畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力 提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。 通過本次畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)，充分鍛煉了自己查閱資料、自學(xué)、分析問題以及解決問題的能力。明白了基本的科研方法，要實(shí)行一種宏觀到微觀的策略，有條理的解決問題，在解決問題的過程中，務(wù)必要弄清楚問題出在哪里，一定不能知難而退。 本次論文雖然已經(jīng)初步完成，但是仍然有許多需要改進(jìn)的地方。主要有以下幾點(diǎn)： 在硬件方面，本系統(tǒng)還可以應(yīng)該從電源模塊，抗干擾量，及針對(duì)一個(gè)具體的自動(dòng)防爆措施展開來設(shè)計(jì)，可以使系統(tǒng)更加完善；在軟件方面，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)除了編程中控制算法易于實(shí)現(xiàn)外，還應(yīng)該注意各個(gè)器件驅(qū)動(dòng)程序的時(shí) 序特點(diǎn)，要使程序主具有實(shí)時(shí)有效的控制作用；基于壓力探測(cè)器，把壓力探測(cè)壓強(qiáng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷耗M量可以變換為其他的工業(yè)參數(shù)控制，作為本設(shè)計(jì)的擴(kuò)展，還可以以智能控制作為目標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)更深入的分析。 而對(duì)于鍋爐防爆整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，大量干擾源的存在足以使系統(tǒng)運(yùn)行不正常，造成惡劣影響，而且系統(tǒng)如不經(jīng)常維護(hù)升級(jí)也會(huì)產(chǎn)生意外的事故。但是提高系統(tǒng)的性能不是僅僅依靠硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)就能完全實(shí)現(xiàn)的，還要在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、整機(jī)裝配和調(diào)試階段采取針對(duì)性的方法和工藝措施來提高鍋爐防爆控制系統(tǒng)的性能。在鍋爐防爆系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期就應(yīng)該 考慮系統(tǒng)得可靠性、安全性和后續(xù)維修工作。抗干擾設(shè)計(jì)更是要全面考慮，解決干擾是一種復(fù)雜、難度較大的技術(shù)，沒有固定模式，只能從解決電源干擾、注意空間屏蔽、做好接地等主要措施考慮，并根據(jù)具體問題軟硬兼施，有所側(cè)重。同時(shí)氣候、振動(dòng)、溫度、灰塵、電子噪聲和人為的其他活動(dòng)及傳基于單片機(jī)的鍋爐防爆控制系統(tǒng) 第 30 頁（共 32 頁） 感器的安裝位置都可能引起鍋爐防爆探測(cè)器信號(hào)的變化。切實(shí)解決這些個(gè)問題使整個(gè)系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定、無誤探測(cè)報(bào)警還需做許多工作。 參考文獻(xiàn) [1] 潘永雄 ,張曉薊 .新編單片機(jī)原理與應(yīng)用 [M].西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 ,20xx. 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