锅炉自动给水系统
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采用数字温度传感器DS18B20采集温度信 号并输出与单片机相匹配的数字信号，将 该信号送入控制芯片进行处理。通过在芯 片外围添加显示、控制等外围电路来实现 对锅炉温度和水位的实时检测和控制功能。
系统框图
中心系统
MCU:
• 单片机根据其基本操作处理的
位数可分为4、8、16、32位单 片机，应用最为广泛的是八位 单片机。根据本次设计的实际 情况和要求，在本次设计中采 用8位单片机作为系统的控制芯 片。STC89C52是一种低功耗、 高性能CMOS 8位微控制器，具 有8K的系统可编程Flash 存储器, 与工业80C51 产品指令和引脚 完全兼容。片上Flash允许程序 存储器在系统可编程，也使用 于常规编程器。
• 然后我们观察液位传感器，通过温度传感器把温
度控制在18-20度左右，观察水泵转动情况。当水 位高于高水位时，进水泵停止工作。当水位到达 低水位时，水泵进开始工作给锅炉及时供水。
• 当用户要求锅炉供水时，按下按钮，出水泵开始
工作，从锅炉内取水，供给用户。再次按下按钮， 出水泵处于等待状态，一旦条件满足，出水泵开 始工作。
软件部分实现方法：
• 1.使用的开发工具及版本 • （1）.我们画原理图和生成PCB板用的软件是
protel 99 se.它是一个易于使用的具有大量元件 库的原理图编辑器，主要用于原理图的设计。它 同时也是一个功能强大的印制电路板设计编辑器， 具有非常专业的交互式布线及元件布局的特点， 用于印制电路板（PCB）的设计并最终产生PCB文 件。
• 右图是单片机在原理图上的连
接方式：
显示电路
• 液晶显示屏的优点： • 液晶显示屏具有功耗低、显示
内容丰富等特点，用户可以根 据自己的需求，显示自己所需 要的、甚至是自己动手设计的 图案。外围驱动电路设计比较 简单，显示能力的扩展将不会 涉及到硬件电路的修改，可扩 展性很强。
• 数码管的缺点：要显示的位数
客户的要求与解决方案
• 1.水温保持在30—35摄氏度
解决方案：在最低水位处置一温度传感器，用来实时监 测水的实际温度。当水温低于30摄氏度时，热水器开始工 作，水温高于35时，热水器停止工作。
• 2.水位保持在低水位——高水位之间
解决方案：在高水位处置一个水位传感器，用来监测水 位是否符合要求。当水位高于高水位时，进水泵停止工作。 当水位低于低水位时，进水泵开始工作给锅炉及时供水。
继电器控制电路
• 继电器是一种电子控制器
件，它具有控制系统和被 控制系统，通常应用于自 动控制电路中，它实际上 是用较小的电流去控制较 大电流的一种“自动开 关”。故在电路中起着自 动调节、安全保护、转换 电路等作用。
弱信号检测电路：
• LM339芯片是四电压比较器，
每个比较器有两个输入端和一 个输出端。两个输入端一个称 为同相输入端，用“+”表示， 另一个称为反相输入端，用“-” 表示。用作比较两个电压时， 任意一个输入端加一个固定电 压做参考电压，另一端加一个 待比较的信号电压。两个输入 端电压差别大于10mV就能确保 输出能从一种状态可靠地转换 到另一种状态，因此，把 LM339用在弱信号检测等场合 是比较理想的。
• 3．当用户要求供水时，锅炉在符合1并且水满的条件下
应及时供水 解决方案：当用户要求锅炉供水时，（锅炉在满足1条件 下）启动出水泵，出水泵开始工作，从锅炉内取水，供给 用户。当锅炉不能满足1并且水满条件时，出水泵处于等 待状态，一旦条件满足，出水泵开始工作。
系统总体方案设计
• 本次设计采用STC-52单片机作为控制芯片，
• 它在系统板的原理图如右：
时钟电路
• 时钟电路是单片机的
心脏，它控制着单片 机的工作节奏。 AT89C52内部有一个 反相振荡放大器，该 反向放大器可配置为 片内振荡器，石晶振 荡和陶瓷振荡均可采 用。其时钟电路如右 图所示。
控制系统
控制系统原理图
液位传感器
• 当液体经过传感器时，
由于AB两端会传一微 弱电压，通过和预设 电压比较判断是否有 液体经过传感器，然 后经过LM339的输出 引脚到单片机主控系 统，有主控系统判断 接下来要进行的处理。
相对多的时候，数码管操作起 来十分烦琐，显示的速度受到 限制。并且当硬件电路设计好 之后，系统显示能力基本也被 确定，系统显示能力的扩展受 到了限制。
• 右边是液晶16ห้องสมุดไป่ตู้2的插口在原理
图中的连接方式：
温度采集
• 随着科学技术的不断进步和发
展，新型温度传感器的种类繁 多，应用逐渐广泛，并且开始 由模拟式向着数字式、单总线 式、双总线式、多总线式发展。 数字温度传感器，更因适合与 各种微处理器的I/O接口相连接， 组成自动温度控制系统，被广 泛应用于工业控制、电子测温、 医疗仪器等各种温度控制系统 中，数字温度传感器中比较有 代表性的有DS18B20.
• （2）.我们用的运行程序软件是keil c 软件，它
能直接用C语言进行编程，避免了汇编语言的烦琐 与复杂，而且修改与调试均比较简单。
算法逻辑分析、流程图
测试结果
• 在完成了硬件和软件部分之后，接下来需要进行
实验论证。开始时先通过传感器把温度显示为预 先设定的15度，观察发现进出水泵转动情况。
继电器驱动电路：
• MC1413是一个可以扩展7位的
功率驱动芯片，采用双列直插 16脚塑料封装。
• 当1——7号引脚为高电平时，
两个三级管导通，16——10号 引脚（由继电器）灌入的电流 有8号引脚拉到地，当1——7跳 变为低电平时，三极管截止， 同时由继电器线圈会产生一个 反向高压（>>7V）加载到16— —10好脚，此时保护二极管导 通，电流拉到9号引脚，起到避 免三极管击穿的危险。
串口通信
• MAX232是美信公司
专门为电脑的RS-232 标准串口设计的电平 转换芯片。它的作用 是：将TTL电平转换成 可以和电脑串口匹配 的电压,这样才能使电 脑与单片机系统板相 连。
复位电路：
• 复位使单片机处于起始状
态，并从该起始状态开始 运行。由于单片机运行过 程中，其本身的干扰或外 界干扰会导致出错，此时 我们可按复位键重新开始 运行。为了便于本设计运 行调试，复位电路采用按 键复位方式。
系统框图
中心系统
MCU:
• 单片机根据其基本操作处理的
位数可分为4、8、16、32位单 片机，应用最为广泛的是八位 单片机。根据本次设计的实际 情况和要求，在本次设计中采 用8位单片机作为系统的控制芯 片。STC89C52是一种低功耗、 高性能CMOS 8位微控制器，具 有8K的系统可编程Flash 存储器, 与工业80C51 产品指令和引脚 完全兼容。片上Flash允许程序 存储器在系统可编程，也使用 于常规编程器。
• 然后我们观察液位传感器，通过温度传感器把温
度控制在18-20度左右，观察水泵转动情况。当水 位高于高水位时，进水泵停止工作。当水位到达 低水位时，水泵进开始工作给锅炉及时供水。
• 当用户要求锅炉供水时，按下按钮，出水泵开始
工作，从锅炉内取水，供给用户。再次按下按钮， 出水泵处于等待状态，一旦条件满足，出水泵开 始工作。
软件部分实现方法：
• 1.使用的开发工具及版本 • （1）.我们画原理图和生成PCB板用的软件是
protel 99 se.它是一个易于使用的具有大量元件 库的原理图编辑器，主要用于原理图的设计。它 同时也是一个功能强大的印制电路板设计编辑器， 具有非常专业的交互式布线及元件布局的特点， 用于印制电路板（PCB）的设计并最终产生PCB文 件。
• 右图是单片机在原理图上的连
接方式：
显示电路
• 液晶显示屏的优点： • 液晶显示屏具有功耗低、显示
内容丰富等特点，用户可以根 据自己的需求，显示自己所需 要的、甚至是自己动手设计的 图案。外围驱动电路设计比较 简单，显示能力的扩展将不会 涉及到硬件电路的修改，可扩 展性很强。
• 数码管的缺点：要显示的位数
客户的要求与解决方案
• 1.水温保持在30—35摄氏度
解决方案：在最低水位处置一温度传感器，用来实时监 测水的实际温度。当水温低于30摄氏度时，热水器开始工 作，水温高于35时，热水器停止工作。
• 2.水位保持在低水位——高水位之间
解决方案：在高水位处置一个水位传感器，用来监测水 位是否符合要求。当水位高于高水位时，进水泵停止工作。 当水位低于低水位时，进水泵开始工作给锅炉及时供水。
继电器控制电路
• 继电器是一种电子控制器
件，它具有控制系统和被 控制系统，通常应用于自 动控制电路中，它实际上 是用较小的电流去控制较 大电流的一种“自动开 关”。故在电路中起着自 动调节、安全保护、转换 电路等作用。
弱信号检测电路：
• LM339芯片是四电压比较器，
每个比较器有两个输入端和一 个输出端。两个输入端一个称 为同相输入端，用“+”表示， 另一个称为反相输入端，用“-” 表示。用作比较两个电压时， 任意一个输入端加一个固定电 压做参考电压，另一端加一个 待比较的信号电压。两个输入 端电压差别大于10mV就能确保 输出能从一种状态可靠地转换 到另一种状态，因此，把 LM339用在弱信号检测等场合 是比较理想的。
• 3．当用户要求供水时，锅炉在符合1并且水满的条件下
应及时供水 解决方案：当用户要求锅炉供水时，（锅炉在满足1条件 下）启动出水泵，出水泵开始工作，从锅炉内取水，供给 用户。当锅炉不能满足1并且水满条件时，出水泵处于等 待状态，一旦条件满足，出水泵开始工作。
系统总体方案设计
• 本次设计采用STC-52单片机作为控制芯片，
• 它在系统板的原理图如右：
时钟电路
• 时钟电路是单片机的
心脏，它控制着单片 机的工作节奏。 AT89C52内部有一个 反相振荡放大器，该 反向放大器可配置为 片内振荡器，石晶振 荡和陶瓷振荡均可采 用。其时钟电路如右 图所示。
控制系统
控制系统原理图
液位传感器
• 当液体经过传感器时，
由于AB两端会传一微 弱电压，通过和预设 电压比较判断是否有 液体经过传感器，然 后经过LM339的输出 引脚到单片机主控系 统，有主控系统判断 接下来要进行的处理。
相对多的时候，数码管操作起 来十分烦琐，显示的速度受到 限制。并且当硬件电路设计好 之后，系统显示能力基本也被 确定，系统显示能力的扩展受 到了限制。
• 右边是液晶16ห้องสมุดไป่ตู้2的插口在原理
图中的连接方式：
温度采集
• 随着科学技术的不断进步和发
展，新型温度传感器的种类繁 多，应用逐渐广泛，并且开始 由模拟式向着数字式、单总线 式、双总线式、多总线式发展。 数字温度传感器，更因适合与 各种微处理器的I/O接口相连接， 组成自动温度控制系统，被广 泛应用于工业控制、电子测温、 医疗仪器等各种温度控制系统 中，数字温度传感器中比较有 代表性的有DS18B20.
• （2）.我们用的运行程序软件是keil c 软件，它
能直接用C语言进行编程，避免了汇编语言的烦琐 与复杂，而且修改与调试均比较简单。
算法逻辑分析、流程图
测试结果
• 在完成了硬件和软件部分之后，接下来需要进行
实验论证。开始时先通过传感器把温度显示为预 先设定的15度，观察发现进出水泵转动情况。
继电器驱动电路：
• MC1413是一个可以扩展7位的
功率驱动芯片，采用双列直插 16脚塑料封装。
• 当1——7号引脚为高电平时，
两个三级管导通，16——10号 引脚（由继电器）灌入的电流 有8号引脚拉到地，当1——7跳 变为低电平时，三极管截止， 同时由继电器线圈会产生一个 反向高压（>>7V）加载到16— —10好脚，此时保护二极管导 通，电流拉到9号引脚，起到避 免三极管击穿的危险。
串口通信
• MAX232是美信公司
专门为电脑的RS-232 标准串口设计的电平 转换芯片。它的作用 是：将TTL电平转换成 可以和电脑串口匹配 的电压,这样才能使电 脑与单片机系统板相 连。
复位电路：
• 复位使单片机处于起始状
态，并从该起始状态开始 运行。由于单片机运行过 程中，其本身的干扰或外 界干扰会导致出错，此时 我们可按复位键重新开始 运行。为了便于本设计运 行调试，复位电路采用按 键复位方式。