基于单片机的锅炉温度控制系统的设计(3)

2019-08-03 13:30

辽宁科技大学本科生毕业设计 第7页

火焰探 测器型号:QRA-2 伺服马达型号:SQM

气阀密封检漏器型号:VDK200/VPS504/DK2F 燃烧器控制:外置

重量(kg):320 2.CHL系列立式不锈钢多级泵

流 量:最大22m3/h 扬 程:最大60m 液体温度:-50℃~120℃ 环境温度:最高+160℃ 工作压力:1.6MPa/2.5MPa 工作电压:220V/380V 3.不锈钢管

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3 硬件电路设计

3.1 主电路

1.温度控制电路

图3.1 温度控制电路

2.水位控制电路

图3.2 锅炉加水电路

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图 3.3 水位检测电路

3.2 单片机选择设计

AT89S51是美国ATMEL生产的低功耗,高性能CMOS8位单片机,片内含4K bytes的可系统编程的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器既可在线编程(ISP)也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片机芯片中,ATMEL公司的功能强大,低价位AT89S51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合,可灵活应用于各种控制领域。

(1) AT89S51主要功能列举如下:

① 为一般控制应用的8位单芯片。

② 晶片内部具有时钟振荡器(传统最高工作频率可至12MHz)。 ③ 内部程式存储器(ROM为4KB)。 ④ 内部数据存储器(RAM为128B)。

⑤ 32条双向输入输出线,且每条均可以单独做 I/O的控制。 ⑥ 5个中断向量源。 ⑦ 2组独立的16位定时器。 ⑧ 单芯片提供位逻辑运算指令。

(2) AT89S51管脚排列及系统所用引脚功能介绍。管脚排列如图3.4所示,下面介

绍引脚的功能。

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图3.4 AT89S51引脚图

1.VCC:AT89S51 电源正端输入,接+5V。 2.GND:电源地端。

3.XTAL1:单芯片系统时钟的反相放大器输入端。 4.XTAL2:系统时钟的反相放大器输出端。

5.PORT0:(P0.0~P0.7):端口0是一个8位宽的开路漏极(Open Drain)双向输出入端口。P0在当做I/O用时可以推动8个LS的TTL负载。

6.PORT2(P2.0~P2.7):端口2是具有内部提升电路的双向I/O端口,每一个引脚可以推动4个LS的TTL负载,若将端口2的输出设为高电平时,此端口便能当成输入端口来使用。

7.PORT1(P1.0~P1.7):端口1也是具有内部提升电路的双向I/O端口,其输出缓冲器可以推动4个LS TTL负载,同样地若将端口1的输出设为高电平,便是由此端口来输入数据。

8.PORT3(P3.0~P3.7):端口3也具有内部提升电路的双向I/O端口,其输出缓冲器可以推动4个TTL负载,同时还多工具有其他的额外特殊功能,包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部数据存储器内容的读取或写入控制等功能。其引脚分配如下:

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9.P3.0:RXD,串行通信输入。P3.1:TXD,串行通信输出。P3.2:INT0,外部中断0输入。P3.3:INT1,外部中断1输入。P3.4:T0,计时计数器0输入。P3.5:T1,计时计数器1输入。P3.6:WR:外部数据存储器的写入信号。P3.7:RD,外部数据存储器的读取信号。

3.3 单片机最小系统

3.3.1时钟电路设计

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3-5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30pF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。

图3.5 时钟电路


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