基于单片机的锅炉温度控制
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。
锅炉温度51单片机的控制系统
计算机控制课程设计论文论文题目：锅炉温度51单片机的控制系统目录摘要---------------------------------------------------------------------------------------------3 一：引言---------------------------------------------------------------------------------------4 二：设计原理及仿真------------------------------------------------------------------------5 三：硬件电路---------------------------------------------------------------------------------6 3-1 微控制器AT89S52--------------------------------------------------------------7 3-2 晶振电路----------------------------------------------------------------------------7 3-3 复位电路----------------------------------------------------------------------------8 3-4 DS18B20芯片---------------------------------------------------------------------8 3-5 液晶显示器------------------------------------------------------------------------10 3-6控制电路----------------------------------------------------------------------------11 3-7 其他的硬件设备------------------------------------------------------------------11 四：软件设计-------------------------------------------------------------------------------12 4-1 锅炉温度控制系统结构框图---------------------------------------------------12 4-2 编程主要思想---------------------------------------------------------------------12 4-3 程序流程图------------------------------------------------------------------------13 五：结语--------------------------------------------------------------------------------------14 参考文献---------------------------------------------------------------------------------------14摘要锅炉是工业生产中不可缺少的设备，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业，而锅炉对温度的控制也是有很高的要求在日常的生活中。
基于单片机的锅炉温度水位控制系统设计
目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)1 绪论 (2)1.1 电热锅炉的应用背景及其控制理论的发展 (2)1.2 本文的设计指标 (3)2 硬件电路设计 (4)2.1 系统方案概述 (4)2.2温度检测元件DS18B20 (5)2.3 显示模块设计 (7)2.4 键盘模块设计 (8)2.4.1 键盘工作原理 (8)2.4.2 键盘识别方法 (9)2.4.3 键盘工作方式 (9)2.5 指示及报警电路 (10)2.6 功率驱动电路 (11)2.6.1 固态继电器简介 (11)2.6.2 功率驱动电路设计 (11)2.7 水位检测及控制电路 (12)2.7.1 水位检测电路 (12)2.7.2 水位控制电路 (13)2.8电源电路 (13)2.9 单片机选型及简介 (14)3 软件的设计 (17)3.1 系统软件总体概述 (17)3.2 主程序 (18)3.3 T0中断服务子程序 (20)3.3.1 中断系统简介 (20)3.3.2 T0中断服务程序的编写 (22)3.4 键盘中断服务子程序 (22)3.5 PID运算设计 (24)3.6 其他子程序介绍 (26)3.6.1 显示子程序 (26)3.6.2 DS18B20相关子程序 (27)3.6.3 PID输出转换程序 (28)4 系统的仿真 (28)4.1 PID参数整定方法 (29)4.2 系统仿真结果 (30)5 结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录1 (35)附录2 (36)电热锅炉温度水位控制系统设计摘要：在冶金、化工、机械等各类工业控制中，电热锅炉都得到了广泛应用。
它具有环保、高效、体积小等优点。
因此对电热锅炉控制系统的研究就显得十分有必要。
本文介绍了以AT89S51单片机为核心的温度和液位控制系统的工作原理和设计方法。
温度信号由温度芯片DS18B20采集，以数字信号的形式传送给单片机；水位信号由电接点水位计采集，以开关量形式传送给单片机。
基于单片机的锅炉温度水位控制系统设计讲解
基于单片机的锅炉温度水位控制系统设计讲解锅炉温度水位控制系统是一种常见的自动控制系统，通过监测锅炉的温度和水位，控制供应给锅炉的燃料或冷却水的流量，以维持锅炉的稳定运行。
在本文中，我将详细讲解基于单片机的锅炉温度水位控制系统设计。
首先，我们需要了解整个系统的基本结构。
该系统由传感器、单片机、执行机构和显示器组成。
传感器负责监测锅炉的温度和水位，并将信号传输给单片机。
单片机根据接收到的信号，通过调节执行机构控制燃料或冷却水的流量，以维持锅炉的温度和水位在设定的范围内。
系统通过显示器实时显示锅炉的温度和水位信息。
接下来，我们讲解系统的硬件设计。
首先，选取适合的温度和水位传感器。
温度传感器可选择热敏电阻或热电偶，这些传感器的输出信号与温度成正比。
水位传感器可选择浮子式或电极式传感器，这些传感器根据液位的变化产生不同的电信号。
接下来是单片机的选择。
由于单片机需要进行模拟信号的采集和数字信号的处理，我们需要选择具备这些功能的单片机。
例如，常见的AVR系列和PIC系列单片机都具备这些功能。
然后，我们进行编程设计。
编程设计主要包括信号的采集和处理、控制算法以及与执行机构的通信。
首先，单片机需要通过ADC模块采集传感器的模拟信号，并进行数字信号处理。
然后，通过控制算法计算控制量，根据控制目标调节执行机构的控制量。
最后，通过与执行机构的通信，控制燃料或冷却水的流量。
在编程设计中，需要考虑温度和水位的检测范围、设定范围以及控制目标。
根据具体的控制需求，可以采用比例控制、积分控制、微分控制或PID控制等控制算法。
在硬件电路设计中，还需要为单片机提供稳定可靠的电源，通过适当的滤波和隔离电路，保证传感器的信号质量。
最后，还需要设计一个合适的显示器，以便实时显示锅炉的温度和水位信息。
可以选择液晶显示器或数码管进行显示。
通过以上的设计，基于单片机的锅炉温度水位控制系统可以实现锅炉的自动稳定运行。
系统可以根据锅炉的温度和水位变化实时调节燃料或冷却水的流量，避免温度过高或水位过低对锅炉造成的损坏。
基于单片机的锅炉温度水位控制系统设计讲解
0 .1 u
+ 5V
R3 4 .7 K
R6 4 .7 K
R9 4 .7 K
R11 4 .7 K
2 CZRU2 2 CZRU2
电极 电极 电极 电极 电极
R22 5 .1 /2 W
L78 0 5 CV
3 5V
Vin
Vo ut
2
+ 5V
GND 1
J 12 VAC
D5
D7
A
1
2 CZRU2 2 CZRU2
2 1
3
4
5
8 7 6
2 1
3
4
5
8 7 6
2 1
3
4
5
8 7 6
R ES1
R ESP AC K1 2 00 * 8
R ESP AC K2 2 00 * 8
R ESP AC K3 2 00 * 8
R ESP AC K4 2 00 * 8
+ 5V
+ 5V
U5
1
+
U4
~
3
C4 0 .1 μ
接2 20 V交流电
a
DPY
ee c f d dp
g
b
a
DPY
1 2 3 4 P1. 4 5 P1. 5 6 P1. 6 7 P1. 7 8
P1. 0 P1. 1 P1. 2 P1. 3 P1. 4 P1. 5 /MOSI P1. 6 /MISO P1. 7 /SCK
P0. 0 P0. 1 P0. 2 P0. 3 P0. 4 P0. 5 P0. 6 P0. 7
热而烧毁，只是不能正常工作而已。
交流电机的负荷分配
系统的硬件设计
基于单片机的锅炉温度控制系统的设计
摘要在对当前采暖需求情况广泛调查的基础上，结合工程实际需要，针对小型家用燃气锅炉的特点，研制开发了基于MCS-51单片机的小型家用燃气锅炉温度控制系统，旨在使用燃煤锅炉集中采暖时所遇到的锅炉温度不易控制，改进家庭采暖的控制方式，提高采暖的经济性。
利用Protel99se电路设计软件，对智能控制器的电源电路、复位电路、时钟电路、报警电路、LCD液晶显示电路以及控制器的核心—温度采集电路进行了设计。
电源采用三端集成稳压器W7800 (W7900)系列元件7805,交流220 v电压转换为单片机所需要的5V电压；利用AT89S51作为控制器的核心器件；利用集成电路温度传感器DS18B20测量锅炉水温;将测量的水温与设定值比较，单片机另外使用LCD液晶显示器显示水位的上下限值、当前水位、预先设定的温度报警值和当前采集的温度值。
当温度超过设定的报警温度值，系统会发出报警声音，同时关闭锅炉燃烧器。
等待温度降到下限值，这时就可以重新锅炉燃烧器通电，继续加温，如此反复监控温度。
这样就可以节约能源，提高能源的使用率。
针对系统的要求和特点，在上述硬件电路及实现方法的基础上，利用汇编语言，设计了基于单片机的锅炉温度控制系统。
控制软件主要包括温度和温度采集子程序、水位控制程序、键盘扫描子程序和LCD 液晶显示子程序等。
通过对温度和水位的测试，可以发现所设计的控制系统能够满足设计要求，达到了预期的效果。
关键词：单片机；LCD；燃气锅炉；温度控制；DS18B20目录1 绪论 (1)1.1课题背景及研究意义 (1)1.2系统的总体设计思想 (2)2 系统方案论证及工作原理 (4)2.1 设计方案论证 (4)2.2 系统结构框图 (4)2.2.1主要器件的选择 (6)2.2.2 锅炉辅助器件选择 (6)3 硬件电路设计 (8)3.1 主电路 (8)3.2 单片机选择设计 (9)3.3 单片机最小系统 (11)3.3.1时钟电路设计 (11)3.3.2 复位电路 (12)3.4温度检测电路设计及温度传感器选择 (12)3.4.1 DS18B20简介 (12)3.4.2温度采集电路 (14)3.5 温度控制电路设计 (14)3.6 水位控制电路 (15)3.6 显示电路设计 (17)3.7 报警电路设计 (21)3.8 稳压电源电路设计 (22)3.9按键电路设计 (22)4 系统软件设计 (24)4.1主流程图设计 (24)4.2中断程序程序 (25)4.3 DS18B20温度采集子程序设计 (25)4.4 LCD液晶显示子程序设计 (27)总结 (28)参考文献 (29)附录 (30)附件A:总程序 (30)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。
基于单片机的家庭取暖电加热锅炉温度控制系统设计
摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透, 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，以及具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
本课题研究的是基于单片机的家庭电加热锅炉取暖温度控制系统设计,它是利用锅炉加热水产生的蒸汽来提高室内的温度。
它的基本功能是通过温度传感器的检测来实时显示室内空气和电加热锅炉内水的温度，通过键盘设定目标温度，根据比较采集温度和目标温度结果，控制加热部件的通断。
用液位传感器和报警模块来监控炉内液位的高度，根据检测的结果控制水泵的工作。
液位和温度的实时监控保证了室内温度和液位的高度在合理的范围内。
该控制系统经济、环保、自能化程度高，具有一定的工业价值。
关键字：电加热锅炉系统; 单片机; DS18B20; LCD12864; 矩阵键盘Based On Single Chip Microcomputer Of Home Heating Electric Heating Boiler Temperature Control System DesignABSTRACTIn recent years, with the computer penetration in the social field, the application of SCM is to keep at the same time, traditional control testing update on Crescent benefits. In real-time detection and automatic control system of single-chip applications, often as a single-chip core component to use only single-chip is not enough knowledge, but also the specific hardware structure and the specific features of application software objects combine to make perfect.The research is based microcontroller family electric heating boiler heating temperature control system design, the indoor temperature israised by using the boiler to heat water to produce steam . Its basic function is detected by the temperature sensor to display the indoor air and the temperature of the boiler water is heated electrically in real time, the target temperature set through the keyboard, according to the comparison result of collecting temperature and the target temperature, controls the heating means on and off. The height of the furnace level is monitored by level sensor and alarm module , the pump is controlled by accordance with the results. Real-time monitoring level and temperature to ensure a high level of indoor temperature and within a reasonable range. The control system of economic, environmental, high degree of energy self-oriented, with some industrial value.KEY WORD: Electric heating boiler system; AT89C51; DS18B20 ; LCD12864;matrix keyboard目录第一章系统方案设计 (1)1.1绪论 (1)1.2设计任务 (1)1.3 设计要求 (1)1.4 系统设计方案 (1)第二章各模块电路的方案选择及论证 (3)2.1 处理器方案 (3)2.2 温度采集模块方案 (3)2.3显示模块方案 (4)2.4按键模块方案 (4)2.5报警电路模块方案 (5)2.6驱动电路模块方案 (5)2.7控制电路模块方案 (6)第三章系统硬件及各电路设计 (7)3.1 处理器 (7)3.1.1 AT89C51单片机概述 (7)3.1.2时钟电路 (8)3.1.3复位电路 (9)3.2 LCD12864液晶显示器 (9)3.3 温度采集模块 (12)3.3.1 DS18B20的主要特性 (12)3.3.2 DS18B20内部结构 (13)3.4按键模块 (14)3.5驱动芯片 (14)3.6 继电器控制电路 (15)3.7 液位检测模块 (16)3.8报警模块 (16)3.9 加热模块 (17)3.10抽水泵模块模块 (18)第四章系统软件设计 (19)4.1系统主程序的设计 (19)4.2显示子程序设计 (20)4.3温度采集程序设计 (22)4.4矩阵键盘程序设计 (22)4.5 PID算法程序设计 (24)4.5.1 PID算法原理 (24)4.5.2 PID算法流程 (25)第五章系统调试 (26)5.1硬件调试 (26)5.2软件调试 (26)5.3系统调试 (26)总结 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录 (30)附录一：仿真图 (30)附录二：实物图 (31)第一章系统方案设计1.1绪论传统的家庭锅炉取暖系统采用煤或燃气为燃料，虽然能达到取暖的效果，但能耗比较大，且不环保。
“基于单片机STM32的锅炉水温控制系统的设计与实现”
在单 片机 作用 下 的工作 原理 。基 于单 片机 的温度 控制 系统设
计 不仅 大大 提升 了温度 测量 的准 确性 ，同时也使 得温 度采 样
的过程 可 以通过信 号过 滤 的形式 得 以呈 现 ，在通 过数 字滤 波 信 号 的传输 将最 终 的温度 指数展 示到 Ｌ Ｅ Ｄ 显 示屏 上 。这时 我 们 可 以对 比这一 时段 的温度值 与 之前设 定好 的温 度值 ，通 过 积 分分 离 的方式来 对其 中的偏差 进行 准确计 算 ，这就 得到 了 最终 的温 度输 出控制 值 。这一控 制量 的数 值还 可用 于对导 通 时 间的计 算方 面 ，通 过对 加热 功率 的核算 来实 现合理 调节 温
ＡＣ ＡＤＥ ＭＩ Ｃ Ｒ Ｅ Ｓ Ｅ ＡＲ Ｃ Ｈ 学术研 究
水温 “ 基于单片ｔ １ ［ Ｓ Ｔ Ｍ ３ ２ 的锅炉
控制系统的设计与实现＂
◆连 迅
摘 要 ：锅 炉是 一种 广泛应 用 于化 工、 冶金 、 医药等领 域 的重要 设备 ，锅 炉水 温的控 制 与调 节 对 于 确 保锅 炉 正常 工作有 着至 关重要 的意 义 。基 于单 片机 的 温度控 制 系统相较 于数 字调 节仪 表有 着更 高的 灵 活性和 稳定性 。本 文就基 于单片机Ｓ Ｔ Ｍ３ ２ 的锅 炉水温控 制 系统设计进 行 了细致分析 。 关键 词 ：单 片机 ；温度控 制 系统 ；原理 ； 系统设计
角 度分 析 ， 基 于单 片 机的 温度控 制 系统有 着更 强 的扩展性 ，
这对于生产效率而言也是极其重要的保障。
参考 文献
脚
［ １ ］ 刘攀 ， 俞 杰． 基 于 单 片机 的 温度 测 控 系统 Ｕ ］ ． 兰 州交 通 大 学学
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。
毕业论文基于STC的锅炉温度控制系统
毕业论文基于STC的锅炉温度控制系统基于STC的锅炉温度控制系统摘要近年来随着单片机在社会领域的渗透，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带传统控制检测,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，单片机是往往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，以及具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
本课题主要研究基于STC90C58AD单片机和DS18B20数字温度传感器的温度测量系统。
利用集成电路温度传感器DS18B20测量锅炉水温;将测量的水温与设定值比较，单片机另外使用LCD液晶显示器显示水位的上下限值、当前水位、预先设定的温度报警值和当前采集的温度值。
当温度超过设定的报警温度值，系统会发出报警声音，同时关闭锅炉燃烧器。
等待温度降到下限值，这时就可以重新锅炉燃烧器通电，继续加温，如此反复监控温度。
这样就可以节约能源，提高能源的使用率。
针对系统的要求和特点，在上述硬件电路及实现方法的基础上，利用汇编语言，设计了基于单片机的锅炉温度控制系统。
控制软件主要包括温度和温度采集子程序、水位控制程序、键盘扫描子程序和LCD液晶显示子程序等。
关键词：STC90C58单片机,LCD1602,燃气锅炉,温度控制,DS18B20ベースSTCのボイラーの温度制御システム要旨最近における社会分野の浸透に従い、におけるの応用が深くに向かって、伝统的な統制検出中新月益更新します。
リアルタイムで検出と自動制御のにおける応用システムの中で、におけるは往々にして为一の个の核心部品を使用した、における側知识だけでは不十分であり、しかるべき具体的ハードウェア構造、具体的な応用対象の特性を生かしたソフトウェアの组み合わせ、壳を改善します。
本コースの主要研究に基づいて、stc90c58adとds18b20におけるデジタル温度センサーの温度を測定システムだ。
利用の集積回路温度センサーds18b20測定ボイラー水温;は测量する水温と比较して、また,における液晶ディスプレー(LCD)表示水位の上下に限界値であること、当面の水位が、あらかじめ设定された温度が警察に通報して値や現在で採取された温度值だった。
基于51单片机的锅炉温控系统的设计
半个学期的毕业设计已圆满结束，在这几个月 中，我经历了很多事，也接触了很多人，我在 此对每位曾经帮助过我或指导过我的人表示衷 心地感谢。感谢学校的精心安排和指导老师的 用心辅导，以及各位曾经教育我、传授我知识 的老师，因为有他们的辛勤付出才有我知识的 累积。特别要感谢我的指导老师——马继伟和 蔺志鹏老师。在他们的指导和启发下，我圆满 地完成了本科阶段的毕业设计任务。
背光方 式
温度范 围
液晶 驱动电
压
点阵数
点大小
视屏尺 寸
模块尺 寸
LED背光 宽温型
—5V
12*86
0.38*0.55
66*44
78*70
硬件设计
键盘部分根据工艺要求以及节省空间的原则， 我们设计了4×4键盘，原理图见下页。利用 AT89C51扩展8255接口芯片来实现，用8255的 PA做键盘的数据线，列线经过上拉电阻与VCC 相连。大体的原理是：当S1～S16全部都打开 时，列线均为高电平，经与门后仍为高电平， 因而不会产生中断；当其中一键被按下时， INTO端变为低电平，向CPU申请中端，CPU 响应后，用扫描方法找到申请中断的功能键， 并按程序设定执行相应的功能。按键的电路中， 各按键开关均采用了上拉电阻，这是为了保证 在按键断开时，各I/O口线有确定的高电平。
向可控硅，并且产生同步脉冲信号触发单片机中断，单片机一 此脉冲为计时基准输出可控硅触发脉冲从而控制可控硅在每半 个周期的导通角，进而调节加热制冷器的平均电压，达到调节 加热制冷功率控制温度的目的。 采用这种控制方法由于控制的是可控硅在电网电压每半个周期 的导通角，对当前我国电网来说即每0.01秒中导通时间，输出 加稳压电容后加给负载的电压比较稳定，从而控制输出稳定时， 负载的功率便可以很好的稳定在输出值左右。
基于单片机的热水锅炉温度控制系统设计
基于单片机的热水锅炉温度控制系统设计摘要: 介绍了80c51单片机构成的小型热水锅炉温度控制的最小系统，主要包括数学模型的建立、硬件电路的设计和软件程序的分析。
关键词: 单片机；温度控制系统；热水锅炉；温度检测0 引言北方冬季分散取暖通常采用热水锅炉人工定时烧水供热的方法。
这种方法耗煤量大，居室温度变化大，费人力。
为解决这个问题，本文介绍一种用单片机控制热水锅炉供热的系统装置。
温度自动控制系统主要是有温度采集系统、液晶显示系统、扬声器报警系统和继电器控制系统四部分组成。
本次设计主要是以温度采集到的温度为参考。
如果温度在设定值内部，则系统正常工作，本系统的温度正常范围为0-50摄氏度，如果超出温度范围，则系统发出警报并控制系统负载停止工作。
1 系统总体方案设计本系统主要有水位检测、温度检测、按键控制、水温控制、水位控制、循环控制、显示部分、故障报警等几部分组成来实现供暖控制，系统框图如图1 所示。
2 供暖系统的控制策略对于供暖系统，环境温度反映了需热量，供水温度反映了供热量。
供暖对系统的要求为: 环境温度低时，供水温度高；环境温度高时，供水温度低。
根据实践经验，建立供暖系统的控制数学模型如下：T 上限=95 ℃ T h< - 10 ℃85- T h - 10 ℃≤T h≤15 ℃ T下限=75 ℃ T h< - 10 ℃65- T h - 10 ℃≤T h≤15 ℃式中，T 上限为供水上限温度，T 下限为供水下限温度，T h 为环境温度。
上式说明，环境温度低于16 ℃时，每降低1 ℃，供水温度上、下限升高1 ℃；环境温度低于- 10 ℃时，供水上限温度为95 ℃，下限温度为75 ℃。
供水上限温度为停机温度，在开机状态下，当供水温度达到上限温度时系统即停机。
供水下限温度为开机温度，在停机状态，当供水温度降至开机温度时系统即开机。
当环境温度高于16 ℃时系统停机。
供水温度始终在上限温度和下限温度之间变化。
基于单片机的小型开水锅炉控制系统设计
基于单片机的小型开水锅炉控制系统设计设计背景：随着电力的普及和人们生活水平的提高，小型开水锅炉在家庭中得到了广泛的应用。
为了提高开水锅炉的安全性和舒适性，设计一个基于单片机的小型开水锅炉控制系统是非常必要的。
设计目标：本设计旨在实现以下功能：1.温度控制：通过设置温度设定值，自动控制开水锅炉的加热和保持温度；2.过热保护：当温度超过设定的上限值时，及时切断加热源，以防止开水锅炉的过热；3.水位检测：检测水位，当水位过低时，停止加热并提示用户加水；4.器件故障报警：当开水锅炉的电源或其他关键器件出现故障时，及时报警提示用户。
硬件设计：1.单片机：选择一款适合的单片机作为主控制器，如STC89C52系列；2.温度传感器：用于检测水温，常用的传感器有DS18B20；3.液位传感器：用于检测水位，常用的传感器有浮球液位传感器；4.继电器：用于控制加热器的开关；5.蜂鸣器：用于报警提示；6.LCD显示屏：用于显示当前温度、水位等信息；7.按钮：用于设定温度、启动/停止加热等操作。
软件设计：1.初始化：设置各个引脚的功能和初始状态；2.温度检测：通过温度传感器获取当前温度值；3.水位检测：通过液位传感器获取当前水位值；4.温度控制：根据设定的温度和当前温度进行判断，控制继电器的开关状态；5.过热保护：当温度超过设定的上限值，切断继电器的电源，同时报警；6.水位保护：当水位过低时，停止加热并报警提示用户加水；7.器件故障报警：当开水锅炉的电源或其他关键器件出现故障时，停止加热并报警。
系统测试与调试：将开水锅炉控制系统接入电源，并逐个验证各个功能的正确性。
包括温度控制、过热保护、水位检测等。
同时，验证是否能够正确显示当前温度、水位，并能够及时报警。
总结：本设计实现了基于单片机的小型开水锅炉控制系统。
通过温度和水位传感器的检测，实现了温度控制和水位保护功能，提高了开水锅炉的安全性和舒适性。
设计的控制系统经过测试和调试，功能稳定可靠。
基于单片机的锅炉控制系统_毕业设计论文 精品
1 绪论本文详细介绍了一款基于单片机的锅炉监控系统，该系统能根据锅炉现场检测出各个状态，如实现温度、压力、水位、液位等的监控，具有数码管显示、报警的功能。
能够快速、稳定、安全、可靠地对工业锅炉进行智能化监控。
1.1 背景资料及研究意义当今，环境与发展已成为人类社会面临的两大课题，而这些问题的解决无一不与能源密切相关。
我国的锅炉目前以煤为主要燃料，耗煤量接近全国煤产量的三分之一。
同时，锅炉燃用的主要是中、低质煤，工业污染十分严重；而且锅炉形式比较陈旧，生产效率和自动化程度低，这又进一步加重了环境污染的程度。
因此，调整能源消费结构，逐步提高使用液体燃料和气体燃料的比例是加强环境保护、实施可持续发展战略的措施之一。
其中油、气燃料作为优质、高效、环保型清洁能源有着广阔的应用前景。
由于历史条件的原因，我国的锅炉生产自动化程度长期以来一直都较发达国家落后许多。
目前运行的各行业的锅炉有50多万台，其中相当一部分还在使用常规仪表进行控制，有的甚至还处在人工加常规仪表的半自动控制状态。
这样不仅难以做到平稳操作，安全生产也没有确定的保证，人工的劳动强度大，生产条件差。
工业锅炉是工业生产和生活上应用广泛的热能动力设备，锅炉汽包水位的平衡是保证锅炉安全生产运行的必要条件，也是锅炉正常生产运行的重要指标之一。
水位过高会影响汽水分离产生蒸汽带液现象影响汽水分离装置的正常工作，导致锅炉出口蒸汽带水和含盐量过大，使过热器受热面结垢甚至破坏，影响机组的正常运行和经济性指标。
若汽包水位过低，会使锅炉水循环工况破坏，导致水冷壁供水不足而烧坏，可能造成重大锅炉事故。
工业锅炉汽包水位控制的任务是监测锅炉的蒸发量并及时报警，使汽包水位维持在工艺允许的范围内。
所以这就要求我们对锅炉的温度、流量、水位、压力等参数实行实时的监控，以便于工作人员更好地对锅炉进行控制，以免事故的发生。
1.2 锅炉控制系统的一般结构与工作原理锅炉是一种承受一定工作压力的能量转换设备.其作用就是有效地把燃料中的化学能转换为热能，或再通过相应设备将热能转化为其它生产和生活所需的能量形式，长期以来在生产和居民生活中都起很重要的作用。
基于单片机的锅炉温度和压力控制系统设计
论文题目：基于单片机地锅炉温度和压力控制系统设计摘要本文介绍l以80C51单片机为核心地温度和压力控制系统地工作原理和设计方法温度信号由温度芯片DS18B20采集,以数字信号地形式传送给单片机；温度和压力信号由压力传感器进行实时采集,通过A/D转换器将模拟信号转换成数字信号传送给单片机,单片机经过计算与处理后将温度、压力信息显示在LED显示器上,文中介绍l该控制系统地硬件部分,包括：温度检测电路、温度控制电路、压力检测电路、稳压电源电路和其他一些单片机接口电路文中还介绍l软件设计部分,在这里采用模块化结构编程软件部分主要包括：主程序、温度和压力控制子程序、显示子程序等该系统可以对锅炉地温度与压力进行全自动化地控制,不仅节省l人力资源,同时使用电加热系统,更节能,更环保,更具有有可行性关键词：温度检测 A/D转换压力检测 PID控制；AbstractThis paper introduces the 51 microcontroller as the core temperatureand system of the working principle and design method. Temperature signal chip DS18B20 collection by the temperature, with digital signal transmitted to the form of single chip microcomputer; Pressure by level sensor signal of real time data collection, with an analog form transfer to the single chip microcomputer, microcontroller through the A/D conversion, converted into digital signals, calculation and treatment will temperature, pressure, water level information displayed in the LCD monitor, the paper introduces the hardware part of the control system, including: temperature detection circuit, temperature control circuit, pressure detection circuit, pressure control circuit and other single chip microcomputer interface circuit. The paper also introduces software design part, here the modularized structure programming. Software is mainly three parts: the main program, keyboard interrupt and key processing program, prearcing interruption program. The other one XieZi programs include: temperature signal processing program, show program, PID processing procedure, etc.This system can to the boiler temperature and water level of the full automation control, not only save thehuman resource, and at the same time use electric heating system, more energy efficient, more environmental protection and is more a feasibility.Keywords:Temperature detection A/D conversion Water pressure test PID control目录摘要 (I)Abstract (I)1 绪论 (1)1.1研究背景及现状 (1)1.2 发展前景 (1)1.3 系统地总体设计思想 (2)2 锅炉温度和压力控制系统主要器件选择 (4)2.1系统结构总框图 (4)2.2 单片机地选择 (4)2.3 温度传感器................................. 错误！未定义书签。
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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，国的研究水平还要加大力度。
因此,为了提高国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，国各行业不断兴起，国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围之，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，如果片的程序存储容量不够，片外最多可外扩之64KB。
片具有5个中断源，2级中断优先权。
单片机中含有128字节部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)。