【毕业设计】4-基于单片机的锅炉控制系统的研究与设计（原理图+源代码+仿真工程+答辩论文+答辩PPT）
【毕业设计】4-基于单片机的锅炉控制系统的研究与设计（原理图+源代码+仿真工程+答辩论文+答辩PPT）
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- 【毕业设计】4-基于单片机的锅炉控制系统的研究与设计（原理图+源代码+仿真工程+答辩论文+答辩PPT）
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- 任务书
- 设计说明书
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- 摘要
- 设计框架架构
- 设计说明书及设计文件
- 源码展示
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答辩PPT
参考设计论文（低重复率） 24783字
原理图工程文件
原理图截图
仿真模型工程文件
仿真截图
任务书
随着现代工业技术的飞速发展，对能源利用率的要求越来越高，锅炉作为一次能源转化为二次能源的重要设备之一，其控制和管理的水平也日趋提高。该课题期望实现的目标：
1.使用STC89C51单片机作为系统的主控制器；
2.可以检测锅炉控制系统的温度、压强、等信息；
3.可以设定报警值，当超过设置值后系统报警；
4.可以实现温度、压强，设定的报警值显示功能。
5.选择合适与系统的元器件并且需要保证系统反应灵敏，具有较高的稳定性、抗干扰能力、性价比。
设计说明书
摘要
本次系统为锅炉控制系统的研究与设计，随着工业的不断发展对锅炉控制系统需要进一步的研究，当前锅炉的控制系统中不能精确地对锅炉的内部进行检测，如温度、压强等多个参数进行统一检定。只能通过对锅炉的压力或者温度某一个值来进行检查，不会进行报警处理。针对此现象设计出一款可以实现温度压强报警及为一体的锅炉控制系统，可以实现，对温度和压强值得设定，当系统超过设定值则通过声学和光学报警，通过此监控可以达到节约能源并且防止安全事故发生的优良控制系统。
本系统通过对系统的分析研究，选择使用MPX4115传感器、ADC0832模数转换器、DS18B20温度传感器，STC89C52单片机、LCD1602液晶显示器作为本次系统的核心元器件，对系统的硬件电路搭建软件程序编写。通过PROTEUS仿真软件通过对温度和气压的测试，可以发现所设计的控制系统能够满足设计要求，达到了预期的效果完成系统设计。
在设计过程中考虑到系统的工作环境要求以及系统的稳定性和干扰能力，导致系统具有较高的推广意义和使用价值。
设计框架架构
设计说明书及设计文件
总字数:24783 低重复率终稿
源码展示
#include //包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊功能寄存器的定义
#include "intrins.h"
#define u8 unsigned char
#define u16 unsigned int
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar yushe_wendu=50; //温度预设值
uchar yushe_yaqiang=100; //烟雾预设值
uint wendu; //温度值全局变量
uchar yaqiang; //用于读取ADC数据
//运行模式
uchar Mode=0; //=1是设置温度阀值 =2是设置烟雾阀值 =0是正常监控模式
//管脚声明
sbit Led_Reg =P2^2; //红灯
sbit Led_Yellow =P2^4; //黄灯
sbit Buzzer =P2^0; //蜂鸣器
sbit Fan =P3^3; //
/********************************************************************
* 名称 : delay_1ms()
* 功能 : 延时1ms函数
* 输入 : q
* 输出 : 无
***********************************************************************/
void delay_ms(uint q)
{
uint i,j;
for(i=0;i0;x--)
for(y=10;y>0;y--);
}
void LCD_WriteData(u8 dat)
{
if(dat&0x01)D0=1;else D0=0;
if(dat&0x02)D1=1;else D1=0;
if(dat&0x04)D2=1;else D2=0;
if(dat&0x08)D3=1;else D3=0;
if(dat&0x10)D4=1;else D4=0;
if(dat&0x20)D5=1;else D5=0;
if(dat&0x40)D6=1;else D6=0;
if(dat&0x80)D7=1;else D7=0;
}
//写命令
void write_com(uchar com)
{
LCDRS=0;
LCD_WriteData(com);
// DAT=com;
LCDdelay(5);
LCDEN=1;
LCDdelay(5);
LCDEN=0;
}
//写数据
void write_data(uchar date)
{
LCDRS=1;
LCD_WriteData(date);
// DAT=date;
LCDdelay(5);
LCDEN=1;
LCDdelay(5);
LCDEN=0;
}
/*------------------------------------------------
选择写入位置
------------------------------------------------*/
void SelectPosition(unsigned char x,unsigned char y)
{
if (x == 0)
{
write_com(0x80 + y); //表示第一行
}
else
{
write_com(0xC0 + y); //表示第二行
}
}
/*------------------------------------------------
写入字符串函数
------------------------------------------------*/
void LCD_Write_String(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s)
{
SelectPosition(x,y) ;
while (*s)
{
write_data( *s);
s ++;
}
}
//========================================================================
// 函数: void LCD_Write_Char(u8 x,u8 y,u16 s,u8 l)
// 应用: LCD_Write_Char(0,1,366,4) ;
// 描述: 在第0行第一个字节位置显示366的后4位,显示结果为 0366
// 参数: x:行,y:列,s:要显示的字,l:显示的位数
// 返回: none.
// 版本: VER1.0
// 日期: 2013-4-1
// 备注: 最大显示65535
//========================================================================
void LCD_Write_Char(u8 x,u8 y,u16 s,u8 l)
{
SelectPosition(x,y) ;
if(l>=5)
write_data(0x30+s/10000%10); //万位
if(l>=4)
write_data(0x30+s/1000%10); //千位
if(l>=3)
write_data(0x30+s/100%10); //百位
if(l>=2)
write_data(0x30+s/10%10); //十位
if(l>=1)
write_data(0x30+s%10); //个位
}
/*1602指令简介
write_com(0x38);//屏幕初始化
write_com(0x0c);//打开显示 无光标 无光标闪烁
write_com(0x0d);//打开显示 阴影闪烁
write_com(0x0d);//打开显示 阴影闪烁
*/
//1602初始化
void Init1602()
{
uchar i=0;
write_com(0x38);//屏幕初始化
write_com(0x0c);//打开显示 无光标 无光标闪烁
write_com(0x06);//当读或写一个字符是指针后一一位
write_com(0x01);//清屏
}
void Display_1602(yushe_wendu,yushe_yaqiang,c,temp)
{
//显示预设温度
LCD_Write_Char(0,6,yushe_wendu,2) ;
//显示预设烟雾
LCD_Write_Char(0,13,yushe_yaqiang,3) ;
//时时温度
LCD_Write_Char(1,6,c/10,2) ;
write_data('.');
LCD_Write_Char(1,9,c%10,1) ;
//时时烟雾
LCD_Write_Char(1,13,temp,3) ;
}
/***********************************************************************************************************
ADC0832相关函数
***********************************************************************************************************/
sbit ADCS =P1^5; //ADC0832 片选
sbit ADCLK =P1^2; //ADC0832 时钟
sbit ADDI =P1^3; //ADC0832 数据输入 /*因为单片机的管脚是双向的,且ADC0832的数据输入输出不同时进行,
sbit ADDO =P1^3; //ADC0832 数据输出 /*为节省单片机引脚,简化电路所以输入输出连接在同一个引脚上
//========================================================================
// 函数: unsigned int Adc0832(unsigned char channel)
// 应用: temp=Adc0832(0);
// 描述: 读取0通道的AD值
// 参数: channel:通道0和通道1选择
// 返回: 选取通道的AD值
// 版本: VER1.0
// 日期: 2015-05-29
// 备注:
//========================================================================
unsigned int Adc0832(unsigned char channel)reentrant
{
uchar i = 0;
uint dat = 0;
uchar ndat = 0;
ADCS = 0; //拉低CS端
_nop_();
_nop_();
ADCLK = 1; //拉高CLK端
ADDI = 1;
_nop_();
_nop_();
ADCLK = 0; //拉低CLK端,形成下降沿1
_nop_();
_nop_();
ADCLK = 1; //拉高CLK端
ADDI = 0x00;
_nop_();
_nop_();
ADCLK = 0; //拉低CLK端,形成下降沿2
_nop_();
_nop_();
ADCLK = 1; //拉高CLK端
ADDI = 0x01;
_nop_();
_nop_();
ADCLK = 0; //拉低CLK端,形成下降沿3
_nop_();
_nop_();
for(i = 0;i < 8;i ++)
{
dat |= ADDO; //收数据
ADCLK = 1;
_nop_();
_nop_();
ADCLK = 0; //形成一次时钟脉冲
_nop_();
_nop_();
dat <<= 1;
}
for(i = 0;i < 7;i ++)
{
ndat >>= 1;
ADCLK = 1;
_nop_();
_nop_();
ADCLK = 0; //形成一次时钟脉冲
_nop_();
_nop_();
if(ADDO)
ndat |= 0x80;
}
ADCS = 1; //拉高CS端
if(dat == ndat)
return (((10.0 / 23.0) * dat) + 9.3) ; //y=(115 - 15) / (243 - 13) * X + 9.3kpa，放大10倍，便于后面的计算
else
return adc0832();
}
/***********************************************************************************************************
DS18B20相关函数
***********************************************************************************************************/
sbit DQ = P1^0; //ds18b20的数据引脚
/*****延时子程序：该延时主要用于ds18b20延时*****/
void Delay_DS18B20(int num)
{
while(num--) ;
}
/*****初始化DS18B20*****/
void Init_DS18B20(void)
{
unsigned char x=0;
DQ = 1; //DQ复位
Delay_DS18B20(8); //稍做延时
DQ = 0; //单片机将DQ拉低
Delay_DS18B20(80); //精确延时，大于480us
DQ = 1; //拉高总线
Delay_DS18B20(14);
x = DQ; //稍做延时后，如果x=0则初始化成功，x=1则初始化失败
Delay_DS18B20(20);
}
/*****读一个字节*****/
unsigned char ReadOneChar(void)
{
unsigned char i=0;
unsigned char dat = 0;
for (i=8;i>0;i--)
{
DQ = 0; // 给脉冲信号
dat>>=1;
DQ = 1; // 给脉冲信号
if(DQ)
dat|=0x80;
Delay_DS18B20(4);
}
return(dat);
}
/*****写一个字节*****/
void WriteOneChar(unsigned char dat)
{
unsigned char i=0;
for (i=8; i>0; i--)
{
DQ = 0;
DQ = dat&0x01;
Delay_DS18B20(5);
DQ = 1;
dat>>=1;
}
}
/*****读取温度*****/
unsigned int ReadTemperature(void)
{
unsigned char a=0;
unsigned char b=0;
unsigned int t=0;
float tt=0;
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0x44); //启动温度转换
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器
a=ReadOneChar(); //读低8位
b=ReadOneChar(); //读高8位
t=b;
t<<=8;
t=t|a;
tt=t*0.0625;
t= tt*10+0.5; //放大10倍输出并四舍五入
return(t);
}
//=====================================================================================
//=====================================================================================
//=====================================================================================
/*****校准温度*****/
u16 check_wendu(void)
{
u16 c;
c=ReadTemperature()-5; //获取温度值并减去DS18B20的温漂误差
if(c<1) c=0;
if(c>=999) c=999;
return c;
}
/***********************************************************************************************************
按键检测相关函数
***********************************************************************************************************/
//按键
sbit Key1=P1^6; //设置键
sbit Key2=P1^7; //加按键
sbit Key3=P3^2; //减按键
#define KEY_SET 1 //设置
#define KEY_ADD 2 //加
#define KEY_MINUS 3 //减
//========================================================================
// 函数: u8 Key_Scan()
// 应用: temp=u8 Key_Scan();
// 描述: 按键扫描并返回按下的键值
// 参数: NONE
// 返回: 按下的键值
// 版本: VER1.0
// 日期: 2015-05-29
// 备注: 该函数带松手检测,按下键返回一次键值后返回0,直至第二次按键按下
//========================================================================
u8 Key_Scan()
{
static u8 key_up=1;//按键按松开标志
if(key_up&&(Key1==0||Key2==0||Key3==0))
{
delay_ms(10);//去抖动
key_up=0;
if(Key1==0) return 1;
else if(Key2==0)return 2;
else if(Key3==0)return 3;
}
else if(Key1==1&&Key2==1&&Key3==1)
key_up=1;
return 0;// 无按键按下
}
void main (void)
{
u8 key;
wendu=check_wendu(); //初始化时调用温度读取函数 防止开机85°C
Init1602(); //调用初始化显示函数
LCD_Write_String(0,0,"SET T:00 P:000"); //开机界面
LCD_Write_String(1,0,"NOW T:00.0 P:000");
delay_ms(1000);
wendu=check_wendu(); //初始化时调用温度读取函数 防止开机85°C
while (1) //主循环
{
key=Key_Scan(); //按键扫描
yaqiang=Adc0832(0); //读取烟雾值
wendu=check_wendu(); //读取温度值
if(key==KEY_SET)
{
Mode++;
}
switch(Mode) //判断模式的值
{
case 0: //监控模式
{
Display_1602(yushe_wendu,yushe_yaqiang,wendu,yaqiang); //显示预设温度，预设烟雾，温度值，烟雾值
if(yaqiang>=yushe_yaqiang) //烟雾值大于等于预设值时
{
Led_Reg=0; //烟雾指示灯亮
Fan=0;
Buzzer=0; //蜂鸣器报警
}
else //烟雾值小于预设值时
{
Led_Reg=1; //关掉报警灯
Fan=1;
}
if(wendu>=(yushe_wendu*10)) //温度大于等于预设温度值时（为什么是大于预设值*10：因为我们要显示的温度是有小数点后一位，是一个3位数，25.9°C时实际读的数是259，所以判断预设值时将预设值*10）
{
Buzzer=0; //打开蜂鸣器报警
Led_Yellow=0; //打开温度报警灯
}
else //温度值小于预设值时
{
Led_Yellow=1; //关闭报警灯
}
if((yaqiang=99) //当阀值加到大于等于99时
yushe_wendu=99; //阀值固定为99
LCD_Write_Char(0,6,yushe_wendu,2) ;//显示预设温度
}
if(key==KEY_MINUS) //减键按下
{
if(yushe_wendu<=1) //当温度上限值减小到1时
yushe_wendu=1; //固定为1
yushe_wendu--; //预设温度值减一,最小为0
LCD_Write_Char(0,6,yushe_wendu,2) ;//显示预设温度
}
break; //执行后跳出switch
}
case 2: //预设烟雾模式
{
SelectPosition(0,12) ; //指定位置
write_com(0x0d); //打开显示 无光标 光标闪烁
if(key==KEY_ADD) //加键按下
{
if(yushe_yaqiang>=255) //当阀值加到大于等于255时
yushe_yaqiang=254; //阀值固定为254
yushe_yaqiang++; //预设烟雾值（阀值）加1,最大为255
LCD_Write_Char(0,13,yushe_yaqiang,3) ;//显示预设烟雾
}
if(key==KEY_MINUS) //减键按下
{
if(yushe_yaqiang<=1) //当烟雾上限值减小到1时
yushe_yaqiang=1; //固定为1
yushe_yaqiang--; //预设温度值减一,最小为0
LCD_Write_Char(0,13,yushe_yaqiang,3) ;//显示预设烟雾
}
break;
}
default :
{
write_com(0x38);//屏幕初始化
write_com(0x0c);//打开显示 无光标 无光标闪烁
Mode=0; //恢复正常模式
break;
}
}
}
}
```