毕业设计基于单片机的燃油锅炉控制器的设计.doc

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1、目录摘要1Abstract2第一章 引言31.1 单片机的概述.31.2 K50压力控制器功能简述41.2.1 主要技术性能.41.2.2 规格.51.3 Protel 99SE介绍.51.3.1 原理图设计步骤.51.3.2 原理图设计对象.61.3.3 对象属性.61.3.4 原理图中的常见的电气连接的方式.71.3.5 一些常用热键.71.3.6 画原理图的目的.7第二章 燃油锅炉的前景.72.1 燃油锅炉存在的问题.72.2 控制系统改造的必要性.8第三章 改造方案.83.1 控制方案的比较.83.2 控制方案的特点.8第四章 硬件设计.94.1 锅炉控制主板系统94.2 输入系统.1

2、04.3 输出系统.124.4 键盘和显示系统.134.5 电源.134.6 软件设计.14第五章 系统的特点.165.1 系统可靠性高.165.2 显示界面直观、方便.165.3 系统组态灵活方便.165.4 经济效益好.16第六章 结束语.16参考文献.17附录：PCB图.18摘要：针对燃油锅炉的现状及存在的问题,通过对各种控制方案进行比较,介绍了一种经济实用的燃油锅炉模糊控制器。对控制器的组成和特点、锅炉水位的测量和转换作了详细的描述。该控制器能针对锅炉水位的不同状态和不同外界条件进行控制,大大提高了系统的抗干扰能力,控制效果良好,保障了锅炉的稳定运行。装置具备成本低、抗干扰能力强、控制

3、性能好等特点,且控制系统硬、软件维护简单方便,适用于工业控制现场,有着广阔的应用前景。关键词：工业锅炉，单片机，锅炉水位AbstractComparing with several plans of control system，presents a new style of industrial boiler fuzzy controller with utility and economic，which aiming at the industrial boiler reality situation and existing problem。Explains the constituti

4、on and characteristic of control system，measuring and transforming of drum water level in detail。The controller can control drum water level according to the different conditions and environment，improve systems anti-jamming capability，control effect and insure stabilizing operation of the boiler。It

5、also has the advantages of low cost，strong anti-jamming capability，good control performance。Maintenance to the hardwares and softwares is simple and convinent，and it is suitable for the application in industrial control worksite condition。There are widely application prospect。Keywords：Industry Boile

6、r，Single Chip MicroComputer，Drum Water Level第一章 引言1.1 单片机的概述电子计算机的发展经历了从电子管、晶体管、集成电路到大（超大）规模集成电路共四个阶段，即通常所说的第一代、第二代、第三代和第四代计算机。现在广泛使用的微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物，因此它属于第四代计算机，而单片机则是微型计算机的一个分支。从1971年微型计算机问世以来，由于实质应用的需要，微型计算机向着两个不同的方向发展：一个是向高速度、大容量、高性能的高档微机方向发展；而另一个则是向稳定可靠、体积小和价格廉的单片机方向发展。但两者在原理和技术上是紧密联系的。单片机

7、因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，具体说就是把中央处理器CPU(Central Processing Unit) 、随机存储器RAM（Random Access Memory）、只读存储器ROM(Read Only Memory) 、中断系统、定时器/计数器以及I/O(Input/Output)口电路等主要微型机部件，集成在一块芯片上。虽然单片机只是一个芯片，但从组成和功能上看，它已具有了计算机系统的属性，为此称它为单片机微型计算机SCMC（Single Chip MicroComputer），简称单片机。单片机主要应用于控制领域，用以实现各种测试和控制功能，为了强调其控制属性，也可以

8、把单片机称为微控制器MCU（Micro ControllerUnit）。在国际上，“微控制器”的叫法似乎更通用一些，而在我国则比较于“单片机”这一名称。由于单片机在应用时通常是处于被控系统的核心地位并融入其中，即以嵌入的方式进行使用，为了强调其“嵌入”的特点，也常常将单片机称为嵌入式微控制器EMCU(Embedded Micro Controller Unit)。在单片机的电路和结构中有许多嵌入式应用的特点。继1971年微处理器的研制成功不久，就出现了单片的微型计算机即单片机，但最早的单片机是一位的。1976年Inter公司推出了8位的MCS-48系列单片机，它以体积小、控制功能全、价格低廉等

9、特点，赢得了广泛的应用和好评，为单片机的发展奠定了坚实的基础，成为单片机发展史上的一个重要阶段。其后，在MCS-48成功的刺激下，许多半导体芯片生产厂商竞相研制和发展自己的单片机系列。到80 年代末，世界各地已相继研制出大约50个系列300多个品种的单片机产品，其中有Motorola公司的6081、6082、Zilog公司的Z8系列，Rockwell公司的6501、6502等。此外，日本的NEC公司、日立公司等也不甘落后，相继推出了各自的单片机品种。尽管目前单片机的品种很多，但是在我国使用最多的是Intel公司的MCS51单片机系列。MCS51是在MCS48的基础上于80年代初发展起来的，虽然

10、它仍然是8位的单片机，但其功能较MCS48有很大的增强。此外，它还具有品种全、兼容性强、软硬件资料丰富等特点，因此应用愈加广泛，成为比MCS48更重要的单片机品种。直到现在，MCS51仍不失为单片机的主流系列。继8位单片机之后，又出现了16位单片机，1983年Intel公司推出的MCS96系列单片机就是其中的典型代表。与MCS51相比，MCS96不但字长增加一倍，而且在其它性能方面也有很大的提高，特别是芯片内还增加了一个4路或8路的10位A/D转换器，使其具有A/D转换功能。从单片机近30年的发展历程看，单片机今后将会向多功能、高性能、高速度、低电压、低功耗、低价格、外围电路内装化以及片内存储

11、器容量增加的方向发展。1.2 YWK-50压力控制器功能简述YWK-50压力控制器采用波纹管式传感器。可用于气体、蒸汽等气体介质和液体介质。控制器的设定值可调，调节范围-0.14MPA。采用酚醛压塑型粉壳体，为普通型。1.2.1 主要技术性能：环境温度：-3555外壳防护等级：YWK-50 IP 40振荡性能：YWK-50 1060Hz 0.075mm60150Hz 10m/S2触电容量：AC 380V 3A（阻性）DC 220V 2.5A（阻性）单刀双掷微动开关作用过程：1.接线端13：压力下降至下切换值时接通。2.接线端12：压力下降至下切换值时断开。3.电缆：12用或7.5三芯。1.2.

12、2 规格1.切换差可调范围序 号设定值调节范围MPa切换差调节范围MPa设定值误差MPa重复性误差MPa备 注 1-0.100.006510.0260.0040.002同序号611备注栏 200.10.00610.0280.0040.002被控介质对黄铜、锡青铜、铅锡焊料无腐蚀作用300.20.010.080.0080.004 400.30.0250.10.0120.006 500.50.030.10.020.01 600.80.070.250.0320.016被控介质对黄铜1Cr18Ni9Ti不锈钢锡铅焊料无腐蚀作用 7010.070.250.040.02801.50.10.280.060.

13、03 9020.120.30.080.0410030.150.50.120.0611040.250.60.160.082.设定值的调整压力控制器的设定值调整步骤，举例说明如下：例.选用00.8MPa规格的压力控制器，要求控制气体压缩机的输出压力保持在0.50.6MPa之间，具体操作步骤如下:（1）将控制器的开关接线端子接入压缩机电机的电源控制回路中（接1.3端子则降压接通，升压断开）。将空气接入控制器波纹管室。（2）旋动设定值调节杆，使指针指示在标度尺刻度0.5MPa上此值为下切换值。（3）接通电源，使压缩机工作，气体压力上升。反复调整切换差旋钮，使压力上升到0.6MPa（上切换值）时控制器开

14、关切换。3.注意（1）指针指示值为下切换值，设定值调节范围即下切换值调节范围。（2）切换差旋钮上数字仅表示切换差值的大小程度而非实际值，实际值应从标准表读取。（3）被控介质压力不超过某一给定压力值时。指针应调整在此给定值低一个切换差值（即下切换值）的位置上，调整完毕后，不准再旋动切换差旋钮。（4）规格表中给的切换差调节范围是指保证提供的最小调节范围，实际范围可比表列值略宽。1.3 Protel 99SE介绍使用计算机画电路原理图是现代电子技术设计的重要组成部分。在初步掌握了电路、数字电路和模拟电路的基本原理之后，就应该学会使用计算机设计电路原理图。1.3.1 原理图设计步骤（1） 设置原理图设

15、计环境。设计环境对原理图影响很大，在画原理图之前，应该把设计环境设置好。工作环境设置是使用Design/Options和Tool/Preferences菜单进行的。画原理图环境的设置主要包括图纸大小、捕捉栅格、电气栅格、模板设置等。（2） 放置元件。将电气和电子元件放置到图纸上。一般情况下元件的原理图符号在元件库中都可以找到，只需要将元件库中的元件从库中取出，放置在图上。由于元件种类非常多，都被分别放在不同的元件库中，所有应该知道哪类元件在哪些库中。（3） 原理图布线。元件一旦放置在原理图上，就需要用导线将元件连接起来，连接时一定要符合电气规则。（4） 编辑与调整。编辑元件的属性，这些属性包括

16、元件名、参数、封装图等。调整元件和导线的位置等操作。（5） 检查原理图。使用Protel 99SE的电气规则检查功能检查原理图的连接是否合理与正确，给出检查报告。若有错误就需要根据错误情况进行改正。（6） 生成网络表。生成原理图的网络表，所谓网络表就是元件名、封装、参数及元件之间的连接表，通过该表可以确认各个元件和它们之间的连接关系。（7） 打印输出。打印输出原理图。1.3.2 原理图设计对象在Protel 99SE中的设计对象包括电气、绘制和指示对象。电器对象：包括电阻、电容、集成电路等元件和连接他们的导线。绘制对象：包括圆、矩形、曲线、文字等图形物体，是纯粹的图形，没有电气上的意义。指示对

17、象：这些对象包括不进行电气规则检查的符号、印制板布局的符号等指示性符号。1.3.3 对象属性对象的特性描述称为属性。（1） Attributes页面是基本属性，需要经常修改的。其中Lib Ref：在元件库中的元件名称。Footprint：元件封装。Designator：标注编号（电路图中的流水编号）。Part Type：在原理图的元件参数，缺省和元件库中的元件名称一样。Sheet Path：图纸元件属性中，定义底层图纸的路径。Part：多元件芯片中的元件序号。Selection：定义元件处于选取状态。Hidden Pins：显示隐藏的元件管脚。Hidden Fields：显示隐藏的元件数据栏。

18、Field Name：显示隐藏的元件数据栏名称。（2） Graphical Attributes页面，其中Orientation：元件方向。Mode：图形模式选择。可选择的模式包括标准模式、DeMorgan模式和IEEE模式。X-Location：X方向位置。Y-Location：Y方向位置。Fill Color：填充颜色。Line Color：轮廓线颜色。Pin Color：管脚颜色。Local Color：将颜色设置应用于元件。Mirrored：元件镜像。（3） Part Field1-8页和Part Field9-16页，这两个页面用于设置元件数据栏的内容，就是说可以向这些数据栏中写入数

19、据和文字。这些数据和文字可以用于仿真和显示。（4） Read-Only Field页，该页面的功能设置元件的只读属性，其中的文字不能修改。（5） Global按钮，每一个页面上都有一个按钮Global。Global按钮的功能是修改本对象属性的同时，也可以修改其它对象的属性。但是究竟修改哪些对象，修改对象的哪些属性，需要进行设置。1.3.4 原理图中的常见的电气连接的方式(1) 连线与连线连接。(2) 网络标号与连线连接。(3) 网络标号与总线连接。(4) 连线与管脚连接。(5) 元件引脚与元件引脚连接。(6) 连线与端口。(7) 连线与图纸符号中的端口连接。(8) 端口与端口之间的逻辑连接。(

20、9) 图纸符号端口与端口之间的逻辑连接。相同名称的图纸符号端口和端口表示连接在一起。(10) 网络标号与网络标号之间的逻辑连接。相同名称的网络标号连接在一起。电气连接可以是原理图上之间的物理导线连接，也可以是网络标号之间逻辑连接。(11) 网络标号与元件引脚名称之间的连接。以上连接形式虽然很多，但是在最后形成网罗表的时候，只有管脚号和管脚号之间的连接关系，而连接形式的花样多，只是提供了方便的画图工具，使读图更加简单、方便。1.3.5 一些常用热键PgUp：放大视图。PgDn：缩小视图。End：刷新画面。Tab：在元件浮动状态时，编辑元件属性。Space bar：旋转元件或变更走线方式。X：元件

21、水平镜像。Y：元件垂直镜像。Esc：结束当前操作。1.3.6画原理图的目的画电路图本身就是设计电路，设计的结果是一张原理图、元件列表和原理图网络表。原理图网络表是画电路板图的基础。若是从最终结果是得到电路板图的角度来看原理图，则画原理图的目的是画电路板图而不是原理图本身。第二章 燃油锅炉的前景2.1 燃油锅炉存在的问题我国是以煤炭为主要能源的国家，煤炭占我国可燃矿物资源的96%。其中煤炭利用率最为集中，消耗量最大的就是各种燃煤锅炉。目前，我国拥有的中、小型燃油锅炉已达20多万台，而小型民用锅炉，特别是蒸发量2t/h以下的锅炉更是不计其数，且随着我国的国民经济的快速发展与人民生活水平的迅速提高，

22、对锅炉的需求量有日益增加的趋势。大多数锅炉的控制设备简陋，控制技术落后，效率低（蒸发量2t/h时以上锅炉的平均热效率约为70%，其它小型锅炉的平均热效率仅为49%），从而造成了燃料的大量浪费，而且严重污染空气，也不利于安全生产。近年来，为节约能源、减少污染，我国相继出台了许多环保法规，各大中城市和经济发达地区为了进一步改善空气质量，给居民创造一个空气清新、环境优美的生活和工作环境， 对市区和近郊内所有燃煤小炉灶、锅炉将分期分批逐步淘汰，取而代之的将是使用油、电、气等清洁能源的产品。多年的实践证明，“煤改油”的策略是一个行之有效的方法，因此市场上对燃油锅炉的需求量逐步增加。燃油锅炉作为一种新型高

23、效环保产品，在各国正在得到广泛推广。油雾发生器和控制系统是燃油锅炉的两大关键部件，直接影响锅炉的性能。如何设计性价比高并具有自主知识产权的控制系统对刚刚起步的我国燃油锅炉产业至关重要，是一个亟待解决的现实问题。目前，我国的燃油锅炉控制系统主要依赖进口，其市场基本被欧美和日、韩所垄断。所以，自行研究出能自动化的燃油锅炉，是我们迫切解决的关键问题燃油锅炉的安全运行与否,同锅炉水位的高低直接相关,水位的稳定是锅炉安全运行的首要条件。实践证明:许多炉膛灭火、爆炸、喷火、爆管，包的满水、干锅等设备事故及人身安全事故的发生的主要原因是显示报警系统不完备、连锁保护功能不全及自动控制水平不高。2.2 控制系统

24、改造的必要性随着科学技术的不断进步,被控对象越来越复杂,人们对控制精度的要求不断提高。由于被控对象和过程的非线性、时变性,多参数间的强耦合、随机干扰等因素,使得建立被控对象的精确数学模型变得很困难。在这些复杂的系统面前,传统的控制方法无法满足控制精度,而且系统稳定性差。燃油锅炉是一个多输入、多输出、多回路、非线性的相互关联的复杂调节对象,存在多个调节参数与被调参数以及干扰参数。为提高控制系统调节品质,在确定其控制方案时,要对多种因素综合考虑,采用的控制方法是模糊控制。为克服燃油锅炉控制系统存在的缺点,应进行锅炉控制系统的改造,提高锅炉运行的安全稳定性,同时降低设备的投入成本。第三章 改造方案3

25、.1 控制方案的比较第一种方案是对信号的采集、显示、算法及控制全部采用单片机设计；第二种方 是只采用设计；第三种方案是控制系统由单片机和共同组成,利用它们各自的优点，设计一套控制系统。但是控制复杂，操作工人不易操作，没有一定的文化基础很难学习。对于第一种方案,全部采用单片机设计,可以全自动傻瓜式的操作方法，只要一个简单的开关就可以对燃油锅炉进行自动控制，可以节省许多的人力物力。对于第二种方案,控制系统需要从现场采集的输入信号有:8个状态输入量、21个水位测量值信号、4个水位高/低报警信号、6个手动开关控制信号;输出信号有:8个状态显示、9个控制输出;39个输入信号、17个输出信号。由于只采用进

26、行控制,因此需要选用较多输入/输出点的,使得整套系统的价格昂贵,不具有推广价值。对于第三种方案,采用单片机和共同组成,输入信号由单片机采集并处理后再送入,只有重要的水位高/低保护信号不通过单片机而直接送到。接收外部输入信号,通过预先编制好的模糊控制算法进行分析、计算,控制算法的结果通过的输出端去控制就地的给水调节阀门。基于这些基础上，我们采用了第一套设计方案设计了一套设备。3.2 控制方案的特点对于第一种控制方案,从安全性来分析。首先,系统有两套锅炉水位测量装置,测量装置工作正常时,锅炉水位信号取两个信号的平均值,水位信号测量准确、可靠。由于控制器设置水位偏差报警功能,当某一侧的水位测量装置有

27、故障,使得两侧水位测量偏差超过一定值时,取其中正常的水位信号进行显示和控制,并送报警信号至控制器面板显示某侧水位计已坏,提醒维护人员及时维护。其次,大大降低了使用成本。再次,单片机价格便宜,使得整套系统成本较低。通过对各种控制系统组成方案进行分析比较,在确保锅炉运行安全的前提下,考虑整套控制装置的经济性,采用单片机使得锅炉控制器具备单片机价格低、功能强的特点,又适用于工业现场控制。第四章 硬件设计4.1 锅炉控制主板系统锅炉控制主板系统主要有五个部分组成。包括中央处理器系统、输入系统、输出系统、键盘和显示系统、电源。中央处理器系统：主要包括4个部分组成。内部数据存储器、内部程序存储器、定时器计

28、数器、信号引脚。内部数据存储器，包括RAM和ROM地址寄存器等。89C51芯片中共有256个RAM单元，其中后128单元被专用寄存器占用，供用户使用的只是前128单元，用于存放可读写的数据。因此，通常所说的内部数据存储器是指前128单元。内部程序存储器，包括ROM和持续地址寄存器等。89C51共有4KB掩膜ROM，用于存放程序和原始数据。定时器/计数器，出于控制应用的需要，89C51共有两个16位的定时器/计数器，以实现定时或计数功能，并以其定时或计数结果对单片机进行控制。信号引脚，89C51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片,其引脚的定义及简单功能说明如下：1.信号引脚介绍输入/输出口线

29、P0.0P0.7 P0口8位双向口线P1.0P1.7 P1口8位双向口线P2.0P2.7 P2口8位双向口线P3.0P3.7 P3口8位双向口线ALE 地址锁存控制信号在系统扩展时，ALE用于控制把P0口输出的低8位地址送入锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的分时传送。此外由于ALE是以六分之一晶振频率的古代频率输出的正脉冲，因此可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。 外部程序存储器读选通信号在读外部ROM时有效（低电平），以实现外部ROM单元的读操作。 访问程序存储器控制信号当信号为低电平时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器；而当信号为高电平时，则对ROM的读操作是从内部程序存储器开始，并

30、可延续至外部程序存储器。RST 复位信号当输入的复位信号延续2个机器周期以上高电平时即有效，用以完成单片机的复位操作。XTAL1和XTAL2 外接晶体引线端当使用芯片内部时钟时，此二引线端用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。Vss 地线Vcc +5V电源2.P3口线的第二功能P3的8条口线都定义有第二功能，具体如下表所示口线第二功能信号名称P3.0RXD串行数据接收P3.1TXD串行数据发送P3.2外部中断0申请P3.3外部中断1申请P3.4T0定时器/计数器0计数输入P3.5T1定时器/计数器1计数输入P3.6外部RAM写选通P3.7外部RAM读选通4.2

31、输入系统36V 超高水位 高水位 低水位 超低水位锅炉内的水位控制系统如上图所示，锅炉内有四根电极棒，分别为超高水位棒、高水位棒、低水位棒和超低水位棒。每一根电极棒竖直放在锅炉内，上头接着电桥的一端。锅炉的外壳接着36V电源的负极，当水位接触到电极棒的另一端时，电桥的两端就通电，继电器的两端就有直流电，继电器就闭合，这时就有一个信号送到光电耦合器中。这样有四组，CPU就根据程序来判断水位到达什么位置，从而做出相应的处理。锅炉内的气体压力通过压力控制器输出的开关量信号经光电耦合电路输入单片机中。这里有两个元件简单介绍一下。第一、光电耦合器光电耦合器具有体积小、使用寿命长、工作温度范围宽、抗干扰性

32、能强、无触点且输入与输出在电气上完全隔离等特点，保障系统在高电压、大功率辐射环境下安全可靠地工作。光电耦合器的1脚接12V电压，2脚接输入信号，3脚接接地信号，4脚接CPU。当输入信号高电平时，光电耦合器内的二极管就不导通，4脚的电平就为0；当输入信号为低电平时，光电耦合器内的二极管就导通，右边也导通，4脚的电平就为1。系统输入有六个信号，压力信号两个，水位信号四个。每一个信号进入，经过一个反向器，进入光隔（光隔的内部结构如图所示），所以系统有六个光隔。本系统采用六个光隔，目的是为了把主板与外电路分离开来，提高系统的安全性。第二、压力控制器结构原理：控制器的工作原理是基于检测元件（测量系统中的

33、弹簧管）的弹性变形来驱使机能元件（控制装置中的微动开关）产生快速的开关跳跃动作。即在被测（控）介质的压力作用下，迫使弹簧管之自由端产生相应的弹簧性位移，而与管端相连的微动开关中的按钮（推杆）也随之产生相应动作，待压力达到所设定的控制之瞬时，开关触点即切换，致使控制系统中的电路得以断开或接通，并同时发出灯光信号，以实现自动控制的目的。在这里，我们选用YWK-50压力控制器，它的功能在第一章中已作了详细的说明，我们在这里就不加多说了。压力控制的作用是当压力低于整定值时压力控制器输出信号接通；压力高于整定值时信号断开；信号断开后当压力下降到回差整定值时再次接通。P大火小火都关p2小火开，大火关p1

34、大火小火都开04.3 输出系统 其中下图所示是一个4个脚的继电器的内部工作原理继电器“34”端平时是断开的，当“12”端 之间加上电压以后(此例中为+12V)，通过线圈coil，就会把开关switch打开，此时“34”就是导通的。因此，“12”端所起到的作用，只是一个控制开关而已。继电器本身就是一个开关，广泛应用于计算机自动控制领域，由于继电器的所需驱动功率较低，直接和逻辑电路兼容，不必加中间缓冲器或驱动器即可直接驱动。目前固体继电器以被广泛应用于工业自动化控制，如电机、灯、加热器、螺线管、电磁阀、变压器等。本系统中在继电器负载两端并联一只二极管，起保护作用。系统共有三路输出信号，分别接水泵开

35、关、大火开关和小火开关。输出信号从CPU的P1口出来，若信号为高电平，经过反向器后，变为低电平，三极管就导通，此时，继电器的“12”端之间就加上了电压，“34”就导通，从而接通外电路的水泵或者两段火的开关。4.4键盘和显示系统具体接法如电路原理图系统这样设计的最大的优点在于一共占用了CPU的13条线就完成了键盘和显示的全过程，比一般的接法省下了不少的资源。由于数码管内部实质为八个发光二极管，所以系统的14个指示灯可以把它当作两个数码管处理。所以本系统相当于使用的六位数码管，对六位数码管显示器，通常都是采用动态扫描的方法显示，即逐个地循环地点亮各显示器。这样虽然在任意时刻只有一位显示器被点亮，但

36、是由于人眼具有视觉残留效应，只要扫描显示频率大于25次/秒，看起来与全部显示器持续点亮效果完全一样。为了实现数码管显示器的动态扫描，除了要给显示器提供段（字形代码）的输入之外，还要对显示器位选进行控制，这就是通常所说的段控和位控。因此多个数码管显示器接口电路需要有二个输出口，其中一个用于输出8个段控线（有小数点显示）；另一个输出位线，位控线的数目等于显示器的数量。其中P3.4P3.6为CPU输出的位控线。因此P3口输出加74HC138既进行反相和提高驱动能力又可以三个CPU的端口，然后再接各LED显示器的空端。P1口也为输出口（段控口），以输出8位字形代码（段控线）。段控线的负载电流约为8ma

37、,为提高显示亮度，所以加了一个74HC245进行段控输出驱动。键盘采用的经典的动态扫描的接法。LED的每一位分别接着一个键盘，所以当LED某一位选通时，CPU就读接着键盘的P3.3口，如果P3.3口为低电平，说明该LED对应的键盘被按下，CPU就处理相应的键盘功能程序。也就是说CPU根据P3.3口和138输出的值来处理键盘功能程序。如果P3.3口为高电平，说明该LED对应的键盘没有被按下。4.5 电源系统有两个电源，一个5V的主控制电源，一个12V的外控制电源。电源通过220V变压后得到9V的电源，再经过典型的桥式整流、滤波和稳压管得到一个稳定的5V直流电源。同理得到一个稳定的12V直流电源，

38、这两个电源为整个系统提供了能源保证。具体电路图如下：4.6 软件设计总体设计流程：电 源显示输出CPU输入程序设计流程图说明：1P1为低压安全信号，P2为高压安全信号2H1为低水位安全信号，H2为高水位安全信号上电复位执行程序初始化读压力信号P与P1P2相比PP1 PP2P1PP2报警，两段火都关两段火都开大火关，小火开显示压力，大小火灯都灭显示压力，大火灯亮显示压力，两段火的灯亮读水位信号H与H1H2相比低于低水位 低水位时低水位与高水位之间 高水位时 高于高水位水泵停水泵开水泵保持原状高水位灯亮低水位灯亮正常水位灯亮报警，停炉保护报警，停炉保护“高水位”灯烁“低水位”灯烁第五章 系统的特点

39、5.1 系统可靠性高燃油锅炉控制器由可编程控制器全自动控制,系统运行可靠、抗干扰能力强,对重要的保护信号采用冗余的方式,大大提高了整套燃油锅炉控制系统的安全可靠性。5.2 显示界面直观、方便控制系统面板显示直观、功能齐全,利于运行和监控。整个系统的显示界面包括:3个数字量显示(水位、水泵阀门、燃烧器)、水位报警、超压报警。5.3 系统组态灵活方便单片机程序采用模块化设计的程序设计方法,既方便程序的修改和调试,又能实现软件的自诊断,提高了软件的易理解性和易维护性。整套系统组态灵活、修改方便。5.4 经济效益好控制系统响应速度快、控制精度高、结构合理、功能齐全,软、硬件配置可靠性高,具有较高的实用

40、价值和推广前景,能够满足中、小型燃油锅炉的控制要求。第六章 结束语采用单片机设计出的燃油锅炉控制器,能够针对锅炉水位的不同状态和不同外界条件进行控制,锅炉水位运行稳定、控制品质良好、控制效果明显改善;同时大大提高了控制系统的抗干扰能力,保证了燃油锅炉的稳定运行。燃油锅炉控制器充分利用了单片机和可编程控制器的特点,较好地解决了高性能与低成本之间的矛盾。控制装置具有成本低、抗干扰能力强、控制性能好等优点,且系统硬、软件维护简单方便,尤其适用于工业控制现场,具有良好的应用前景。参考文献：【1】单片微型机原理应用与实践 张友德、赵志英 复旦大学出版社【2】单片微机测控系统大全 王福瑞 北京航空航天大学

41、出版社 2002年【3】单片机基础 李广第 北京航空航天大学出版社 2001年【4】电路原理图与电路板设计教程 Protel99se 夏路易 北京希望电子出版社【5】液晶显示应用技术 李维、郭强 电子工业出版社 2002年【6】过程控制工程 即裕森 机械工业出版社【7】电子技术基础 康华光 高等教育出版社【8】可编程序控制器及其通信网络技术 郭宗仁 北京人民邮电出版社 1999年【9】片机原理及接口技术 李朝青 北京航空航天大学出版社 1999年【10】工业锅炉节能的控制技术 鹿世金 兵器工业出版社 1993年【11】工业锅炉自动控制 张亮明、夏桂娟 中国建筑工业出版社 1987年【12】可编程控制器在工业燃油锅炉控制中的应用 仲照东、高玲 1999年PCB图