基于单片机的锅炉温度控制资料
基于单片机的小型开水锅炉控制系统设计
致谢
对于这次毕业论文的撰写,最需要感谢的是我的指导 老师刘老师。他在整个毕业设计过程中都给了我充分的帮
助与支持，他不仅耐心地帮我指出论文中的不足之处，而
且还对论文的改进提出了宝贵的建议，是在他对我自始自 终的指导下，我的论文设计才得以顺利完成。在次借论文 完成之际，表示由衷的感谢与敬意！还要感谢大学几年各 科老师的教导，是他们在这五年来对我的培养，使我学到
用率，大有推广应用的价值。由于该系统是针对无压热水
锅炉的设计，但如果是有压热水锅炉, 其压力控制部分也 是至关重要的。压力控制可采用机械重位式控制而无需电 子线路来控制。由于该系统工作的场合不确定，干扰信号 也不一样，在干扰较强时，系统工作不够稳定，在以后的
研究中应从系统的抗干扰方面努力，使系统实现无人值守
基于单片机的小型开水锅炉控制 系统设计
论文作者： 李浩 班 级：应教042 指导老师： 刘法治
介绍内容
选题的目的 系统设计方框图
系统操作过程 软件设计 结论 谢词
选题的目的
在我国，传统的开水锅炉控制中多以燃煤和燃油为主， 而且相当一部分还是采用人工控制或是继电接触式的控制 方式，自动化程度低，调节精度差，单靠人工操作已不能 适应当今高效、低耗、低劳动强度的要求，加上燃料燃烧 时产生大量的废气和废渣，对环境造成了严重的污染，给 人们的生产和生活也带来了巨大的危害。因此，对传统的 控制系统进行改造是适应今后发展的迫切需要。随着电力
温未达到设定值，立即回馈给系统，由系统自动调整加热
器工作状态，使水温到达设定值，满足用户需求。
软件设计
程序流程图是编写系统程序的基础，只有搞清程序流程 图的控制过程，才能编写符合控制流程的系统程序，结合 外围电路的设计，完成控制要求，以下是主程序流程图的 介绍。
基于单片机的炉温温度控制系统设计
摘要在工业生产过程中，往往需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉的温度进行检测和调节，因此需要一种合适的系统对其温度进行精确控制。
由于单片机具有低功耗、高性能、可靠性好、易于产品化等特点，因此采用单片机对温度进行控制不仅节约成本，控制方法灵活多样，并且可以达到较高的控制精度，从而能够大大提高产品的质量，因此单片机被广泛应用在中小型控制系统中。
自动控制技术尤其是温度控制技术在国内外得到广泛的应用和发展。
时滞效应始终困扰着其实际应用，为此人们发明了多种控制方法来解决时滞问题，例如比例控制方式、DDC控制方式。
本文将针对一种温度控制方式进行学习，并设计一个以AT89S52单片机为核心、利用新型集成化智能1-Wire总线数字温度传感器DS18B20实现的温度采集控制系统，同时还阐述了直接数字控制（DDC）控制算法。
本系统按照模块化程序设计思想，完成了对系统软件部分的设计，给出了各个功能模块的设计思想和流程图。
温度采集控制系统不但能够准确地进行温度数据的采样转换，稳定进行升温、恒温的控制过程，而且可以记录温度—时间对应关系，并以现今广泛使用的液晶显示器作为输出设备，使数据读取更加直观。
现场仿真表明，该系统在测试过程中工作稳定，满足设计要求。
本设计采用以8位AT89S52单片机作为系统的CPU。
使用电加热器升温，配合键盘输入，液晶显示器显示。
具有硬件结构简单、人机界面友善、管理功能健全、系统可靠性高、记录数据准确、使用维护方便等优点。
关键字：温度采集系统；单片机；DS18B20；温度控制The Design of Furnace Temperature Control System Based onSingle Chip MicrocomputerAbstractIn the industrial production process, often require various types of furnace, heat treatment furnace, reactor temperature detection and regulation, so it needs a proper system of precise control of its temperature. as low power consumption single chip, high performance, reliability, easy-to-market commodity and so on, so to control the temperature using SCM not only save on cost, control method of flexible and diverse, and can achieve higher precision, which can greatly enhance the quality of the product, so SCM is widely used in the Small control system.The automatic control technique is a temperature particularly controls technique at domestic and international get the extensive application with develop. Time postpone effect perplex always in fact on the occasion of applied, for this person invents various controls method to resolve the problem of Time postpone. This paper introduces a design of temperature data acquisition system based on single-chip AT89S52. The system collects temperature data through 1-Wire Digital Thermometer DS18B20, and the control algorithm of DDC parameters is presented.This system according to mold a design for turning procedure design toughing, completing to system software part of designs, giving each function mold piece thought with flow chart. A function temperature control system can proceed accurately the data adopts the kind converts, stabilizing the proceeding heat, the control process of the constant temperature, and can satisfy completely to the request of the system accuracy. and can show them to the operators by the way of the Liquid Crystal Display. This system used the present the usage the LCD and actions output equipments, make data kept the view more. The results of the simulation show that the system works stably and meets the expected design requirements.The temperature data acquisition and control system adoption with 8 bit AT89S52 single a machine for system CPU. The usage electricity heating apparatus heats, matching with the keyboard importation, displays with the LCD. It has simple structure, high system reliability, and the data recorded are reliable and the operation and maintenance are convenient.Key words: temperature data acquisition system; single-chip; DS18B20; temperature control目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 选题的目的和意义 (2)1.3 炉温控制的国内外研究现状及发展趋势 (2)1.4 本系统的任务和本文的主要内容 (4)2 系统总体分析与设计 (5)2.1 系统方案选择 (5)2.1.1 主控芯片单片机的选型 (5)2.1.2 温度传感器的选择 (5)2.2 系统的组成和工作原理 (6)2.3 系统主要元件介绍 (7)2.3.1 AT89S52单片机简介 (7)2.3.2 1602液晶显示器 (10)2.3.3 DS18B20数字温度传感器 (14)2.3.4 固态继电器 (18)2.4 本章小结 (19)3 硬件系统设计 (20)3.1 单片机的最小应用系统 (20)3.2 温度采集转换系统 (21)3.3 升温驱动控制系统 (22)3.4 键盘显示系统 (23)3.5 报警系统 (25)3.6 系统电源模块 (26)3.7 本章小结 (27)4 软件系统设计 (28)4.1 软件总体设计 (28)4.2 系统初始化函数 (29)4.3 控制函数 (30)4.4 读温度子程序 (31)4.5 键盘显示函数 (32)4.6 时间函数 (33)4.7 本章小结 (34)5 系统的调试与仿真 (35)5.1 软件调试 (35)5.2 硬件调试 (36)5.3 本章小结 (37)6 结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附录1 (1)附录2 (18)1 绪论1.1 课题背景及时准确地得到温度信息并对其进行适时的控制，在许多工业场合中都是重要的环节。
基于51单片机的温度控制系统设计
基于 51 单片机的水温自动控制系统引言在现代的各种工业生产中，不少地方都需要用到温度控制系统。
而智能化的控制系统成为一种发展的趋势.本文所阐述的就是一种基于 89C51 单片机的温度控制系统。
本温控系统可应用于温度范围30℃到96℃。
设计并制作一水温自动控制系统，可以在一定范围(30℃到96℃)内自动调节温度,使水温保持在一定的范围(30℃到96℃)内。
(1) 利用摹拟温度传感器检测温度,要求检测电路尽可能简单。
(2) 当液位低于某一值时,住手加热。
(3) 用 AD 转换器把采集到的摹拟温度值送入单片机。
(4) 无竞争—冒险，无颤动。
(1) 温度显示误差不超过1℃.(2) 温度显示范围为0℃—99℃。
(3) 程序部份用 PID 算法实现温度自动控制。
(4) 检测信号为电压信号。
根据设计要求和所学的专业知识，采用 AT89C51 为本系统的核心控制器件。
AT89C51 是一种带4K 字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8 位微处理器。
其引脚图如图1 所示。
显示模块主要用于显示时间，由于显示范围为0~99℃，因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件.在显示驱动电路中拟订了两种设计方案：方案一：采用静态显示的方案采用三片移位寄存器 74LS164 作为显示电路，其优点在于占用主控系统的 I/O 口少,编程简单且静态显示的内容无闪烁，但电路消耗的电流较大。
方案二：采用动态显示的方案由单片机的 I/O 口直接带数码管实现动态显示, 占用资源少，动态控制节省了驱动芯片的成本，节省了电，但编程比较复杂，亮度不如静态的好。
由于对电路的功耗要求不大，因此就在尽量节省 I/O 口线的前提下选用方案一的静态显示.图 1 AT89C51 引脚图1 温度检测：有选用 AD590 和LM35D 两种温度传感器的方案，但考虑到两者价格差距较大，而本系统中对温度要求的精度不很高，于是选用比较便宜 LM35D。
单片机控制的锅炉温控系统研究
单片机控制的锅炉温控系统研究作者：耿瑞来源：《数字技术与应用》2013年第12期摘要：热水锅炉是目前我国北方冬季的主要供暖设备，在居住生活和公共建筑中都得到了广泛使用。
它通过燃烧燃料使水温升高而供用户取暖，锅炉内流动的水的温度控制对锅炉非常重要。
本文对基于INTEL的8051单片机为控制核心的锅炉温度控制系统进行研究设计。
关键词：8051单片机热水锅炉温度采集模/数转换中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）12-0008-01随着我国经济的不断发展，资源和环境的矛盾问题日渐突出，而作为我国北方供暖的主要设备——热水锅炉能耗大、自动化控制水平不高、安全性能低。
利用先进的自动化设备和计算机控制技术组成系统来代替人工操作与控制，能够明显地提高工作效率，加强安全保障。
单片机是利用超大规模集成电路技术把CPU、随机存储器、只读存储器等各种部件集成在一块的微处理器。
从1976年INTEL研制的第一个单片机的问世，到目前单片机技术的飞速发展，现在单片机的应用已经涉及到我们生活的各个领域。
利用单片机对锅炉中的温度进行检测和控制，操作简单，灵活性高。
1 系统总体设计思路1.1 结构框图热水锅炉温度控制系统主要是由温度采集与检测、模/数转换接口电路、按键控制、LED 液晶显示、报警电路等几部分组成的。
1.2 工作原理采用INTEL的8051单片机、热电偶温度传感器、液晶显示器LCD1602等硬件设备，价格便宜，编程简单。
在工作状态下，不断采集炉温并转化为电压信号，再经过A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，读入到单片机控制中心进行数据处理，并送到液晶显示屏上显示当前所测炉温，同时与当前设定高温报警值进行比较，当炉温大于报警值随即停止加热并发出报警，当温度低于设定下限值时，进行加热处理。
由此重复实现对锅炉温度的控制。
2 硬件系统的设计与选择首先通过温度传感器测出锅炉内的温度值，并将此数值转变成电压信号，再经过采样放大器对信号进行放大，然后将此信号送入A/D转换器转换成数字信号，由此变成单片机能识别的输入信号进行数据处理。
完成版基于单片机的锅炉温度控制系统的设计
1.1课题背景及研究意义锅炉是一种热能转换设备，由锅和路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（锅筒）中不断被炉里燃料燃烧释放出来的能量加热，温度升高并产生带压蒸汽，由于水的沸点随压力的升高而升高，锅是密封的，水蒸气在里面的膨胀受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。
锅炉广泛用于生产和生活之中。
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。
目前，取暖多采用集中供暖方式。
集中供暖，一般都是按一个采暖季每平方（建筑面积）来收费的，对北方地区来说，天气比较冷，需要供暖时间长，应该集中供暖省钱。
指集中集团式供暖的一种形式。
从能源利用方面讲，集中供暖一次性投资大，运行费用高，无论是否需要，暖气始终全天供热，因楼层不同而造成温度不均，若遇到供暖偏热，居民只有开窗降温，使宝贵的能源白白浪费。
这种供暖方式从原理上而言，效率较高。
集中供暖的锅炉大多数是燃媒锅炉，锅炉燃烧时污染大，已经带来了严重的环境污染问题。
由于这些用户采用集中取暖，给个别用户带来不便的缺陷。
基于这种情况，近年来采用以天然气，液化石油气为燃料的中小型燃气锅炉具有高效、环境污染小，发热量大甚至无污染等特点，受到普遍欢迎。
尤其在国外，燃气锅炉目前已得到了普遍应用。
家用燃气锅炉常见的是套管式燃气锅炉、板换式燃气锅炉、冷凝式燃气锅炉。
随着科技的发展以及各种客观条件的具备，生活采暖用燃气锅炉的应用也必将得到进一步的发展与推广。
随着燃料不断补给，燃料充足，城市燃气管网逐步完善，燃气使用率逐步会提高。
市场经济的发展与开放，国有企业享受国家能源补贴的取消，住房逐渐私有化，供热管网费、采暖费全部由个人支付。
会有越来越多的人放弃集中供热方式而采用分散采暖方式。
而小型家用燃气锅炉的使用作为集中供暖的一个很好补充或替代它必将被越来越多的人关注和选用成为趋势。
基于单片机的供暖锅炉控制系统的设计
摘要本设计是基于单片机的水暖锅炉控制，在设计中主要有水位检测、温度检测、压力检测、按键控制、水温控制、水位控制、循环控制、压力控制、显示部分、故障报警等几部分组成来实现供暖控制。
它主要用水位传感器检测水位，用数字温度传感器DS18B20来检测水温，用五个控制按键来实现按健控制，用三位LED 显示器来完成显示部分，用变频器来控制循环泵的转速，用压力传感器检测锅炉内部压力。
并且通过模数转换把这些信号送入单片机中。
把这些信号与单片机中内部设定的值相比，以判断单片机是否需要进行相应的操作，即是否需要打开鼓风机，是否需要开启补水泵，是否需要加快循环泵的转速等操作，从而实现单片机自动控制的目的。
本文用单片机控制易于实现锅炉供暖、而且有造价低、程序易于调试、一部分出现故障不会影响其他部分的工作、维修方便等优点。
关键词：单片机（AT89C51），传感器，水位,温度，循环,自动控制BASED SCM DESIGN OF HEATING BOILER CONTROLLEDSYETEMAbstract: The systemic design bases controller of SCM water heating of a boiler, it mostly makes up of measuring water level, measuring a water temperature, controllin- g a keys-press, controlling a water temperature, controlling water level, controlling ci- rculate, controlling pressure, showing a part, giving an alarm order to realize heating controller, the design adopts Single-Chip Microcomputer to control boiler heating .It mostly uses a temperature sensor DS18B20 to measure water temperature, uses water level sensor to measure water level , uses a transducer to contr ol cycle pump’s rotate speed ,uses five keys-press to control key-press, uses three light-emitting diodes diap- lay to finish a display parts ,uses a transducer to control rotate speed of cycle pump , uses a press transducer to measure press in the boiler .It sends those signals to SCM through modulus ,and hold those signals to compare with enactment in the SCM to j- udge whether SCM need to carry through relevant operation namely ,whether it needs to open a fan ,whether it needs to turn on a water pump ,whether it needs to quicken rotate speed of a cycle pump and so on . Consequently, it finishes an aim of SCM au- to-controller. The design makes use of the SCM to control a boiler that is easy to rea- lize boiler heating, it is cheap to manufacture, it is easy to debug its procedure. When a part is in trouble, it does not infect others and it is convenience to mend, it is widely to use many of areas.Keywords: Single-Chip Microcomputer, transducer, water level, water temperature, Auto-control1 绪论传统的控制方式不能进行远距离的集中控制，自动化程度低，调节精度差等缺点，并且单靠人工操作已不能适应社会发展的需要，控制系统改造的必要性随着科学技术的发展不断进步。
基于单片机的电加热炉温度控制系统设计
基于单片机的电加热炉温度控制系统设计一、概述电加热炉温度控制系统是一种常见的自动化控制系统。
它通过控制加热元件的加热功率来维持加热炉内的温度，从而实现对加热过程的精确控制。
本文将介绍一种基于单片机的电加热炉温度控制系统的设计。
二、系统设计1. 硬件设计本系统采用单片机作为控制核心，传感器检测加热炉内的温度，并将数据反馈给单片机进行处理。
通过触摸屏交互界面，用户可以设定希望维持的温度值，单片机将控制加热元件的加热功率，以实现温度的稳定控制。
2. 软件设计单片机程序主要分为三个部分：（1）传感器数据采集和处理，通过定时器进行数据的采样，然后通过计算分析实现温度值的读取。
（2）温度控制，设定一个目标温度值后，单片机通过PID算法来控制加热元件的加热功率，保持温度的稳定。
（3）交互界面的设计，实现用户与系统的交互，包括设定目标温度值和实时温度显示等。
三、系统优势相对于传统的手动控制方式，本系统具有以下优势：（1）精度高，通过PID算法，可以实现对温度的精确控制，大大提高了生产效率。
（2）舒适度高，传统的手动控制方式需要人员长时间待在生产车间，而本系统的自动化控制方式，可以让人员远离高温环境。
（3）可靠性高，系统精度高，响应迅速，可以有效减少因为控制失误带来的损失。
四、结论本系统的设计基于单片机实现电加热炉温度的精确控制。
相对于传统的手动控制方式，具有精度高、舒适度高和可靠性高等优势。
在未来的生产过程中，随着物联网的发展，本系统也可以进行联网控制，实现对设备的远程控制和监控，提高设备的效率和安全性。
基于单片机的供暖锅炉控制系统设计
选题的目的意义
随着社会经济的飞速发展，人们生活水平的不断 提高，对城市生活供暖的数量和质量提出的要求越来 越高。由于传统的控制方式调节精度差，自动化程度 低，系统稳定性差，锅炉运行耗能大，并且存在安全 隐患等缺点，对现代锅炉运行方式有待于长足改进。 本系统以单片机模块为核心，通过实时采集环境温 度、锅炉出水温度、炉膛压力等信号，通过单片机内 部程序运算，实现对中小型锅炉运行的自动控制。通 过微机实现燃烧与给水系统的自动控制与调节，将保 证锅炉正常供气供暖，维持稳定系统，保证安全经济 运行，具有较高的实用价值和优越性。
1 2 3 1 2 3
GND
水位控制电路
当水位到达某一光敏三极管的位置时，其输出端口就向单片 机输出高电平；当水位低于此光敏三极管的位置时，其输出端口就 向单片机输出低电平，从而通过程序设定控制补水泵动作。单片机 输出控制端P2.3和P0.4分别接继电器KM3和KM4线圈，继电器触 点的动作受单片机控制，从而对变频器和补水泵形成自动控制。补 水泵运行方式将在后面介绍。
40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
电气控制电路
循环泵和补水泵分别由两台电机循环拖动，循环泵1和补水 泵1工作在变频状态，当它们运行出错时由M2和M4代替其工作。 对于循环泵1，当KM1接通X1端，变频器1输出频率从下限频率到 上限频率逐渐增加（上下限频率根据环境温度由用户通过面板设 定）。同理当环境温度超过单片机内部所设上限时，KM1断开、 KM2接通，频率逐渐下降。对于补水泵1，工作在正转加速和停止 状态，运行状态是根据锅炉水位的变化而变换的，由单片机来设定。
基于单片机的温度控制系统设计
基于单片机的温度控制系统设计温度控制系统是指通过对温度进行监控和控制，使温度维持在设定的范围内的一种系统。
单片机作为电子技术中的一种集成电路，具有控制灵活、精度高、反应迅速等优点，被广泛应用于温度控制系统。
一、系统硬件设计1.温度传感器：温度传感器是温度控制系统中的核心设备之一。
通过对环境温度的监测，将实时采集到的温度值传到单片机进行处理。
目前主要的温度传感器有热敏电阻、热电偶、晶体温度计等。
其中热敏电阻价格低廉、精度高，使用较为广泛。
2.单片机：单片机作为温度控制系统的基本控制模块，要求其具有高速、大容量、低功耗、稳定性强的特点。
常用单片机有STM32、AVR、PIC等，其中STM32具有性能优良、易于上手、接口丰富的优点。
3.继电器：温度控制系统中的继电器用于控制电源开关，当温度超出设定范围时，继电器将给单片机发送一个信号，单片机再通过控制继电器使得温度回到正常范围内。
4.数码管：数码管用于显示实时采集到的温度值。
在实际开发中，可以采用多位数码管来显示多个温度值，提高温度控制的精度性和准确性。
二、程序设计1.程序框架：程序框架最关键是实时采集环境温度，然后判断当前温度是否超出正常范围，若超出则控制继电器将电源关断，实现温度控制。
程序框架可参考以下流程：2.温度采集：采用热敏电阻作为温度传感器，利用AD转换实现数字化。
然后通过查表法或算法将AD值转化为环境温度值。
3.温度控制：将温度设定值与实时采集到的温度进行比较，若温度超出设定值范围，则控制继电器实现自动关断。
4.数码管控制：实时显示温度传感器采集到的温度值。
三、系统调试和性能测试1.系统调试：对系统进行硬件电路的检测和单片机程序的调试，确保系统各部分正常工作。
2.性能测试：利用实验室常温环境，将温度传感器置于不同的温度环境，测试系统的温度控制精度、反应速度和稳定性等性能指标。
在此基础上对系统进行优化，提高控制精度和稳定性。
四、总结基于单片机的温度控制系统通过对环境温度的实时监测和控制，实现自动化温度调节。
基于单片机的锅炉自动控制系统
基于单片机的锅炉自动控制系统范子阳机教011班摘要：本文介绍一种新型单片机控制的锅炉采暖自动系统的组成，工作原理及特点。
对改造旧锅炉，提高自动化水平提供了一种有效的方法。
关键字：锅炉；自动控制系统；单片机Abstract：Automatic control system is important guarantee for run of boiler . The composition and work principle and characteristics of thermal auto-regulating system for boiler are introduced in paper which offers an effective method for modification on old boiler and for heat efficiency and coal saving.Keywords:boiler；auto-regulating system；single board computer.1 引言热水锅炉是目前广泛应用于居民住宅采暖的供热设备之一。
供热系统示意图如图１所示。
其工作原理是，热水锅炉将水进行加热，当水温达到要求时，启动循环水泵将供热管道的水进行加压循环，从而使住宅内的散热器升温达到采暖的目的。
图 1 供热系统示意图在供热期间，由于供热管道有一定的水量损失，为保证供热质量，必须通过补水泵对锅炉进行补水。
补水的原则是：在设备和管道承压能力下保证系统水不汽化。
传统的热水锅炉供热系统中，循环泵的启动和停止有由人工操作，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。
这种补水控制有如下缺点：（１）补水泵频繁启动和停止。
基于单片机的锅炉三冲量控制器设计
基于单片机的锅炉三冲量控制器设计随着社会和经济的发展，锅炉作为一种重要的能源设备，已经广泛应用于生产和生活。
锅炉不仅对于环境和人民的生命财产安全具有重要的意义，而且资源利用和能源节约也是锅炉应用的重要方面。
随着科技的不断发展，单片机的应用越来越广泛，因此单片机控制也逐渐应用于锅炉控制系统中。
本文将围绕单片机的锅炉三冲量控制器设计展开讨论。
一、锅炉控制系统的基本结构控制系统包括传感器、执行机构、单片机等部件。
一般情况下，锅炉控制系统由以下部分组成：1.测量部分：热力检测、压力检测、流量检测、水位检测等传感器。
2.执行部分：泵、调节阀、燃烧器等执行机构。
3.控制部分：计算机、单片机、PLC等控制器。
在锅炉控制系统中，单片机的应用是在控制部分，通过采集测量部分的信号，控制执行部分的动作。
二、锅炉三冲量控制器的设计原理锅炉三冲量控制器的设计主要涉及到三个参数：给水温度、回水温度和锅炉水位。
其中，给水温度和回水温度用于调节锅炉水温，锅炉水位是锅炉正常运行的重要指标。
单片机的作用是根据这三个参数控制执行机构的动作，即泵和调节阀。
单片机控制器的设计一般包括以下几个部分：1.测量部分：通过温度传感器和水位传感器测量锅炉给水温度、回水温度和水位。
2.控制部分：单片机通过计算测量数据，确定泵和调节阀的开度，以调节给水温度、回水温度和锅炉水位。
3.执行部分：泵和调节阀执行机构控制流量和热量的调节。
三、锅炉三冲量控制器的具体实现方案锅炉的三冲量控制器设计是一个较为复杂的工程，需要根据实际情况制定相应的实现方案。
下面介绍一种基于单片机的锅炉三冲量控制器设计方案：1.控制器的电路设计单片机控制器的电路设计应该包括稳压电源、单片机的时钟电路、AD转换电路、电源过滤电路、传感器的驱动电路等。
2.测量部分的设计温度传感器：采用常见的PT100或NTC热敏电阻作为锅炉的温度传感器。
热敏电阻测量的原理是利用温度对电阻的影响，即随着温度的升高，电阻值随之变化。
基于单片机的温度控制
课题：基于单片机的温度控制
指导老师：肖利君
姓名：张恒詝
班级：07级应用电子班
学号：04207111
株洲师范高等专科学校物理与电子工程系毕业论文
基于单片机的温度控制
姓名：张恒詝
指导老师：肖利君
专业：应用电子技术
班级：07级应用电子班
学号：04207111
时间：2010-3-5至2010-6-8
P1口：P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号校验期间，P1接收低8位地址。表3.1为P1用于ISP编程）
P1.6
MISO（用于ISP编程）
P1.7
SCK（用于ISP编程）
表3.1 P1口第二功能
P2口：P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流I。在访问８位地址的外部数据存储器（如执行：MOVX @Ri 指令）时，P2口线上的内（也即特殊功能寄存器，在整个访问期间不改变。Flash 编程或校验时，P2也接收高位地址和其它控制信号。）
关键词：AT89S51单片机 DS18B20温度芯片温度控制 串口通讯
Abstract
This design take at89S51 monolithic integrated circuit as core temperature control system's principle of work and design method. The temperature signal by the temperature chip DS18B20 gathering, and transmits by digital signal's way for the monolithic integrated circuit. In the article introduced this control system's hardware part, including: Temperature examination electric circuit, temperature-control circuit, PC machine and monolithic integrated circuit serial port communication channel and some interface circuit. The monolithic integrated circuit through carries on corresponding processing to the signal, thus realizes the temperature control goal. In the article also emphatically introduced the software design part, uses the modular structure in here, the main module includes: Nixietube display sequence, keyboard scanning and pressed key disposal procedure, temperature signal processing procedure, black-white control procedure.
基于单片机控制的电锅炉温度控制系统的设计
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资少 、 占地 面积小 、 操作 方便 、 热效率 高 、 能量 转 化率 高等优 点 。近年 来 ， 电锅 炉 已成 为 供 热采 暖 的 主要 设备 。 锅 炉控 制作 为 过程 控 制 的 一 个 典 型 ， 态 特性 动
潍坊
２１６ ） ６ Ｏ １
摘 要 ： 计 了以 Ｐ Ｃ ６ ８ ７ 单 片机 为 实现 了温度 的采 集与控 制 、 超
限报警 等各 种功 能 。在 进行硬 件 电路设 计 的 同时， 进行 了相 应软件 设计 。 也 关键 词 ： 温度 控制 ； 片机 ； 单 电锅 炉 中图分 类号 ： Ｐ ７ Ｔ ２３ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ：６ １ ２ ８ ２ ０ ）６ Ｏ ８ ４ １ ７ —４ ８ （０ ８ Ｏ 一ｏ ２ 一Ｏ
ＰＣ ６ ８ ７ 设计 如 图 １ 示 。整个控 制 系统 由 Ｃ Ｕ 主板 、 所 Ｐ 控制 利 。在 接 口 和外 设 方 面 ， Ｉ １ Ｆ ７ Ａ 单 片 机 同 样
Ｐ ｒＡ、 ｏｔ Ｂ和 Ｐ ｒ 三组 Ｉ０ 接 口为 ０ｔ Ｃ ／ 面板等 组 成 ， Ｍｉ ０ ｈｐ公 司 的 ８位 嵌 入 式 微 控 性 能 出众 ， ｏｔ Ｐ ｒ 以 ｃ ｃｉ ｒ
Ｉ 最 制方 法 。采用这 些 控 制 方法 的系 统 稳 定性 不 好 ， 超 ＲＳＣ指令 系统 和 哈佛 总线 结 构 ， 高运行 的 时钟 频 ｏ ， Ｋ×１ ４位 Ｆａｈ程 序 存 储 ｌｓ 调量 大 ， 同时对外 界环 境变 化响应 慢 ， 实时 性差 。另 率 可达 ２ ＭＨｚ集 成 了 ４ ９ 并 ３个 中断 源 ， 可 外 ， 繁的 开关切 换对 电 网产生很 大 的冲击 ， 低 了 器 和 １ ２字节 数据 存 储 器 ， 拥 有 １ 频 降 系统 的经济 效益 ， 减少 了锅 炉 的使 用年 限 。 因此 ， 研 以 完 全 满 足 本 系 统 的 需 要 。 更 重 要 的 是 ， Ｉ １Ｆ ７Ａ ２ Ｅ — 究 一种 最佳 的 电锅 炉 控 制方 法 ， 提 高 系 统 的经 济 Ｐ Ｃ ６ ８ ７ 单 片 机 内 部 集 成 了 １ ８字 节 Ｅ Ｐ 对 ＲＯＭ， 用类 似 于 间接 寻 址 的方 式 进 行存 取 ， 用 采 使 性 、 定性 具有重 要 的意义 。 稳 １ 系统总 体方 案设计 十 分方便 。因 为 Ｅ Ｐ ＯＭ 具 有 非 易 失 性 ， 以预 Ｅ Ｒ 所 电锅炉 温度 控 制为 闭环 工 作 状 态 ， 过 分 析 电 设 温度 和各整 定参 数等可 以可 靠地保 存 在其 中 而不 通 为 锅炉供 暖 系统对 控 制 器 的要 求 ， 电锅 炉 总 体方 案 受 系统 复位 的影 响 ， 软 硬件 的设 计 带来 很 大 的便 对
基于单片机的温度控制系统设计
目录摘要 (1)第一章前言 (3)1.1课题背景与意义 (3)1.2温度控制系统的应用 (3)第二章系统方案 (5)2。
1水温控制系统设计任务和要求 (5)2.2水温控制系统部分 (5)2。
3控制方式 (7)第三章系统硬件设计 (8)3。
1总体设计框图及说明 (8)3.2外部电路设计 (8)3。
3 单片机系统电路设计 (9)第四章结论 (1)参考文献 (21)基于单片机的水温控制系统【摘要】温度是工业控制对象主要被控参数之一,在温度控制中，由于受到温度被控对象特性（如惯性大、滞后大、非线性等）的影响，使得控制性能难以提高,有些工艺过程其温度控制的好坏直接影响着产品的质量，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。
为了实现高精度的水温测量和控制，本文介绍了一种以Atmel公司的低功耗高性能CMOS单片机为核心,以PID算法控制以及PID参数整定相结合的控制方法来实现的水温控制系统，其硬件电路还包括温度采集、温度控制、温度显示、键盘输入以及RS232接口等电路。
该系统可实现对温度的测量，并能根据设定值对温度进行调节，实现控温的目的。
【关键词】单片机AT89C51；温度控制;温度传感器PT1000；PID调节算法第一章前言1.1课题背景与意义在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制.采用MCS-51单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。
目前,温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同国外的日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距.现在，我国在这方面总体技术水平处于20世纪80年代中后期水平。
基于单片机的小型家用燃气锅炉控制系统设计
基于单片机的小型家用燃气锅炉控制系统设计电子信息工程专业陈希指导老师虞粉英摘要本文介绍了以AT89C51单片机为控制核心开发的小型家用燃气锅炉系统的设计与实现。
用温度传感器及A/D转换器采集实际温度,从时钟芯片读取时间，经过单片机分析处理后送至LCD显示器显示,并将温度值送入单片机,与此同时通过实际温度与设定温度的差值来判断加热炉是否加热,若实际温度小于设定遍度则加热；通过当前时间与设定时间是否相同来判断LED灯的点亮与否，若到达设定时间, 则点亮LED灯报警。
文章介绍该系统的硬件电路图和软件流程图。
关键词燃气锅炉单片机控制1绪论口前，我国居民住宅取暖基本上都是釆用集中供暖方式。
虽然集中供暖方式从原理上讲，能源利用率高，具有较高的经济性，但是这种方式大多数是使用燃煤锅炉，会带来严重的环境污染问题。
近儿年来以天然气为燃料的燃气锅炉倍受人们喜爱。
燃气锅炉具有效率高、环境污染小等特点。
LI前市场上的店铺所销售的家用小型燃气锅炉大多是进口或合资生产的，价格基本在一万元以上，不利于推广使用。
于此同时，目前研究开发燃气锅炉控制器的单位比较少，只有江西九江交通电器厂、上海杜比公司、天津大学无线电厂等儿家。
因此，研究开发一种不但价格低廉而且安全可靠的智能型家用小型燃气锅炉具有一定的科学价值与现实意义。
2硬件电路设计小型家用燃气锅炉控制系统山温度采集模块，A/D转换模块，单片机，时钟模块, LCD显示模块，键盘输入模块以及输出通道模块组成。
单片机根据转换电路输出的数字温度信息给出控制信号，通过控制调节阀来控制燃烧器的进气量及炉火大小，从而完成对室温的调节即锅炉水温的调节。
单片机还可以通过时钟芯片来实现对当前时间的显示和改写。
锅炉控制系统的总体框图如图2.1所示。
图2.1锅炉控制系统的总体框图2.1温度采集模块AD590是电流输出型的温度传感器，测温范围为一55弋〜150。
电源电压范围 为4V 〜30V 。
电源电压可在4V 〜6V 范围变化，电流变化1mA,相当于温度变化1K 。
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1 引言随着工业技术的不断发展，温度控制在国民经济和生活中的作用显著提升。
在工业生产的过程当中，有很多极为重要的被控参数，温度即是其中最重要的参数之一，在众多的工业生产中，所需温度的控制效果直接影响到锅炉以及工作人员的安全，还直接的影响到工艺生产产品的质量。
在不同的生产过程当中，由于所需温度的不同、控制所需的精度也不同，则采用的测控元器件元件、温度控制方法也将有所不同，随着科学技术的不断地发展，温度控制系统技术得到了巨大的发展，自动控制技术越来越显示出其优越性。
当今社会中伴随着集成电路技术的不断的发展，单片机的种类不断地增多，功能也不断的增强，涌现除了大量的高性能的单片机。
单片机在工业生产中自动化和测控领域中的应用不断增加，因为单片机有许多显著的优点，如今的单片机不仅功能强大，而且体积越来越小，开发周期也越来越短，在各行各业在温度控制系统中起到无法替代的核心作用的就是各种各样的单片机。
在工业生产中很多地方温度控制系统中都运用到了电阻加热的原理，例如钢铁厂用于融化金属的电阻炉、电热锅炉等。
鉴于温度控制在各行各业的生产过程中的重要性，以及单片机技术的不断发展和众多的优越性。
根据以上这些思想本文设计一种工业锅炉的温度控制系统，这种锅炉温度控制系统系统在当今工业生产过程中具有非常重要的意义。
1．1 论文研究的背景和意义锅炉是一种重要的能量转换设备,随着工业的不断发展，锅炉在各行各业当中的应用也显著增加，锅炉在运行时可以将电能、化学能等能量形式转化成有热量的蒸汽、高温液体等,通过复杂的物理化学变化以及一系列能量的传输过程实现锅炉的正常运转。
在实际的生产过程当中温度控制系统的运行具有很大的难度，究其原因就是因为温度控制系统是一个具有多变、时变以及非线性变化的复杂系统,因此在实际的生产过程中选择适合的温度控制锅炉的方法很重要,当通过温度控制系统能够是锅炉稳定运行时，不仅仅对锅炉的稳定性有极大的提高，而且也极大地提高了工作人员的安全性，具有十分重大的意义。
锅炉运行温度的控制直接关系到锅炉的生产效率、性能指标,同时锅炉以及工作人的安全性产生了巨大的影响。
过高或过低的工业锅炉温度,不仅仅对锅炉和工作人员安全性造成影响，还对锅炉的稳定性造成影响，压力不符合标准,导致系统不稳定甚至锅炉的损坏和事故的发生，此外，还会影响到生产产品的质量。
虽然锅炉的温度控制系统有了很大的进步，但是时至今日仍然存在许多的难题，由于实际生产过程当中的锅炉温度控制系统中存在时变性,多变量,大滞后,非线性等特点,参数具有不确定性和时变性,在现实生活中很难建立起精确的数学模型,而能够精确的控制锅炉温度对锅炉的稳定性,安全性以及节能环保具有相当重要的意义。
锅炉发展的历史久远,应用十分广泛,发展至今种类繁多,广泛应用于社会生活当中各个工业生产以及生活的各个领域,由于我国工业发展滞后于发达国家，虽然锅炉温度控制系统的研究在我国起步很晚，但是发展迅猛,并且部分产品的技术性能已经达到国际相近水平,尽管如此,国内大部分的锅炉的温度控制系统的成熟度不够高，大部分的锅炉温度控制系统还停留在比较落后的阶段，自动化程度较低,只能通过手动控制来改变仪器仪表，只有部分产品采用先进的控制系统,锅炉的效益基本都不高,要想达到国外县先进水平，国内的研究水平还要加大力度。
因此,为了提高国内锅炉温度控制系统的信息化、自动化以及节能减排，加强对锅炉温度控制系统的研究具有十分重要的意义。
1．2 锅炉温度控制技术的发展状况随着科技的不断发展，国内各行业不断兴起，国内各行各业在锅炉温度控制技术方面需求越来越大,温度控制系统的应用的领域日渐增多，但国内总体发展水平仍然低于西方工业生产技术发达的先进国家。
目前, 我国还十分的落后于发达国家，在这方面总体技术水平处于相对来说很落后的时代, 在国内的温度控制系统技术相对成熟产品主要常规的PID 控制器和以“点位”控制为主。
国内的这些产品在控制比较复杂的大规模温度系统控制有很大的困难，只能适应与一般温度系统控制。
对于那些能够用于较高场合的智能化自动控制器以及自动控制仪表来看，国内的技术还明显的低于发达国家，然而在国外已经有了许多成熟的产品，能够自定义各个参数，并形成了商业化的仪表。
由于国内对于锅炉温度控制系统技术的滞后，经常需要工作人员根据实际经验去设定参数，根据目前国内的温度控制方面的技术来看还不能开发出技术相对完善可靠的自整定软件。
随着科学技术的不断的发展,国外的技术也在不断地提高，美国、德国等发达国家在温度控制系统方面都取得了十分显著的成果，这些巨大的成果主要体现在控制系统的智能化、自动化、参数自整定等方面，已经生产出了一批高性能、商业化的温度控制系统, 这些系统被用在实际生产生活中的各个领域。
它们主要具有如下的特点:一、是它们能够应用于各种复杂的工业控制过程当中具有大滞后以及惯性很大的温度控制系统的控制;二、是它们能够建立一些特殊的温度控制系统，而这些温度控制系统是很难在现实生活当中用来试验的，因为这些系统很难通过数学模型建立。
三、是它们能够适应于一些工业温度控制系统中，这些受控的温度控制系统工作过程参数是不断变化的;四、是在现代大部分工业生产过程当中所应用的温度控制系统采用了大量的先进科学技术以此来适应与广大的工业生产过程，例如自动控制、自动检测、模糊控制等理论及微机技术, 控制方面采取了先进的算法;五、是温度控制系统中的仪器仪表具有参数自整定功能。
有的还具有自学习功能,能够根据历史经验及控制对象的变化情况, 可以实时的自动调整相关仪器仪表的控制参数, 以此来达到温度控制系统最合理控制;六、是它们具有很多突出的特点，这些突出的特点包含了控制精度高、性价比高等。
如今的仪器仪表都在向着更高性、更完善能的方向发展。
1．3 本课题研究的主要内容本设计主要利用单片机技术、采集温度、温度的执行等知识制作一个工业锅炉的温度控制系统。
本设计涉及了计算机、电子、通信以及软件学等相关专业的知识，所涉及到的专业知识比较广泛。
此次设计中要求可以实时监测并显示当前温度，可以实现温度的升高和降低，当超限后可以实现报警，温度控制设定波动范围小于±5%，测量精度小于±5%，控制精度小于±2%。
a 收集资料，研究并设计出总体方案。
b 根据方案和设计要求完成工业锅炉温度控制系统的模型并确定各部分参数。
c 根据方案和设计要求设计出工业锅炉温度控制系统硬件电路中所包含的各个模块。
d 根据流程图进行程序编写，并对各模块进行编程、调试，再对整体系统进行调试。
2 系统分析及总体设计方案随着社会的不断进步以及科学技术的不断发展工业生产技术越来越完善。
在工业生产过程当中有很多的控制因素，其中温度控制技术对工业锅炉的影响最大。
在如今的工业生产过程当中温度控制系统主要作用是使锅炉温度保持在一定范围之内，在保证锅炉设备正常工作情况的同时，提高生产效率。
本系统主要主要包含七大板块：AT89S51单片机、温度采集电路、显示电路、键盘输入电路、电源模块、报警电路和温度控制电路组成。
在设计中首先通过传感器对周围的环境温度实时监测，根据设计需要达到的指标本设计采用了检测精度很高的AD590传感器，由于采集到的温度信号太低单片机无法直接识别，所以需要放大后在传递给单片机，采集到的温度通过超低温漂移高精度运算放大器OP07将信号进行放大，当采集到的信号放大到足够大，这些将信号传送到12位的AD574A转换器进行转换，从而实现锅炉温度的自动检测功能,并且实时显示当前锅炉内准确温度以及越限报警。
最终的环节是控制部分，本系统控制部分采用PID算法,由于锅炉内的温度是通过调节电阻炉来调节的，只有通过调节双向可控硅的通段时间才可以调节电阻炉的功率，而双向可控硅是通过实时更新PWM控制参数实现的将采集到的炉内温度和设定值进行比较，通过PID算法对偏差进行计算以此来实时更新PWM控制输出参数,来实时的调整锅炉温度。
系统设计技术指标：（1）温度控制设定波动范围小于±5%，测量精度小于±5%，控制精度小于±2%；（2）能够实时显示当前温度值；（3）能够实现升温和降温的功能；（4）按键控制：设置五个主要功能键，包含了运行键、复位键、功能转换键、加一键和减一键；（5）超过设定温度值或低于设定温度值进行越限报警。
本设计中温度控制系统硬件主要包含以下七大模块：单片机的最小系统、温度采集电路、显示电路、键盘输入电路、电源模块、报警电路和温度控制电路等。
系统结构图如图：3系统硬件设计本设计的温度控制系统的硬件主要包括以下七大模块：单片机的最小系统、温度采集电路、显示电路、键盘输入电路、电源模块、报警电路和温度控制电路等。
3．1 AT89S51单片机的最小系统在本设计的工业锅炉的温度控制系统中，根据系统的功能需求与学习过程中所学到的8051单片机的情况，所以选定MCS-51系统中的AT89S51单片机。
单片机AT89S51是MCS-51系列单片机当中最为先进的单片机之一，是一个功率消耗更低、性能更强、体积更小的8位CMOS单片机，是ATMEL公司继AT889C5X系列之后推出的新机型之一。
，在时钟频率以及运算速度上有了较大的提高。
AT89S51芯片在市场上得价格更加便宜，适合于大批量的应用于各行各业的控制系统中。
以下是对单片机AT89S51功能的简单介绍：AT89S51单片机具有很多的功能：单片机中含有4k字节的Flash程序存储器，如果片内的程序存储容量不够，片外最多可外扩之64KB。
片内具有5个中断源，2级中断优先权。
单片机中含有128字节内部RAM，片外最多可扩至64KB。
每片单片机中都含有4个8位可编程并行I/O口，片内含有两个16位定时/计数器，具有4种工作方式。
一个全双工串行通信口，具有4中工作方式。
还增加了看门狗定时器（WDT）。
同时，AT89S51共包含了26个特殊功能寄存器，用于CPU对片内各功能部件进行管理、控制和监事。
引脚功能说明：Vcc：电源电压GND：接地P0引脚口：8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。
作为输出口用时，每位能驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写‘1’可作为高阻抗输入端用。
在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址(低8位)和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。
P1引脚口：8位准双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。
对端口写‘1’，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。
P2引脚口: 8位准双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。
对端口写‘1’，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(In)。