文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 小型热水锅炉单片机温度控制系统(一)

小型热水锅炉单片机温度控制系统(一)

前言

随着信息科学技术和微电子技术及计算机技术的飞速发展,特别是针对测控特点而设计的微控制器出现,把单片机测控系统的设计带到了一个崭新的领域,依靠自己的技术力量来构成一个计算机应用系统,是广大非计算机硬件专业的工程技术人员梦寐以求愿望。只有在单片机芯片技术取得令人惊叹的今天,这个梦想才得以实现。由于单片机测控系统的设计不仅需要单片机方面的基础知识,而且还需要诸如传感器、仪表、信号检测、自动控制、执行机构、测控对象建模、总体结构设计、数字通信等专业知识,因此本设计对小型热水锅炉单片机温度控制系统作了全面的介绍。

本设计共分5章。第一章介绍了

小型热水锅炉单片机温度控制系统

摘要:本文介绍了用8051单片机构成的小型热水锅炉温度控制的最小系统,主要包括数学模型的建立、硬件电路的设计及其分析和软件程序的编程及其分析。

关键词:单片机;温度控制系统;热水锅炉;温度检测

冬季分散取暖通常采用热水锅炉人工定时烧水供热的方法。这种方法好煤量大,居室温度变化大,费电,费人力。为解决这个问题,本文介绍了一种用单片机控制热水锅炉供热的系统装置。

一. 供暖系统的数学模型

对于供暖系统,环境温度反映了需热量,供水温度反映了供热量。供暖对系统的要求为:环境温度低时,供水温度高;环境温度高时,供水温度低。根据实践经验,建立供热系统的控制数学模型如下:

95℃ -10℃

上限 =

85℃ - -10℃≤ ≤15℃

75℃ -10℃

T下限 =

65℃ - -10℃≤≤15℃

式中, T上限为供水上限温度, T下限为供水下限温度,为环境温度。

上式说明,环境温度低于16 ℃时,每降低1℃,供水温度上、下限升高1℃;环境温度低于-10℃时,供水上限温度为95℃,下限温度为75℃。

供水上限温度为停机温度,在开机状态下,当供水温度达到上限温度时系统停机。供水下限温度为开机温度,在停机状态下,当供水温度降至开机温度时系统即开机。当环境温度高于16℃时系统停机。供水温度始终在上限温度和下限温度之间变化。

二. 硬件电路及其分析

用8051单片机构成的热水锅炉温度控制电路如图1所示。

此电路采用MCS-51系列的8051单片机控制。由于本系统所用的程序存储空间不大,所以不用扩展外部存储器。8051采用40引脚双列直插封装(DIP)方式。当然,不同芯片之间引脚功能也略有差异。8051单片机是高性能单片机,因为受到引脚数目的限制,所以有不少引脚具有第二功能,其中有些功能是8751芯片所专有的,引脚图如图2所示。

各引脚功能简要说明如下:

电源引脚和

(40脚):电源端,为+5V。

(20脚):接地端。

时钟电路引脚XTAL1和XTAL2

XTAL2(18引脚):接外部晶体和微调电容的一端。在8051片内它是振荡电路反相放大器的输出端,振荡电路的频率就是晶体固有频率。若需采用外部时钟电路时,该引脚输入外时钟脉冲。

要检查8051的振荡电路是否正常工作,可用示波器查看XTAL2端是否有脉冲信号输出即可。

XTAL1(19引脚):接外部晶体和微调电容的另一端。在片内它是振荡电路反相放大器的输入端。在采用外部时钟时,该引脚必须接地。

3.控制信号引脚RST、ALE、和

RST/VPD (9脚):RST是复位信号输入端,高电平有效。当此输入端保持两个机器周期(24个时钟振荡周期)的高电平时,就可以完成复位操作。RST引脚的第二功能是VPD,即备用电源的输入端。当主电源发生故障,降低到低电平规定值时,将+5V电源自动接入RST端,为RAM 提供备用电源,以保证存储在RAM中的信息不丢失,以使复电后能继续正常运行。

ALE(30脚):地址锁存允许信号端。当8051上电正常工作后,ALE引脚不断向外输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。CPU访问片外存储器时,ALE输出信号作为锁存低8位地址的控制信号。在CPU访问片外数据存储器时,每取指一次(一个机器周期)会丢失一个脉冲。

平时不访问片外存储器时,ALE端也以1/6的振荡频率固定输出正脉冲,因而ALE信号可以用作对外输出时钟或定时信号。如果你想看一下8051芯片的好坏,可用示波器查看ALE端是否有脉冲信号输出,如有脉冲信号输出,则8051基本上是好的。

ALE端的负载驱动能力为8个LS型TTL负载。

(29脚):程序存储允许输出端。在访问片外程序存储器时,此端定时输出负脉冲作为读片外存储器的选通信号。此引脚接EPROM的端,端有效,即允许读出EPROM/ROM中的指令码。CPU在从外部EPROM/ROM取指期间,信号在每个机器周期(12个时钟周期)中两次有效。不过,在访问片外RAM时,要少产生两次负脉冲信号。

端同样可驱动8

相关文档
相关文档 最新文档