毕业设计论文锅炉水位控制器

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1、河南机电高等专科学校毕业设计河南机电高等专科学校毕业设计论文论文题目：锅炉水位控制器系 部： 专 业： 班 级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2010年04月15日毕业设计任务书指导教师职称教研室学生姓名班级杨其峰实验讲师电子通信工程系张婷婷应电073设计题目： 锅炉水位控制器 设计时间：2010年4月7日_- 2010年6月10日设计任务： 1. 水位检测，七路开关信号 2.工作方式，自动手动 3.显示水位LED光柱 4.水位上水，风机起停 5.水位报警 毕业设计成绩教师评阅成绩指导老师认定成绩小组答辩成绩答辩成绩答辩委员会评定成绩答辩委员会主任（签名）摘 要近年来随着计算机在社会领域

2、的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。本单片机系统设计的目的是应用单片机控制技术，以8951单片机为核心控制的水箱的水位，并实现了报警和手动、自动切换功能。该系统操作方便、性能良好，比较符合电厂生产用水系统控制的需要。本文还详细的给出了相关的硬件框图和软件流程图，并编制了该汇编语言程序。关键词： 单片机 水位 控制 报警ABSTRACTIn recent years along with

3、the computer in the social domains seepage, monolithic integrated circuits application was moving toward unceasingly thoroughly, simultaneously led the traditional control examination date crecent moon profit renewal. In the real-time examination and in automatic controls monolithic integrated circu

4、it application system, the monolithic integrated circuit often is takes a core part to use, only the monolithic integrated circuit aspect knowledge is insufficient, but should also act according to the concrete hardware architecture, as well as in view of the concrete application object characterist

5、ics software union, makes the consummation. This monolithic integrated circuit system designs goal applies the monolithic integrated circuit control technology, take 8951 monolithic integrated circuits as the core controls water tanks water level, and has realized the warning and manual, the automat

6、ic cut over function. This system operation is convenient, the performance is good, compared with meets the power plant production water supply systems control need. This article detailed has also given the related hardware diagram and the software flow chart, and has established this assembly langu

7、age procedure.Key word: Monolithic integrated circuit Water level Control Warning目 录毕业设计任务书.1摘要. 2绪论3第1章 锅炉水位控制器的总体设计41.1 锅炉控制器的总体考虑41.2 锅炉控制器的总体方案5第2章 单片机的说明72.1 8951单片机简介72.2 引脚及其功能7第3章 硬件设计113.1 水箱给水设备系统的构成113.2 温度的控制123.3 数码管显示电路的设计143.4 指示灯的设计223.5 报警电路233.6 风机调速路24第4章系统介绍264.1本系统8951单片机控制部分264

8、.2本系统的工作原理264.3主程序框图274.4本系统程序清单30第5章系统的优点33结论33致谢34参考文献34绪论长期以来，在各种水位控制系统中，采用的是利用浮球来控制触点的吸合，其触点易损坏，稳定性差，故障多，寿命短，功能单一，不安全，给生产和生活带来极大的安全隐患，且安装造价高，费时费工，适用范围有限。改革开放以来，我国的经济建设及小城镇建设迅猛发展，企业生产自动化程度大大提高，人们的生活水平迈入小康，对家庭用水质量的提高，尤其是对家庭生活的质量有着更高的要求，必然需求高品质、安全可靠性好的产品。随着我国经济的迅速发展，人们对工作和生活的条件及质量追求越来越高，在水位控制系统中，要求

9、有关设备安全可靠，并能多功能全自动的运行。为此，经多年研制出了一种优良的多性能、自动的水位控制器。经一些工厂、单位和家庭长期使用效果很好。市场前景应用于城市、农村、学校、工矿企事业单位及家庭的供水工程和排水工程，亦适用于太阳能热水器、锅炉及有关循环用水的设备等水箱的水位自动控制及报警。第1章 锅炉水位控制器的总体设计1.1锅炉控制器的总体考虑根据对该控制装置的控制要求，它应需要具备以下几部分电路。1.1.1 单片机控制核心为了完成对温度的监视、显示和输出，且确保锅炉运行的安全，防止发生温度超限导致锅炉爆炸，本系统采用单片机结构做为控制器的控制核心。其中一个单片机负责正常的锅炉运转。1.1.2温

10、度传感器TC620可有用户自己控制上、下限控制温度。当高于上限温度或低于下限温度时，可输出逻辑控制信号，有的还具有温度测量功能。外围元件少，成本低，可靠性好。抗静电能力强。1.1.3显示键盘电路显示部分要求使用2排LED数码管，上排显示测量温度，下排显示设定温度。设定参数时上排为设定值，下排显示设定参数代号。在此采用2片Philips公司的SAA1064 LED数码管驱动器件（每片驱动4个数码管）。SAA1064通过I2C接口与89s52接口连接，接收89s52送来的显示数据。另设6只LED发光管指示锅炉的工作状态（风机、煤机、水泵、循环、超载、超温、温差）。每只LED发光管由2N5551三极

11、管驱动，三极管由Philips公司生产的I2C接口I/O扩展器PCF8574控制。PCF8574具有8路I/O接口，数据传输采用I2C接口总线，便于与PIC16F877连接，节省I/O口线。该设备的操作通过4只按键进行，包括“选择”键、“增加”键、“减少”键和“确认”键。通过“选择”键可选择不同的参数设定功能（在下排LED数码管显示F1F11）。每一功能显示状态下，通过“增加”、“减少”键可修改参数值，但并不记忆，只有按“确认”键后，设定参数方存入EEPROM中。通过反复按“选择”键，可在正常显示及各设定状态之间转换。4只按键与RB1、 RB2、 RB3 、RB4单片机I/O口连接，通过读取相

12、应端口可知是否有键按下，从而进行相应操作。1.1.4指示灯本系统设有风机运行指示灯、水泵运行指示灯、超载指示灯、超温指示灯、循环定时1.1.5风机调速电路本系统通过单片机控制一个I/O端口的输出电平的高低的时间长短来控制风机的风速。从而实现了调速的目的。1.1.6报警电路由NE555芯片及阻、容器件组成约1000Hz的振荡电路直接驱动扬声器，由单片机控制振荡电路的振荡与否。1.2锅炉控制器的总体方案综合以上考虑，确定出燃煤锅炉控制器的总体结构框图如图1-1所示，程序流程见如图.1-1图1-1 锅炉控制器结构框图第2章 单片机的说明2.1 8051单片机的说明2.1.1 8051单片机的介绍目前

13、，8051单片机在工业检测领域中得到了广泛的应用，因此我们可以在许多单片机应用领域中，配接各种类型的语音接口，构成具有合成语音输出能力的综合应用系统，以增强人机对话的功能。89S52是Intel公司生产的一种单片机，在一小块芯片上集成了一个微型计算机的各个组成部分。每一个单片机包括：一个8位的微型处理器CPU；一个256B的片内数据存储器RAM；片内程序存储器ROM；四个8位并行的I/O接口P0-P3，每个接口既可以输入，也可以输出；两个定时器/记数器；五个中断源的中断控制系统；一个全双工UART的串行I/O口；片内振荡器和时钟产生电路，但石英晶体和微调电容需要外接。最高允许振荡频率是12MH

14、Z。以上各个部分通过内部总线相连接。2.2引脚及其功能40个引脚中有2个专用于主电源引脚，2个外接晶振的引脚，4个控制或与其它电源复用的引脚，以及32条输入输出I/O引脚。下面按引脚功能分为4个部分叙述个引脚的功能。2.2.1电源引脚Vcc和VssVcc（40脚）：接+5V电源正端；Vss（20脚）：接+5V电源正端。2.2.2外接晶振引脚XTAL1和XTAL2XTAL1（19脚）：接外部石英晶体的一端。在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成采用外部时钟时，对于HMOS单片机，该引脚接地；对于CHMOS单片机，该引脚作为外部振荡信号的输入端。XTAL2（18脚）：接外部晶体的

15、另一端。在单片机内部，接至片内振荡器的反相放大器的输出端。当采用外部时钟时，对于HMOS单片机，该引脚作为外部振荡信号的输入端。对于CHMOS芯片，该引脚悬空不接。2.2.3输入/输出（I/O）引脚P0口、P1口、P2口及P3口(A).P0口（39脚22脚）：P0.0P0.7统称为P0口。当不接外部存储器与不扩展I/O接口时，它可作为准双向8位输入/输出接口。当接有外部程序存储器或扩展I/O口时，P0口为地址/数据分时复用口。它分时提供8位双向数据总线。对于片内含有EPROM的单片机，当EPROM编程时，从P0口输入指令字节，而当检验程序时，则输出指令字节。(B).P1口（1脚8脚）：P1.0

16、P1.7统称为P1口，可作为准双向I/O接口使用。对于MCS52子系列单片机，P1.0和P1.1还有第2功能：P1.0口用作定时器/计数器2的计数脉冲输入端T2；P1.1用作定时器/计数器2的外部控制端T2EX。对于EPROM编程和进行程序校验时，P0口接收输入的低8位地址。(C).P2口（21脚28脚）：P2.0P2.7统称为P2口，一般可作为准双向I/O接口。当接有外部程序存储器或扩展I/O接口且寻址范围超过256个字节时，P2口用于高8位地址总线送出高8位地址。对于EPROM编程和进行程序校验时，P2口接收输入的8位地址。(D).P3口（10脚17脚）：P3.0P3.7统称为P3口。它为

17、双功能口，可以作为一般的准双向I/O接口，也可以将每1位用于第2功能，而且P3口的每一条引脚均可独立定义为第1功能的输入输出或第2功能。P3口的第2功能见下表2-1单片机P3.0管脚含义引脚第2功能P3.0RXD（串行口输入端0）P3.1TXD（串行口输出端）P3.2INT0（部中断0请求输入端，低电平有效）P3.3INT1（中断1请求输入端，低电平有效）P3.4T0（时器/计数器0计数脉冲端）P3.5T1（时器/计数器1数脉冲端）P3.6WR（部数据存储器写选通信号输出端，低电平有效）P3.7RD（部数据存储器读选通信号输出端，低电平有效）综上所述，MCS51系列单片机的引脚作用可归纳为以下

18、两点：1).单片机功能多，引脚数少，因而许多引脚具有第2功能；2).单片机对外呈3总线形式，由P2、P0口组成16位地址总线；由P0口分时复用作为数据总线。附:89s52的管脚如图 图2-1 89s52的管脚第3章 硬件的设计3.1水箱给水设备系统的构成 由两台给水泵机组、水箱和三只浮球开关组成，其系统结构如图： 图3-1 水箱系统结构图其中M1、M2为给水泵机组，LG、LD、LDD分别为水位高、水位低、水位低低浮球开关，当水位高（大于90开度）时，LG闭合，当水位低（小于75开度）时，LD闭合，当水位低低（小于50开度）时，LDD闭合。 水箱的控制器由8051系统构成。为避免电机的起停和电源

19、波动时对电路的影响，输入输出均采用光电隔离。输出通过继电器，控制水泵机组的起停和报警其电路图如下： 图3-2给水泵电机主控回路图如下： 图3-3水泵电机主控回路3.2温度控制器TC620这种温度控制器有以下特点；1.可有用户自己控制上，下限控制温度 2.当高于上限温度或低于下限温度时，可输出逻辑控制信号，有的还具有温度测量功能。3.外围元件少，成本低，可靠性好。4.抗静电能力强TC620 温度传感器 图3-4 是温度传感器的工作原理，它主要有一个PTC热敏电阻式温度传感器，两个运算放大器A1，A2，一个电压比较器A3和基准电压等组成。内设的PTC热敏电阻接在A1的反相端，外接一个电阻可设定温度

20、的上或下限，叫做设定电阻。基准电压电路产生1.2V基准电压作为A1和A2的偏置电压。 根据电路原理可知，如果两个运算放大器A1，A2完全一样，反馈电阻Rf1和 Rf2相等，热敏电阻RT和设定电阻RS相等时，则两个放大器输出一样。当温度低于设定的温度时，热敏电阻RT的阻值变小，此时RSRT，流经RT上的电流增大，在 RF1上的压降也相对增大，则运放A1的输出电压减小，而运放A2的输出电压不变，比较A3输出电压是低电平，当温度高于设定温度时，热敏电阻RT的阻值增大，此时RSRT,则运放A1的输出电压大于运放A2的输出电压,比较器A3输出为高电平。这样便可根据需要，利用比较器输出电位变化对温度进行控

21、制或报警。 图3-4温度传感器的工作原理图 TC620型温度控制器的的结构框图3-5所示，运放A1,A2和比较器A3低于温度下陷报警输出Vout1。运放A2 ,A4和比较器A5组成高于上限报警输出Vout2.比较器A3输出的信号经反相器反相后与比较器A5输出信号Vout2一起输入Rs触发器，由触发器Q端或Q非端输出温度控制信号，图中Rsl下限温度设定电阻，Rsh为上限温度设定电阻。芯片内设的PTC热敏电阻RT的温度特性如图3-6所示。可利用该特性曲线在设定好上下限温度后，从曲线上查找出相应的RSL和RSH 。 3-5 TC620型温度控制器的的结构框图 图3-6 TC620 内设热敏电阻温度特

22、性曲线TC620温度控制器根据型号的不同，其工作温度范围不同，表3-1给出了我们这些参数。表3-1型号工作温度范围封装形式TC620*COATC620*EOATC620*VOATC620*CPATC620*EPA070-4085-40125070-4085SOICSOICSOICDIPDIPTC620温度控制器的典型应用电路见图3-7所示，其中VD1为低于设定温度报警指示灯，VD2为高于设定温度报警指示灯，它们之间的温度控制若设定为2-3度。可以防止继电器因频繁工作而损坏，继电器用来控制加热系统。 图3-7 TC典型应用电路3.3 数码管显示电路由于显示键盘部分采用8只数码管、7只LED发光二

23、极管指示灯、4只按键，对于这样一种具体应用，如果采用并行接口连接或单片机直接驱动，都将需要大量的单片机I/O口线，为此采用了I2C总线I/O扩展芯片PCF8574和LED驱动芯片SAA1064，这种方式既发挥了PIC16F877具有I2C总线接口的优点，又使得电路的连接变得十分简洁。3.3.1LED数码驱动器SAA1064概述SAA1064是PHILIPS公司生产的带I2C总线接口的位驱动器，为双极型电路。该电路是特别为驱动位带有小数点的七段显示器而设计的，通过多路开关可对两个位显示器进行切换显示。该器件内部带有I2C总线从发送接收器，可以通过地址引脚的输入电平编程为个不同的从器件地址。该芯片

24、的SCL、SDA引出引脚可直接与单品机的两个输出/输入引脚相连，完成单片机对SAA1064的加载。SAA1064对输入的显示数据所存，利用其内部的多路开分时扫描驱动LED数码管显示。SAA1064LED数码管的最高电压可达15V，最大电流可达21mA，且该输出电流可程控，以适应不同的显示亮度。其I2C总线的器件地址为0111。 LED数码驱动器SAA1064内部结构如图3-8，外部引脚及其说明图3.3.2，其封装形式为双列直插式封装。图3-8 SAA1064内部结构SAA1064采用24脚DIP和SOT两种封装形式，下图所示为24脚DIP封装的引脚排列。各主要引脚的功能如下： ADR 模拟输入

25、电压寻址端；CEXT 内部振荡器电容输入端，典型值为2.7nF；MX1 多路选择开关输出1；MX2 多路选择开关输出2；P1P8 段数据输出口1；P9P16 段数据输出口2；SDA I2C串行数据线；SCL I2C串行时钟线；VEE 地线；Vcc 电源，可为4.5V15V图3-9 SAA1064外部引脚接线图3.3.2 LED数码驱动器SAA1064工作原理和使用说明（1）模拟输入电压寻址端ADR的用法 SAA1064通过ADR脚输入不同的模拟电压，以确定其不同的器件地址。这一是有别于其他数字集成电路地址信号的接法。SAA1064规定输入该脚的电压值VEE、3/8VCC、5/8VCC和VCC，

26、分别对应于16进制地址 70H、72H、74H、76H（写操作时）和 71H、73H、75H和77H（读操作时），其他地址不为该器件所响应因此在同一I2C总线上最多可并联四片SAA1064。下表3-2是ADR引脚电平与引脚地址的关系表。表3-2引脚地址ADR引电平范围读/写操作从地址0A1A0 mintypmax（0 1 1 1 0 A1 A0 R/W）000VEEVEE3/16Vcc70H/71H0015/16Vcc3/8Vcc7/16Vcc72H/73H0109/16Vcc5/8Vcc11/16Vcc74H/75H01113/16VccVccVcc76H/77HADR引脚电平与引脚地址的关

27、系表（2）时钟频率外部电容输入端CEXT为外部控制输入端，当工作于两路复用显示方式时，该端外接一只电容器，可使内部多路转换的振荡器工作，用以决定扫描频率；当工作于静态显示方式时，因为不需要振荡器工作，该输入端接VEE或VDD或开路。（3）LED亮度控制SAA1064供给数码管的显示电流来自片内程控电流源。该程控位由控制字节中D6、D5和D4位状态决定。由于占了3个控制位，故该电源有8种电流输出，用于控制P1P16段输出脚上的LED数码管的亮度。（4）双路复用输出动态显示方式时，MX1和MX2为复用控制输出端，用以切换两对数码管轮流显示。该轮流导通的频率由CEXT端的电容器大小决定，电路原理图如

28、图6，SAA1064的SCL、SDA分别与PIC16CF877的RC3、RC4相连，且经上拉电阻接到+5V，而SAA1064的Vcc和数码管的供电电压相同。根据数码管要求的电压决定该电压大小，但最高不能超过+15V。图中数码管要求电压为+5V，数码管必须为共阳接法。静态显示方式时，一片SAA1064只能驱动两只LED数码管，此时MX1为高电平，MX2为低电平，空着不用。（5）SDA、SCLSDA、SCL分别为I2C总线的数据线和时钟线。为防止这些引脚上出现过压脉冲，应接一个稳压管(5.5V)至VEE，即正常的线电压不应超过5.5V。正常情况下，数据在响应位的时钟上跳变锁存。（6）上电复位上电复

29、位信号是在SAA1064芯片的内部产生的，该信号能使内部各位清0而显示全暗，此时只有掉电标志置位。（7）段数据输出端P1P16是吸收电流可控的段数据输出端，可用相应的数字位控制其导通，并由C4、C5、C6控制位控制其电流的大小。3、LED数码驱动器SAA1064通信模式主器件CPU通过I2C总线对SAA1064进行读或写，读写方式中I2C总线上的信息传送格式下：SAA1064与主机之间的通信方式有两种模式：主发送从接收模式和主接收从发送模式。（1）主发送从接收模式（写方式）主发送从接收模式的数据桢格式如下所示。图中，S为起始位，A为从机应答位，P为停止位。主发送从接收模式数据珍格式其他位说明如

30、下： SLAW位从机地址和写操作字节，格式如表3-3所示。其中A1和A0是芯片地址位，对应ADR引脚上用不同的模拟电平输入表示的2位引脚地址，用以区分多片扩展系统中的不同SAA1064芯片。 SUBADR为片内子地址字节，格式如表3-4所示。图中SC、SB和SA构成一个3位的片子地址指针，用以指示将要写入数据的存储单元地址，其地址由片内逻辑可以自动增1。实际存在的物理单元地址只有5个：00H04H，分别作为控制寄存器、数码管1、数码管2、数码管3、数码管4的地址，另外3个地址保留未用。表3-5是子地址表。表3-3 从机地址和写操作字节格式 表3-4 片内子地址字节格式表3-5SCSBSA子地址

31、功能0000000000H控制寄存器0000000101H数码管10000001002H数码管20000001103H数码管30000010004H数码管40000010105H保留未用0000011006H0000011107H子地址表 COM为命令控制字节，其访问地址为00H，由SUBADR中的SC、SB、和SA指示，该字节格式如下表所示: X C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0表中各位的定义如下：C0显示方式选择位：C0=0，为静态方式，即数码管1和数码管2连续亮； C0=1，为动态方式，即数码管1和3与数码管2和4轮流亮。C1数码管1和3暗/亮选择位：C1=0为暗；C1=1为亮。

32、C2数码管2和4暗/亮选择位：C2=0为暗；C2=1为亮。C3测试位：正常工作状态时C3=0；测试时C3=1，这时所有段的LED亮。C4输出电流控制位：C4=0时为0mA； C4=1时为3mA。C5输出电流控制位：C5=0时为0mA； C5=1时为6mA。C6输出电流控制位：C6=0时为0mA； C6=1时为12mA。 据单元的地址分别为01H-04H ，两个段输出驱动口的最低有位LSB分别对应于管脚P1和P9。当数据DATA1-DATA4分别为动态显示方式时，4个LED显示器的段码数字节中的每一位置“1”时，对应的数码管显示段输出低电平，对于共阳极的数码管对应比划被点亮；反之，则关闭该段比划

33、的LED。（2）主接收从发送模式（读方式）主接收从发送模式的数据珍格式如下表所示。在该模式中，开始是主发送从接收模式，后是从发送主接收模式。表中，S为起始位，A为从机应答位，A为主机应答位，P为停止位。SSLARASTADATAAP主接收从发送模式的数据帧格式其他位说明如下： SLAR位从机地址和读操作字节，格式下表所示。其中A1和A0是对应ADR引脚上用不同的模拟电平输入表示的2位引脚地址。0 1 1 1 0 A1 A0 1 STADATA为状态字节，实际上该字节只有一位最高位为有效位，被定义为上电复位状态位 (PR-Power Reset)。状态字节格式如下表所示。上电后，PR=1；对该位

34、进行一次读操作，就对该位清零。若再对该位进行读操作，当PR=1时，表示在两次读操作期间出现过掉电和加电情况。利用这一功能，可以实现一些与上电有关的操作，例如用此做为系统冷和热启动的标志等。PR 0 0 0 0 0 0 03.3.3数码管显示程序设计利用SAA1064构成的数码管显示电路如图3-10所示。在软件编程时，首先为要显示的每一个数码管分配一个字形代码缓冲单元，上排数码管缓冲单元指定为disp4数组，下排数码管缓冲单元指定为disp14数组。数组内容由转换程序将要显示的数值转换后得到，然后由显示程序送往显示电路。图3-10 用SAA1064构成的数码管显示电路3.4指示灯电路3.4.1指

35、示灯电路指示灯电路有7只发光二极管组成，7只LED发光二极管发光由移位寄存器控制，移位寄存器通过单片机89s52控制的几个引脚控制。变量lampbuffer中存放要显示指示灯的数据，每一位对应一个指示灯，修改lampbuffer值后，通过函数lamp（）将lampbuffer值发往移位寄存器，实现指示灯的控制。74595的引脚图及控制端说明：/sclr（10脚）：低电平时将移位寄存器的数据清零。通常我将他接vcc。Sck（11脚）：上升沿时数据寄存器的数据移位。QAQBQC.QH；下降沿移位寄存器数据不变。（脉冲宽度：5v时，大于几十纳秒就行了。我通常都选择微秒级）。Pck（12脚）：上升沿时

36、移位寄存器的数据进入数据存储器，下降沿时存储寄存器数据不变。同很惨我将rck置为低电平，当移位结束后，在rck端产生一个正脉冲（5v时，大于几十纳秒就行了。我通常选择微秒级），更新显示数据。/g（13脚）：高电平时禁止输出（高阻态）。如果单片机的引脚不紧张，用一个引脚控制它，可以方便地产生闪烁和熄灭效果。比通过数据端移位控制要省时省力。注：74164和74595功能相仿，都是8位串口输入转并行输出移位寄存器。74164的驱动电流（25MA）比74595（35MA）的要小些，14脚封装，体积也小一些。74595的主要特点是具有数据存储寄存器，在移位的过程中，输出端的数据可以保持不变。这在串行速度

37、慢的场合很有用处，数码管没有闪烁感。与164只有数据清零端相比，595还有多输出端时能/禁止控制端，可以使输出为高阻态。3.5报警电路的设计3.5.1 NE555时基电路NE555时基电路封形式有两种，一是DIP双列直插8脚封装，另一种是SOP-8小型（SMD）封装形式。其他HA17555、LM555、CA555分属不同的公司生产的产品。内部结构和工作原理都相同。NE555属于CMOS工艺制造，下面我们将对其进行介绍。 图3-17是NE555的外形图，图3-18是它的内部功能原理框图。NE555的内部中心电路是三极管Q15和Q17加正反馈组成的RS触发器。输入控制端有直接复位Reset端，通过

38、比较器A1，复位控制端的TH、比较器A2置位控制的T。输出端为F，另外还有集电极开路的放电管DIS。它们控制的优先权是R、T、TH。 图3-17 NE555的封装形式 图3-18表3-6是NE555的极限参数，不同的封装形式及不同的生产厂商的器件这些参数不尽相同，极限参数是指在不损坏器件的情况下，厂商保证的界限，并非可以工作的条件，如果超过某一环境下使用，其间的安全性将不会得到保证，这使用中应加以注意。 利用NE555可以组成相当多的应用电路，甚至多达数百种应用电路，在各类书刊中均有介绍，例如家用电器控制装置、门铃、报警器、信号发生器、电路检测仪器、元器件测量仪、定时器、压频转换电路、电源应用

39、电路、自动控制装置及其它应用电路都有着广泛的应用，这是因为NE555巧妙地将模拟电路和数字电路结合在一起的缘故。图3-20无稳态工作方式表 3-6NE555的极限参数电源电压允许功耗工作温度储藏温度最高结温+18V600mW-10+70军用-55+125-65+1503003.6风机调速电路的设计锅炉鼓风采用直流风机，该风机本身具有PWM调速控制电路，通过调节PWM输入端信号占空比即可调节风机转速（0100%）。3.6.1 直流风机PWM控制设备中所选直流风机，自身带有PWM调速电路，其PWM输入端接线如图3-21所示。经实验发现，只需改变PWM信号占空比进行调整即可调节风机转速。控制电路如图

40、3-22，在此利用89s52的某个端口产生占空比不同的方波信号来产生调节信号，此方波信号再经光电偶合器进行光隔离和电平转换。图3-21 直流风机调速电路输入端电路第4章 系统介绍4.1系统8051单片机控制部分本系统采用8051单片机，引脚具体控制如下：P1口和P3口为输入输出检测信号和控制信号。下面是8051芯片引脚具体分配：P1.0：水位低低输入信号。（低0 高1）P1.1：水位低输入信号。（低0 高1）P1.2：水位高输入信号。（高1，低0）P1.3：手动与自动转换输入信号。（手动1，自动0）P1.4：M1起动KM1控制输出信号。（手动1，自动0）P1.5：M2起动KM1控制输出信号。（

41、手动1，自动0）P1.6：M1开关状态输入信号。（开0，关1）P1.7：M2开关状态输入信号。（开0，关1）P2.0：水位低低报警输出信号。P2.1：水位低报警输出信号。P2.2：水位高报警输出信号。P2.4：手动起动M1输入信号，低电频有效动作。P2.5：手动起动M2输入信号，低电频有效动作。P2.6：手动停M1输入信号，低电频有效动作。P2.7：手动停M2输入信号，低电频有效动作。P0.0：PWM控制信号输出端口。4.2系统的工作原理当水箱水位低时，起动M1、M2给水，水位上升到90%，停M1。当水箱水位低低（小于50%）时，同时起动M1、M2，当水位上升到50%以上70%以下时，停M2，

42、M1继续运行到水位上升到90%以上才停止工作。经过调试系统，测得以下数据：水位从50%-70%，两台泵运行需要约10分钟；水位从70%-90%，一台泵运行需要约15分钟。水箱的水位一般保持在70%-90%。报警控制如下：当水位高与90开度的时候，由传感器经变送器发送信号，LG闭合，系统水位高报警。当水位低于75开度的时候，由传感器经变送器发送信号，LD闭合，系统水位低报警。当水位低与50开度的时候，由传感器经变送器发送信号，LDD闭合，系统水位低低报警。手动/自动模式转换控制如下：全自动模式下，系统自动判断水位的状况，选择不同的工作状态。在手动的模式下，两台给水泵的运行控制可由人工自己操作。4

43、.3程序框图4.3.1总程序 4.3.2 自动模式子程序：4.3.3手动模式子程序：4.4本系统程序清单主程序：ORG 0000HAJMP MAINORG 0060HMAIN: MOV P1, #FFH ; P1 P3口初始化置1MOV P3，#FFHJNB P1.3 ， AVT ； 若手动在自动位置，跳到自动模式子程序AJMP MEN ；否则转到手动模式子程序ENDAUT： NOP（空命令）JNB P1.2 , LG ;水位高LGJB P1.1 LD ， ；水位没低-LDCLR P3.1 ；水位低报警JB P1.0, LDD ；水位未低低-LDDCLR P3.0 ；水位低低报警JNB 3.1

44、 P1.6, Y1 ；M1已启动Y1CLR P1.4 ；否则启动M1Y1:JNB P1.7 ,Y2 ； M2已启动-Y2 CLR P1.5 ；否则启动M2Y2:ACALL DELAY ；延时1分钟 AJMP AUT ；返回自动模式LDD: JNB P1.6 ,Y3 ； 单独运行M1（LDD水位LD）CLR P1.4Y3: JB P1.7 Y2 SETB P1.5AJMP Y2LG:CLR P3.2 ;水位高报警LD:AJMP MAIN ;返回主程序手动控制子程序MEN：NOP JNB P1.1 , MAIN ;ACALL KEYCJNE A ,#FOH,NN ;AJMP MENNN:JNB A

45、CC.4 ,HM1JNB ACC.5, HM2JNB ACC.6 ,DM1JNB ACC.7 ,DM2AJMP MENHM1: JNB P1.6 ,MENCLR P1.4AJMP MENHM2:JNBP1.7, MEN CLR P1.5AJMP MENDM1:JB P1.6, MENSETB P1.4AJMP MENDM2:JB P1.7, MENSETB P1.5AJMP MENRET延时1S主程序T1M1: MOV R1, #F0HL4: MOV R2, #08HL1: MOV R3, #FAHL2: MOV R4, #FAHL1: DJNZ R4, L1DJNZ R3, L2DJNZ R

46、2, L3DJNZ R1, L4RET延时6ms子程序T1M3: MOV R4, #12MM: MOV R5, #248DJN2 R5, $DJN2 R4, D3RET有无键合子程序：KEY：ACALL KS1 ；有无闭合JNZ LK1ACALL TIMAJMP KEY ；无键闭合返回LK1：ACALL TIMACALL TIMACALL KS1JNZ LK2ACALL TIMAJMP KEYLK2：RETKS1：MOV A ， P3 ；扫描 ANL A ， #FOH ；屏蔽低4位 RET第5章 系统的优点5.1本系统的优点（1）控制功能齐全，多种控制方式可选；（2）面，操作简单、人性化设计；

47、（3）全，快速有效；使锅炉的运行更加安全可靠；（4）便，满足在系统上的各种控制要求；（5）信号种类多，采用高速数模转换，采集精度高；（6）记录锅炉的运行状态、运行参数与故障状态，为分析锅炉的运行效率提供细的数据；（7）方面抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力； 结束语以8951单片机为核心控制的水箱的水位，并实现了报警和手动、自动切换功能。该系统操作方便、性能良好，比较符合电厂生产用水系统控制的需要。通过这次毕业设计的锻炼，使我掌握电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力，提高综合运用所学的理论知识，独立分析和解决问题的能力，培养了我们的创新精神以及动手能力和独立解决问题的能力。掌握现代大规模集

48、成数字逻辑电路的应用设计方法，进一步掌握电子仪器的正确使用方法，以及掌握利用电子计算机进行设计电子自动化（EDA）的基本方法。更重要的是使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。使我在单片机的基本原理、单片机应用系统开发过程，以及在常用编程设计思路技巧（特别是汇编语言）的掌握方面都能向前迈了一大步，为日后成为合格的应用型人才打下良好的基础。同样的做设计的时候要把握好总体设计！以指导自己的各个部分的设计和自己的设计顺序。毕业设计同样要注意创新和观察，多与实际生活联系。设计添加适当的功能，以方便使用。同样要多和老师请教，多和同学交流，设计中自己多总结。这样会有很好的收获和设计

49、习惯。致 谢通过本次毕业设计，我在指导老师杨其锋的精心指导和严格要求下，获得了丰富的理论知识，极大地提高了实践能力，并对当前电子领域的研究状况和发展方向有了一定的了解，单片机领域这对我今后进一步学习计算机方面的知识有极大的帮助。另外,此次毕业设计还获得了电子系各位领导和老师的大力支持。在此，我忠心感谢杨其锋老师以及电子系各位老师的指导和支持。在未来的工作和学习中，我将以更好的成绩来回报各位领导和老师。参考文献1 杨 智,明丽萍,吕雪艳.21世纪燃气锅炉在中国的发展前景.锅炉制造学术期刊2001年第七期:陕西科技出版社,2001 2 袁希光等.传感器技术手册.北京:国防工业出版社,1986 3

50、何立民等.MCS-51系列单片机应用系统设计.北京:航空航天大学出版社,1990 4 沈红卫等.单片机应用系统设计实例与分析.北京:北京航空航天大学出版社，2001 5 刘乐善等.微型计算机接口技术及应用.武汉:华中理工大学出版社.1993 6 张毅刚等.MCS-51单片机应用设计,哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社.1990 7 刘迎春等.传感器原理、设计与应用.长沙:国防科技大学出版社,1995 8 关德新等.单片机外围器件实用手册.北京：北京航空航天大学出版社，1998. 9 金晓明,褚健,王树青.先进控制技术及其应用.中国自动化学会通讯:专家论坛.2001,113 10 金以慧等.过程控制.北京:清华大学出版社,1993 11 方康玲等.过程控制系统.武汉:武汉理工大学出版社,2002 12 Chen C T.Introduction to Linear Theoery.New York:Holt,Rinehat and Winstom,1970 13 Couch,L. Single a machine control.Upper Ssddle Riber,NJ:Prentice hall,1997 14 周明德.微型计算机硬件、软件及其应用.北京:清华大学出版社,1984