[精品]锅炉温度控制系统设计 - 毕业论文设计 - 图文(5)

图3.2 最小单片机系统 3.2.1时钟电路

AT89S51的时钟可由内部产生也可以由外部产生。在这个设计中只是用了内部产生。利用芯片内部振荡电路，在XTAL1，XTAL2（18，19脚）的引脚上外接定时元件，内部振荡器便能产生自激振荡，用示波器便可观察到XTAL2输出的正弦波，定时元件可以采用石英晶体和电容组成的并联谐振电路，它与单片机的接法的如图3-2所示。晶体可以在1.2MHz~12MHz之间所选，电容可以在20~60pF之间所选，通常选择33pF左右，电容C6，C7的大小对振荡频率有微小的影响，可起频率微调作用。在设计印制板时，晶体和电容应尽可能与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，保证振

荡器可靠工作，一般采用瓷片电容。 3.2.2 复位电路

单片机上电后，在其9脚（RESET）出现24个振荡周期以上的高电平后，单片机内部初始复位。为了确保单片机正常复位，必需使其第9脚上出现的高电平保持2μs以上。复位电路与单片机接法如图 3.2所示。

系统的复位电路是由RC电路组成，外加一个手动复位按钮。刚上电时或者触动

按钮后C5两端的电压为0，这时RST为高电平，而其高电平保持时间是由R和C的时间常数决定，由公式(3-1)可知，C充电的时间常数τ等于0.082ms，远远大于2μs，即使RST高电平的时间保持2μs以上，确保了单片机正常复位。

τ＝R*C (3-1) 3.3 温度控制电路设计

本系统采用继电器进行对燃烧器工作方式控制，从而锅炉控制温度。当P口输出高电平时，经反相驱动器7406变为低电平，使发光二极管发光，从而使光敏三极管导通，进而使Q3导通，因而继电器的线圈通电,接通锅炉燃烧器。本部分电路与单片机的接口如图3.3所示。

1.当P1.7输出低电平时，燃烧器断电，不进行加热处理。 2.当P1.7输出高电平时，燃烧器通电，进行加热处理。

图3.3 温度控制电路 3.4按键电路设计

为符合本系统的实际要求，进入系统之前首先对温度报警值的设置。本系统有三个按键分别为K1,K2,K3. 如图3.4所示。

(1) K1设置锅炉温度报警值的温度值增加按键。K1每按下一次，温度报警值显示比上一次值增加一度。

(2) K2设置锅炉温度报警值的温度值减少按键。K2每按下一次，温度报警值显示比上一次值减少一度。

(3) K3温度报警值确定值。

图3.4按键电路设计

3.5 水位检测电路设计

锅炉在正常加温工作情况下，同时对锅炉液位检测。当锅炉的水位满足条件时开

始工作。

本系统设计利用普通水的导电性质，采用不绣钢管作为测量液位的器件，放于锅炉上下限的金属棒是否正在导电的情况判断锅炉的水位是不是在上下限范围之间，单片机通过采集的水位变化的信号，发出对给水泵控制的命令，控制锅炉内水位符合条件。

如图3.5水位检测电路所示，金属棒1放于水位上限位置，金属棒2放于水位下限位置，金属棒3放于水位以下比较远点的位置。其中金属棒1和金属棒2用限流电阻分别与单片机相连接，金属棒3接+5v的电源。单片机不断的检测单片机端口p1.2和p1.3的电平情况。

图3.5水位检测电路

(1)当P1.2＝高电平和P1.3＝高电平时，即实际水位在水位上限以上的位置，这时系统发出报警命令,系统停止工作。

(2)当P1.2＝低电平和P1.3＝低电平时，即实际水位在下限以下的位置，这时系统控制给水泵工作，锅炉开始加水，并报警。

(3)当P1.2＝高电平和P1.3＝低电平时，即实际水位在水位上限和水位下限之间的位置，单片机不进行处理，即保持给水泵的状态不变。

3.6 稳压电源电路设计

集成稳压电源又称三端集成稳压器，它是指将功率调整管、取样电阻、基准电压、误差放大、启动及保护电路等全部集成在一块芯片上，具有特定输出电压的稳压集成电路。三端是指电压输入端、电压输出端和公共接地端。三端IC稳压器按性能与用途可分为固定输出正稳压器、固定输出负稳压器、可调输出正稳压器、可调输出负稳压器4类。

这类稳压器的输出为固定电压。国内外厂家均将此系列稳压器命名为78××系列，如7805、7812等。其中“78”后面的数字代表该稳压器输出的正电压数值，以伏特为单位。例如7805即表示稳压输出为5V，7812表示稳压输出为12V等。有时会

发现型号78××前面和后面还有一个或几个英文字母，如W78××、AN78××、L78××CV等。前面的字母称“前缀”，一般是各生产厂（公司）的代号；后面的字母称“后缀”用以表示输出电压容差和封装外壳的类型。

78××系列稳压器按输出电压共分为9种。分别为7805、7806、7809、7810、7812、7815、7818、7824。按其最大输出电流又可分为78L××、78M××和78××3个分系列。78L××系列最大输出电流为100mA，78M××系列最大输出电流为500mA ，

78××系列最大输出电流为1.5A。由于单片机工作电压为+5V，在此选用7805。

图3.6 三端集成稳压器

图3.6所示为三端集成稳压器7805，78系列三端稳压器是最长见的集成稳压器件。具有过热，过流，调整管安全工作区保护功能。性能优良，可靠性高。同时又由于器件只有三个引脚，所以使用简单方便，价格低廉，应用广泛。

图3.7 稳压电源电路

稳压电源电路如图 3.7所示，从J1输入9～12V的直流电，打上开关，经C1和