【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）任务书设计说明书摘要设计框架架构设计说明书及设计文件源码展示任务书
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。
资料链接
英文文献及翻译
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
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 <reg52.h> //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" #defineu8 unsigned char#defineu16 unsigned int#defineuchar unsigned char#defineuint unsigned intuchar 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;i<q;i++)for(j=0;j<110;j++);}/***********************************************************************************************************LCD1602相关函数***********************************************************************************************************///LCD管脚声明 （RW引脚实物直接接地，因为本设计只用到液晶的写操作，RW引脚一直是低电平）sbit LCDRS = P2^7;sbit LCDEN = P2^6;sbit D0 = P0^0;sbit D1 = P0^1;sbit D2 = P0^2;sbit D3 = P0^3;sbit D4 = P0^4;sbit D5 = P0^5;sbit D6 = P0^6;sbit D7 = P0^7;//LCD延时void LCDdelay(uint z) //该延时大约100us（不精确，液晶操作的延时不要求很精确）{uint x,y;for(x=z;x>0;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: -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: -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elsereturn 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480usDQ = 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_ADD2//加#define KEY_MINUS3//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: -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°CInit1602(); //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°Cwhile (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<yushe_yaqiang)&&(wendu<(yushe_wendu*10))) //当烟雾小于预设值并且温度也小于预设值时 （&&：逻辑与，左右两边的表达式都成立（都为真，也就是1）时，该if语句才成立）{Buzzer=1; //停止报警}break;}case 1://预设温度模式{SelectPosition(0,5) ;//指定位置write_com(0x0d);//阴影闪烁if(key==KEY_ADD)//加键按下{yushe_wendu++; //预设温度值（阀值）加1if(yushe_wendu>=99) //当阀值加到大于等于99时yushe_wendu=99; //阀值固定为99LCD_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1yushe_wendu--;//预设温度值减一,最小为0LCD_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254yushe_yaqiang++;//预设烟雾值（阀值）加1,最大为255LCD_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1yushe_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;}}}}```
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