1、小型熱水鍋爐單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)(一)     前言隨著信息科學(xué)技術(shù)和微電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是針對(duì)測(cè)控特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的微控制器出現(xiàn)，把單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶到了一個(gè)嶄新的領(lǐng)域，依靠自己的技術(shù)力量來(lái)構(gòu)成一個(gè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，是廣大非計(jì)算機(jī)硬件專業(yè)的工程技術(shù)人員夢(mèng)寐以求愿望。只有在單片機(jī)芯片技術(shù)取得令人驚嘆的今天，這個(gè)夢(mèng)想才得以實(shí)現(xiàn)。由于單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅需要單片機(jī)方面的基礎(chǔ)知識(shí)，而且還需要諸如傳感器、儀表、信號(hào)檢測(cè)、自動(dòng)控制、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、測(cè)控對(duì)象建模、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)字通信等專業(yè)知識(shí)，因此本設(shè)計(jì)對(duì)小型熱水鍋爐單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)作了全面

2、的介紹。    本設(shè)計(jì)共分5章。第一章介紹了  小型熱水鍋爐單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)摘要：本文介紹了用8051單片機(jī)構(gòu)成的小型熱水鍋爐溫度控制的最小系統(tǒng)，主要包括數(shù)學(xué)模型的建立、硬件電路的設(shè)計(jì)及其分析和軟件程序的編程及其分析。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；溫度控制系統(tǒng)；熱水鍋爐；溫度檢測(cè)   冬季分散取暖通常采用熱水鍋爐人工定時(shí)燒水供熱的方法。這種方法好煤量大，居室溫度變化大，費(fèi)電，費(fèi)人力。為解決這個(gè)問題，本文介紹了一種用單片機(jī)控制熱水鍋爐供熱的系統(tǒng)裝置。一. 供暖系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 對(duì)于供暖系統(tǒng)，環(huán)境溫度反映了需熱量，供水溫度反映了供熱

3、量。供暖對(duì)系統(tǒng)的要求為：環(huán)境溫度低時(shí)，供水溫度高；環(huán)境溫度高時(shí)，供水溫度低。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，建立供熱系統(tǒng)的控制數(shù)學(xué)模型如下：                   95     < -10       上限   =        

4、;             85 -      -10   15                             75&#

5、160;        < -10                T下限 =                     65 -    

6、     -1015式中， T上限為供水上限溫度，  T下限為供水下限溫度，   為環(huán)境溫度。   上式說(shuō)明，環(huán)境溫度低于16 時(shí)，每降低1，供水溫度上、下限升高1；環(huán)境溫度低于-10時(shí)，供水上限溫度為95，下限溫度為75。 供水上限溫度為停機(jī)溫度，在開機(jī)狀態(tài)下，當(dāng)供水溫度達(dá)到上限溫度時(shí)系統(tǒng)停機(jī)。供水下限溫度為開機(jī)溫度，在停機(jī)狀態(tài)下，當(dāng)供水溫度降至開機(jī)溫度時(shí)系統(tǒng)即開機(jī)。當(dāng)環(huán)境溫度高于16時(shí)系統(tǒng)停機(jī)。供水溫度始終在上限溫度和下限溫度之間變化。二. 硬件電路及其分析 用8051單片機(jī)構(gòu)成的

7、熱水鍋爐溫度控制電路如圖1所示。    此電路采用MCS-51系列的8051單片機(jī)控制。由于本系統(tǒng)所用的程序存儲(chǔ)空間不大，所以不用擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器。8051采用40引腳雙列直插封裝（DIP）方式。當(dāng)然，不同芯片之間引腳功能也略有差異。8051單片機(jī)是高性能單片機(jī)，因?yàn)槭艿揭_數(shù)目的限制，所以有不少引腳具有第二功能，其中有些功能是8751芯片所專有的，引腳圖如圖2所示。  各引腳功能簡(jiǎn)要說(shuō)明如下：電源引腳和(40腳)：電源端，為+5V。 (20腳)：接地端。時(shí)鐘電路引腳XTAL1和XTAL2 XTAL2（18引腳）：接

8、外部晶體和微調(diào)電容的 一端。在8051片內(nèi)它是振蕩電路反相放大器的輸出端，振蕩電路的頻率就是晶體固有頻率。若需采用外部時(shí)鐘電路時(shí)，該引腳輸入外時(shí)鐘脈沖。 要檢查8051的振蕩電路是否正常工作，可用示波器查看XTAL2端是否有脈沖信號(hào)輸出即可。 XTAL1（19引腳）：接外部晶體和微調(diào)電容的另一端。在片內(nèi)它是振蕩電路反相放大器的輸入端。在采用外部時(shí)鐘時(shí)，該引腳必須接地。3.控制信號(hào)引腳RST、ALE、和    RST/VPD (9腳)：RST是復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。當(dāng)此輸入端保持兩個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)時(shí)鐘振蕩周期）的高電平時(shí)，就可以完成復(fù)位操

9、作。RST引腳的第二功能是VPD,即備用電源的輸入端。當(dāng)主電源發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值時(shí)，將+5V電源自動(dòng)接入RST端，為RAM提供備用電源，以保證存儲(chǔ)在RAM中的信息不丟失，以使復(fù)電后能繼續(xù)正常運(yùn)行。 ALE（30腳）：地址鎖存允許信號(hào)端。當(dāng)8051上電正常工作后，ALE引腳不斷向外輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。CPU訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)，ALE輸出信號(hào)作為鎖存低8位地址的控制信號(hào)。在CPU訪問片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，每取指一次（一個(gè)機(jī)器周期）會(huì)丟失一個(gè)脈沖。 平時(shí)不訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)，ALE端也以1/6的振蕩頻率固定輸出正脈沖，因而ALE信號(hào)可以用作對(duì)外輸出時(shí)鐘或定時(shí)信號(hào)。如果你想看一下8051芯片的好壞，可用示波器查看ALE端是否有脈沖信號(hào)輸出，如有脈沖信號(hào)輸出，則8051基本上是好的。 ALE端的負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力為8個(gè)LS型TTL負(fù)載。 （29腳）：程序存儲(chǔ)允許輸出端。在訪問片外程序存儲(chǔ)器時(shí)，此端定時(shí)輸出負(fù)脈沖作為讀片外存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。此引腳接EPROM的端，端有效，即允許讀出EPROM/ROM中的指令碼。CPU在從外部EPROM/ROM取指期間，信號(hào)在每