鍋爐壓力監(jiān)控系統(tǒng)畢業(yè)設計論文

1、<p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p>　　1.1 課題背景及研究意義</p><p>　　鍋爐是一種熱能轉換設備，傳統(tǒng)的鍋爐由鍋和爐兩大主體和保證其安全經(jīng)濟連續(xù)運行的附件，儀表附屬設備，自控和保護系統(tǒng)組成，水在鍋（鍋筒）中不斷被爐里燃料燃燒釋放出來的能量加熱，溫度升高并產生帶壓蒸汽，由于水的沸點隨壓力的升高而升高，鍋是密封的，水蒸氣在里

2、面的膨脹受到限制而產生壓力形成熱動力（嚴格的說鍋爐的水蒸氣是水在鍋筒中定壓加熱至飽和水再汽化形成的）作為一種能源廣泛使用。鍋爐廣泛用于生產和生活之中[1]。</p><p>　　傳統(tǒng)的鍋爐都使用燒煤的方法進行加熱，這種方式加熱不但對空氣污染嚴重，而且在加熱時需要用人工進行燃料的運輸與添加，一旦加入燃料過多，水溫會升的過快造成開鍋，嚴重時會造成鍋爐爆炸，造成人身財產的損害，對于現(xiàn)在國內的發(fā)展來說，很少有地區(qū)對此進行

3、改進，而本設計提出一種新型的鍋爐加熱與壓力控制方法，真正實現(xiàn)無人操作，全自動加熱、控溫、節(jié)能環(huán)保，本設計摒棄傳統(tǒng)的燃料加熱方法，而使用電熱的方式，這樣通過微控制器可以對水溫進行實時的控制，不僅節(jié)省能源，還能達到準確的溫度控制，在控制系統(tǒng)中又加入了壓力控制環(huán)節(jié)，這樣整個系統(tǒng)就達到了全自動智能化水平。</p><p>　　根據(jù)國內實際情況和環(huán)保上的考慮和要求，燃煤鍋爐由于污染并且效率不高，已經(jīng)逐漸被淘汰；燃油和燃氣鍋

4、爐也存在著燃料供應不方便和安全性等問題。因此在人口密集的居民區(qū)、旅館、醫(yī)院和學校，電加熱鍋爐完全能替代燃煤、燃油、燃氣鍋爐[2]。</p><p>　　1.2 鍋爐壓力監(jiān)控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.2.1 國外研究發(fā)展和現(xiàn)狀</p><p>　　在國外，鍋爐的自動化控制從上世紀三、四十年代就開始了，當時大都為單參數(shù)儀表控制，進入上世紀五十年代后，美國、前

5、蘇聯(lián)等國家都開始進行對鍋爐的操作和控制的進一步研究。但由于當時科技發(fā)展的局限性，對鍋爐的控制主要停留在使用汽動儀表的階段，而且大多數(shù)鍋爐只是檢測工藝參數(shù)，不進行自動控制。到上世紀六十年代，在發(fā)達國家，鍋爐的控制主要以電動單元組合儀表檢測與控制，還是以檢測報警為主，控制為輔助功能。</p><p>　　1.2.2 國內研究發(fā)展和現(xiàn)狀</p><p>　　在國內，由于經(jīng)濟技術條件的限制，中小企

6、業(yè)鍋爐設備水平一直比較落后，大多數(shù)中小型鍋爐水平基本上停留在手動和簡單儀表操作的水平，80年代中后期，隨著先進的控制技術引入我國的鍋爐控制，鍋爐的計算機控制得到了很大的發(fā)展。至90年代，鍋爐的自動化控制己成為一個熱門領域，利用單片機、可編程序控制器、工業(yè)計算機以及引進的國外控制設備開發(fā)的各種控制系統(tǒng)，己逐漸用于對原有鍋爐的技術改造中，并向與新建爐體配套的方向發(fā)展，許多新的控制方法，諸如最優(yōu)控制、自適應控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制、專家控

7、制等自動控制的最新成果也在鍋爐自動控制中得到了嘗試和應用.但由于控制技術單一，或控制算法的建模往往不能反映真實的鍋爐燃燒狀況，導致在工程實踐中并不怎么成功，不能產生很好的經(jīng)濟效益，挫傷了用戶在工業(yè)鍋爐上用計算機進行控制的積極性。</p><p><b>　　1.3 鍋爐的應用</b></p><p>　　鍋爐作為重要的動力設備，已廣泛應用于化工、煉油、發(fā)電等工業(yè)生產中

8、，同時鍋爐又是工業(yè)生產及采暖供熱中一次能源轉換為二次能源的重要設備。從某種意義上講，鍋爐控制效果的好壞對企業(yè)的經(jīng)濟效益和人民的生活質量有著直接的影響。由于鍋爐本身具有多輸入、多輸出并且各個參數(shù)之間還具有相互關聯(lián)性的特點，所以對鍋爐的控制始終是各國技術人員不斷探索研究的一個重要課題。 傳統(tǒng)的鍋爐控制系統(tǒng)大多采用手動操作或儀表控制，控制精度低，生產效果差。操作者與管理層之間的通信基本上采用電話聯(lián)系，管理層難于及時全面了解控制現(xiàn)場的情況，信息

9、不但反饋時間長而且有遺漏，管理時效性差，企業(yè)的生產效益和經(jīng)濟效益低，不能滿足企業(yè)的發(fā)展需要[3]。</p><p>　　鍋爐參數(shù)監(jiān)控，是過程控制的典型實例。鍋爐微計算機控制，是近年來開發(fā)的一項新技術，它是微型計算機軟、硬件、自動控制、鍋爐節(jié)能等幾項技術緊密結合的產物，我國現(xiàn)有中、小型鍋爐30多萬臺，每年耗煤量占我國原煤產量的1/3，目前大多數(shù)工業(yè)鍋爐仍處于能耗高、浪費大、環(huán)境污染等嚴重的生產狀態(tài)。提高熱效率，降低

10、耗煤量，用微機進行控制是一件具有深遠意義的工作[4]。</p><p>　　1.4 本論文主要研究內容</p><p>　　當前，世界計算機市場上出現(xiàn)了專門應用于工業(yè)控制的一系列單片機產品，單片機以其價格便宜、重量輕、體積小、功耗低、功能強的特點，在工業(yè)控制的現(xiàn)場應用中得到越來越廣泛的關注，單片機既能夠完成各種常規(guī)的控制，還能夠充分利用控制理論的最新研究成果情況下結合被控對象的特性，選擇更

11、加先進的控制方法，來獲得更好的控制效果。目前，因為家用鍋爐設備屬于批量制造生產，而一整套完備的控制系統(tǒng)是每臺鍋爐所必需的，針對小型鍋爐的這些特點，更結合產品的成產成本考慮，以單片機為核心器件組成的控制系統(tǒng)成為了最為理想的選擇。同時，單片機以其完備的控制功能、優(yōu)秀的運算能力、完善的外部接口電路等一系了特點，適應了中小型鍋爐控制系統(tǒng)需要。同時在選取外圍芯片時，應盡量考慮一些較為典型的、易于替換和擴展的電路和芯片，并建立在降低生產成本的前提下

12、。傳感器主要選擇些基于單總線結構的ICSl220型壓力傳感器，使用方便，體積小，而且經(jīng)濟實惠。系統(tǒng)在軟件這塊主要采用模塊化的程序結構。主程序作為控制程序，為整個系統(tǒng)軟件的一條主線，其它功能模塊均采用子程序調用、查詢等方式，這樣使得擴充和調試更加方便。本次論文是由壓力傳感器檢測信號，然后由放大</p><p>　　第2章 系統(tǒng)總體設計</p><p>　　2.1 系統(tǒng)結構總框圖</p&

13、gt;<p>　　鍋爐壓力控制系統(tǒng)的主控部分由單片機構成。通過按鍵電路進行壓力報警值的設定，并對鍋爐的壓力進行采集及處理，然后與報警值比較，當壓力值大于壓力上限(報警)值時就報警，停止加熱。當壓力少于壓力下限值時，發(fā)生報警，重新啟動進行加熱處理。以此重復對鍋爐壓力控制。同時為結合實際需要，本系統(tǒng)亦對鍋爐內氣壓進行控制。圖2-1所示是其系統(tǒng)結構框圖。</p><p>　　圖2-1 系統(tǒng)結構總框圖<

14、;/p><p>　　壓力檢測：壓力檢測是用壓力傳感器檢測鍋爐內的氣壓，然后由傳感器將檢測到的壓力變?yōu)殡娦盘杺鞒鰜怼?lt;/p><p>　　放大電路：由于由壓力傳感器傳出來的電信號不一定是0～5V電信號，所以這里要做一個放大電路，就是將傳感器給出的電信號放大到相應的倍數(shù)，達到輸出電信號相應的伏數(shù)。</p><p>　　A/D數(shù)模轉換：由于壓力傳感器輸出的是模擬信號，而單片機

15、中接收的是數(shù)字信號，所以這時應該做一個A/D數(shù)模轉換電路，將壓力傳感器輸出的模擬電信號轉換為數(shù)字信號，然后傳送到單片機。</p><p>　　按鍵：這里的按鍵就是用來設壓力上限值和下限值的。</p><p>　　LCD1602顯示：這里要的是LCD1602液晶顯示屏。就是將壓力傳感器檢測到的壓力顯示但液晶顯示屏上。</p><p>　　報警：本次設計采用的是蜂鳴器做

16、報警電路，由壓力傳感器檢測到的壓力在LCD1602液晶顯示屏上，當壓力值超過設定的上限值時，要報警。提醒工作人員處理。當壓力小于下限值時，蜂鳴器一樣報警，提醒工作人員處理。</p><p>　　STC89C52單片機：這里單片機是一個處理器作用。壓力傳感器接收到的信號傳給放大器，放大器將電信號放大后傳給A/D模數(shù)轉換，A/D模數(shù)轉換后傳給單片機，單片機經(jīng)過處理傳給LCD1602液晶顯示屏上顯示出來。當超過上限值或

17、下限值時，蜂鳴器發(fā)生報警，提醒工作人員處理。</p><p>　　2.2 本次設計方案的選擇</p><p>　　本次設計是基于單片機的鍋爐壓力監(jiān)控系統(tǒng)設計，鍋爐壓力檢測的是鍋爐中氣壓的大小。經(jīng)過壓力傳感器的作用給出一個電信號，然后給單片機，單片機給出一個信號，再LCD1602液晶顯示屏上顯示出來，當超過設定的壓力值，報警提示，提醒工作人員處理。以下有兩種方案，從中選擇一種比較合理的方案。

18、</p><p>　　方案一：數(shù)字壓力傳感器是一個集成A/D轉換一起的壓力傳感器。數(shù)字壓力傳感器檢測到一個電信號，然后傳給單片機中，單片機經(jīng)過處理顯示在LCD1602液晶顯示屏上，當超過設定的壓力值時，蜂鳴器報警，提醒工作人員處理。</p><p>　　方案二：模擬量的壓力傳感器器ICS1220系列檢測鍋爐中的壓力，檢測到一個電信號，傳給INA128放大電路中，經(jīng)過INA128放大電路放大

19、輸出0～5V的電信號，然后進入A/D模數(shù)轉換，將輸入的模擬信號轉換為數(shù)字信號，然后再傳輸給單片機中，然后單片機在LCD1602顯示屏中顯示出壓力，當壓力超過設定壓力值時，發(fā)生報警，提醒工作人員處理。</p><p>　　比較這兩種方案，首先在學校里學到的知識很多都是要做A/D轉換電路的，還有很多都是做模擬信號輸出的；其次，考慮到方案一種數(shù)字壓力傳感器的價格比較貴，那些都是工業(yè)上使用的壓力傳感器，而且作為學生考慮到

20、有充足的資源。而模擬量的傳感器價格是比較便宜的，還有ICS1220系列的傳感器是體積比較小的，用著也非常方便。最后，選擇模擬量的壓力傳感器的那種方案，故選擇方案二。</p><p>　　第3章 硬件電路設計</p><p>　　3.1 單片機的選擇</p><p>　　方案一：AT89C51是美國ATMEL公司生產的低電壓，高性能CMOS型8位單片機，器件采用ATM

21、EL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內置通用8位中央處理器(CPU)和Flash存儲單元，功能強大。其片內的4K程序存儲器是FLASH工藝的，這種單片機對開發(fā)設備的要求很低，開發(fā)時間也大大縮短。寫入單片機內的程序還可以進行加密，這又很好地保護我們的勞動成果。AT89C51目前的售價比8031低，市場供應也很充足。AT89C51可構成真正的單片機最小應用系統(tǒng)，縮小系統(tǒng)體積，增加系統(tǒng)的可靠性，降低系統(tǒng)的成

22、本。只要程序長度小于4K，四個I/O口全部提供給用戶。可用5V電壓編程，而且擦寫時間僅需l0ms。AT89C51芯片提供三級程序存儲器加密，提供了方便靈活而可靠的硬加密手段，能完全保證程序或系統(tǒng)不被仿制。PO口是三態(tài)雙向口，通稱數(shù)據(jù)總線口，因為只有該口能直接用于對外部存儲器的讀/寫操作[5]。</p><p>　　方案二：STC89C52單片機的指令系統(tǒng)和AT89C51系列的完全兼容。AT89C51不帶ISP下載

23、，要用下載器才行，STC89C52可以用你的USB轉串口下載，下載軟件可以到STC廠家網(wǎng)上去下。STC單片機執(zhí)行指令的速度很快，大約是AT的3～30倍，所以在AT上好使的程序在STC上不一定好用，最典型的例子就是那些對時序有嚴格要求的模塊，比如IIC，DS18B20、DS1302等的時序。再者，由于執(zhí)行速度的加快，非定時器控制的精確延時也會受到一定影響，用STC時注意得加長延時，大約是AT的10～30倍。片機對工作環(huán)境的要求比較低，電壓

24、低于5伏時仍然正常工作，甚至3伏到4伏之間都還可以工作，然而這樣的環(huán)境下AT肯定不行了，所以當一個系統(tǒng)用STC單片機好用，但用AT的單片機不工作時，直接查最小系統(tǒng)，看單片機的供電是否正常[6]。</p><p>　　比較這兩種方案，由于在學校期間學過數(shù)字電路、單片機原理、C語言程序設計，綜合考慮單片機的各部分資源和作為學生能夠獲得的資源，經(jīng)過對比此次設計要求，我選擇用STC系列芯片完成。而且學校也提供了相應的硬件

25、操作平臺，實際操作起來比較方便，故STC為更合理的選擇。</p><p>　　STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。與工業(yè)80C51產品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案，如圖3-1

26、所示。STC89C52具有以下標準功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直

27、到下一個中斷或硬件復位為止。</p><p>　　主要性能：與MCS-51單片機產品兼容、8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器、1000次擦寫周期、全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz 、三級加密程序存儲器 、32個可編程I/O口線 、三個16位定時器/計數(shù)器八個中斷源、全雙工UART串行通道、低功耗空閑和掉電模式、掉電后中斷可喚醒、看門狗定時器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標識符。如圖3-1所示STC

28、89C52單片機管腳圖。</p><p>　　圖3-1 STC89C52單片機圖</p><p>　　GNE(20腳):接地。</p><p>　　VCC（40腳）:主電源+5V。</p><p>　　XTAL1（19腳）:接外部晶體的一端。在片內它是振蕩電路反相放大器的輸入端。在采用外部時鐘時，對于HMOS單片機，該端引腳必須接地；對于CH

29、MOS單片機，此引腳作為驅動端。</p><p>　　XTAL2（18腳）:接外部晶體的另一端。在片內它是一個振蕩電路反相放大器的輸出端，振蕩電路的頻率是晶體振蕩頻率。若需采用外部時鐘電路，對于HMOS單片機，該引腳輸入外部時鐘脈沖；對于CHMOS單片機，此引腳應懸浮。</p><p>　　RST（9腳）:單片機剛接上電源時，其內部各寄存器處于隨機狀態(tài)，在該腳輸入24個時鐘周期寬度以上的高

30、電平將使單片機復位（RESET）。</p><p>　　PSEN（29腳）:當訪問片外程序存儲器時，該端口輸出負脈沖信號作為存儲器讀選通信號。CPU在向片外存儲器取指令期間，PSEN信號在12個時鐘周期中會生效兩次。另一方面，在訪問片外數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效PSEN信號不會出現(xiàn)。PSEN端口能驅動8個LSTTL負載?？梢愿鶕?jù)PSEN、ALE和XTAL2三個輸出端口是否有信號輸出，來判斷80C51是否處在工作狀態(tài)

31、。</p><p>　　ALE/PROG（30腳）:當訪問片外程序存儲器時，該端口輸出負脈沖信號作為存儲器讀選通信號。CPU在向片外存儲器取指令期間，PSEN信號在12個時鐘周期中會生效兩次。另一方面，在訪問片外數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效PSEN信號不會出現(xiàn)。ALE/PROG端同樣可驅動8個LSTTL負載。</p><p>　　EA/VPP（31腳）:當EA端口輸入高電平時，CPU從片內程序

32、存儲器地址0000H單元開始執(zhí)行程序。當?shù)刂烦?KB時，將自動執(zhí)行片外程序存儲器的程序。當EA端口輸入低電平時，CPU只訪問片外程序存儲器。在對87C51EPROM編程時，該引腳用于施加編程電壓VPP。</p><p><b>　　輸入/輸出引腳：</b></p><p>　　1.P0.0—P0.7(32腳—39腳)：P0口是一個漏極開路的8位準雙向I/O口。作為漏

33、極開路的輸出端口，每位能驅動8個LS型TTL負載。P0口有三個功能：外部擴充存儲器時，當作地址總線（A1～A7）；不擴充時，可做一般I/O口使用，但內部沒有上拉電阻，作為輸入或輸出時應在外部接上拉電阻。</p><p>　　2.P1.0—P1.7（1腳—8腳）：P1口是一個帶內部上接電阻的準雙向I/O口。P1的每一位能驅動4個LS型TTL負載。在P1口作為輸入口使用時，應先向P1口鎖存器（地址90H）寫入全1，此

34、時P1引腳由內部上接電阻接成高電平。P1.0和P1.1多了T/C2的復用。</p><p>　　3.P2.0—P2.7 （21腳—26腳）：P2口是一個帶內部上接電阻的8位準雙向I/O口。P2口每一位能驅動4個LS型TTL負載。P2口有兩個功能：擴充外部存儲器時，當作地址總線（A8~A15）使用。做一般I/O口使用，其內部有上拉電阻。</p><p>　　4.P3.0—P3.7 （10腳—

35、17腳）：P3口是一個帶內部上接電阻的8位準雙向I/O口。P3口每一位能驅動4個LS型TTL負載。P3口與其它I/O口有較大區(qū)別，每個引腳還具有專門功能,除了作為I/O口使用外（內部有上拉電阻），還有一些特殊功能，由特殊寄存器來設置。如表3-1所示。</p><p>　　表3-1 P3口的第二功能表</p><p>　　3.2 單片機最小系統(tǒng)</p><p>　　單

36、片機最小應用系統(tǒng)，指的是用最少的元件組成的單片機并且可以正常工作的系統(tǒng)，對本次設計使用單片機來說，最小系統(tǒng)一般應該包括：單片機，晶振電路以及復位電路。如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2 單片機最小系統(tǒng)圖</p><p>　　3.2.1 晶振電路設計</p><p>　　晶振值取12MHz(因為可以準確地得到9600波特率和19200波特率，用于有串口通訊

37、的場合)。如下圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3 晶振電路圖</p><p>　　晶振是給單片機提供工作信號脈沖的，這個脈沖就是單片機的工作速度。比如 12M晶振。單片機工作速度就是每秒12M。單片機內部也有晶振，接外部晶振可以獲得更穩(wěn)定的頻率。因為晶振與單片機的腳XTAL1和腳XTAL2構成的振蕩電路中會產生偕波(也就是不希望存在的其他頻率的波),這個波對電路的影響不大,但會降

38、低電路的時鐘振蕩器的穩(wěn)定性。為了電路的穩(wěn)定性起見,ATME公司只是建議在晶振的兩引腳處接入兩個10pf～50pf的瓷片電容接地來削減偕波對電路的穩(wěn)定性的影響,所以晶振所配的電容在10pf～50pf之間都可以的。</p><p>　　所以圖中C2和C3電容為22pF，是有起振作用和削減偕波對電路的穩(wěn)定性的影響。</p><p>　　3.2.2 復位電路設計</p><p&

39、gt;　　單片機上電后，在其9腳（RESET）出現(xiàn)24個振蕩周期以上的高電平后，單片機內部初始復位。為了確保單片機正常復位，必需使其第9腳上出現(xiàn)的高電平保持2μs以上。復位電路如圖 3-4所示。</p><p>　　圖3-4 復位電路圖</p><p>　　復位電路通電時，電容C1兩端相當于短路，RESET引腳上為高電平，然后電源通過電阻R1對電容C1充電，RESET端電壓慢慢下降，降到一

40、定電壓值以下，即為低電平，單片機開始正常工作。</p><p>　　圖中的電阻R1起到一個限流作用。當按下復位按鍵的時候，為了防止電路中的電流過大，燒壞電路，所以加一個電阻R1，這樣有限制電流過大的作用。而電容C1是對電路進行濾噪和去耦，減少電源電壓波動的干擾和電路本身產生的噪聲對電路其它部分的影響。</p><p>　　3.3 放大電路設計</p><p>　　I

41、NA128 是低功耗高精度的通用儀表放大器它們通用的3 運放3-op amp 設計和體積小巧使其應用范圍廣泛反饋電流Current-feedback 輸入電路即使在高增益條件下(G = 100 時200kHz)也可提供較寬的帶寬，單個外部電阻可實現(xiàn)從1 至10000 的任一增益選擇INA128 提供工業(yè)標準的增益等式gain equation。INA128用激光進行修正微調具有非常低的偏置電壓(50mV)溫度漂移0.5μV/℃ 和高共模

42、抑制在G=100 時120dB 其電源電壓低至±2.25V 且靜態(tài)電流只有700uA 是電池供電系統(tǒng)的。理想選擇內部輸入保護能經(jīng)受±40V 電壓而無損壞，INA128的封裝為8 引腳塑料DIP 和SO-8 表面襯底封裝規(guī)定溫度范圍為-40℃至+85℃，還有對應的雙配置INA128[7]。INA128特性如下：</p><p>　　1.低偏置電壓 最大50μV；</p><p

43、>　　2.低溫度漂移 最大0.5μV/℃；</p><p>　　3.低輸入偏置電流 最大5nA；</p><p>　　4.高共模抵制 CMR 最小120dB；</p><p>　　5.輸入保護至±40V；</p><p>　　6.寬電源電壓范圍 ±2.25 至 ±18V；</p><p&

44、gt;　　7.低靜態(tài)電流 700μA；</p><p>　　8.8引腳塑料DIP 和SO-8封裝。</p><p>　　INA128放大電路如下圖3-5所示。</p><p>　　圖3-5 INA128放大電路圖</p><p>　　1、8腳跨接的電阻就是用來調整放大倍率，4、7腳需提供正負相等的工作電壓，2、3腳輸入要放大的電壓，并從6腳

45、輸出放大的電壓值。5腳則是參考基準，如果接地，則6腳的輸出即為與地之間的相對電壓。</p><p>　　圖中2、3管腳是輸入電壓管腳就是接ICS1220系列壓力傳感器輸出的電壓，1、8管腳接電阻R2為50千歐，這是一個放大倍數(shù)（也就是增益）。而INA128的4、7管腳接兩個電容C4和C5都是為0.1uF,這是對電路中電壓的穩(wěn)定，還有對芯片INA128有保護作用。而6管腳就要接到A/D轉換電路上，起到一個輸出放大的

46、電壓值。</p><p>　　3.4 A/D轉換電路設計</p><p>　　PCF8591是一個單片集成、單獨供電、低功耗、8-bit CMOS數(shù)據(jù)獲取器件。PCF8591具有4個模擬輸入、1個模擬輸出和1個串行I2C總線接口。PCF8591的3個地址引腳A0, A1和A2可用于硬件地址編程，允許在同個I2C總線上接入8個PCF8591器件，而無需額外的硬件。在PCF8591器件上輸入輸

47、出的地址、控制和數(shù)據(jù)信號都是通過雙線雙向I2C總線以串行的方式進行傳輸[8]。 PCF8591的功能包括多路模擬輸入、內置跟蹤保持、8-bit模數(shù)轉換和8-bit數(shù)模轉換。PCF8591的最大轉化速率由I2C總線的最大速率決定。PCF8591特性如下：</p><p><b>　　單獨供電；</b></p><p>　　PCF8591的操作電壓范圍2.5V～6

48、V；</p><p><b>　　低待機電流； </b></p><p>　　通過I2C總線串行輸入/輸出； </p><p>　　PCF8591通過3個硬件地址引腳尋址； </p><p>　　PCF8591的采樣率由I2C總線速率決定； </p><p>　　4個模擬輸入可編程為單端型或差分輸

49、入； </p><p>　　自動增量頻道選擇； </p><p>　　PCF8591的模擬電壓范圍從VSS到VDD； </p><p>　　PCF8591內置跟蹤保持電路； </p><p>　　8-bit逐次逼近A/D轉換器； </p><p>　　通過1路模擬輸出實現(xiàn)DAC增益。</p><p&

50、gt;　　PCF8591是具有I2C總線接口的8位A/D及D/A轉換器。有4路A/D轉換輸入，1路D/A模擬輸出。這就是說，它既可以作A/D轉換也可以作D/A轉換。A/D轉換為逐次比較型。引腳圖如下圖3-6所示。</p><p>　　圖3-6 PCF8591引腳圖</p><p>　　AIN0～AIN3：模擬信號輸入端。 </p><p>　　A0～A3：引腳地址端

51、。 </p><p>　　VDD、VSS：電源端(2.5～6V)。 </p><p>　　SDA、SCL：I2C總線的數(shù)據(jù)線、時鐘線。 </p><p>　　OSC：外部時鐘輸入端，內部時鐘輸出端。 </p><p>　　EXT：內部、外部時鐘選擇線，使用內部時鐘時EXT接地。 </p><p>　　AGND：模擬信號

52、接地。 </p><p>　　AOUT：D/A轉換輸出端。 </p><p>　　VREF：基準電源端。</p><p>　　PCF8591采用典型的I2C總線接口器件尋址方法，即總線地址由器件地址、引腳地址和方向位組成。飛利蒲公司規(guī)定A/D器件地址為1001。引腳地址為A2A1A0，其值由用戶選擇，因此I2C系統(tǒng)中最多可接23=8個具有I2C總線接口的A/D器件。

53、地址的最后一位為方向位R ，當主控器對A/D器件進行讀操作時為1，進行寫操作時為0?？偩€操作時，由器件地址、引腳地址和方向位組成的從地址為主控器發(fā)送的第一字節(jié)。所以PCF8951的A/D轉換電路如下圖3-7所示。</p><p>　　圖3-7 PCF8951A/D轉換電路圖</p><p>　　PCF8951的A/D轉換電路中，是由PCF8951芯片中的數(shù)據(jù)線SDA和時鐘線SCL與所選的單

54、片機連接的，他們分別接到單片機的P2.1、P2.0引腳上。而圖中的電位器可以不用連接，這只是一個調節(jié)芯片的。</p><p>　　在PCF8951中控制字節(jié)用于實現(xiàn)器件的各種功能，如模擬信號由哪幾個通道輸入等?？刂谱止?jié)存放在控制寄存器中。總線操作時為主控器發(fā)送的第二字節(jié)。其格式如下所示：</p><p>　　其中：D1、D0兩位是A/D通道編號：00通道0，01通道1，10通道2，11通道

55、3D2 自動增益選擇（有效位為1），D5、D4模擬量輸入選擇：00為四路單數(shù)入、01為三路差分輸入、10為單端與差分配合輸入、11為模擬輸出允許有效。</p><p>　　當系統(tǒng)為A/D轉換時，模擬輸出允許為0。模擬量輸入選擇位取值由輸入方式?jīng)Q定：四路單端輸入時取00，三路差分輸入時取01，單端與差分輸入時取10，二路差分輸入時取11。最低兩位時通道編號位，當對0通道的模擬信號進行A/D轉換時取00，當對1通道

56、的模擬信號進行A/D轉換時取01，當對2通道的模擬信號進行A/D轉換時取10，當對3通道的模擬信號進行A/D轉換時取11。</p><p>　　在進行數(shù)據(jù)操作時，首先是主控器發(fā)出起始信號，然后發(fā)出讀尋址字節(jié)，被控器做出應答后，主控器從被控器讀出第一個數(shù)據(jù)字節(jié)，主控器發(fā)出應答，主控器從被控器讀出第二個數(shù)據(jù)字節(jié)，主控器發(fā)出應答,一直到主控器從被控器中讀出第n個數(shù)據(jù)字節(jié)，主控器發(fā)出非應答信號，最后主控器發(fā)出停止信號。&

57、lt;/p><p>　　1.器件地址一般都使用的0X90，，就是把a1～a3都接地了。</p><p>　　2.D2自動增益選擇（有效位為1）設定1的時候，可以連續(xù)讀出四個數(shù)據(jù)，就是四個通道的數(shù)據(jù)。</p><p>　　3.啟動ad轉換的時候，緊接著讀出來的數(shù)據(jù)，不是當前的數(shù)據(jù)而是前一次保存的數(shù)據(jù)，所以可以根據(jù)需要來選擇是不是拋掉。</p><p&g

58、t;　　4.連續(xù)讀數(shù)據(jù)（0x04）的時候你可以首先把第一個數(shù)據(jù)拋掉，然后連續(xù)讀出來5個數(shù)據(jù)就可以了，數(shù)據(jù)后面的4個就是需要的數(shù)據(jù)。</p><p>　　5.可以進行DA轉換（0x40），轉化男的時候滿值255標示5V，0標示0V。</p><p>　　6.數(shù)據(jù)符合I2C通訊模式。</p><p>　　3.5 按鍵電路設計</p><p>　　

59、按鍵在單片機應用系統(tǒng)中是一個很關鍵的部件，它能實現(xiàn)向單片機系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)、發(fā)送命令等功能，是人工干預單片機的主要手段。按鍵鍵控制有矩陣式和獨立式兩中。這次設計的按鍵是獨立式的，兩個按鍵的一個腳分別接到正5V電源上，另外兩個腳分別接到單片機的P1.1、P1.2引腳上。按鍵電路如下圖3-8所示。</p><p>　　圖3-8 按鍵電路圖</p><p>　　對于鍵的識別，可以采用程序掃描的方法。

60、考慮到本設計實際需要的按鍵較少，所以選擇采用獨立式按鍵接口電路。它是將每個獨立按鍵按一對一的方式直接接到單片機的I/O口上，通過程序掃描查詢方式實現(xiàn)與單片機系統(tǒng)交互的。在程序查詢方式下，通過I/O端口讀入按鍵狀態(tài)，當有按鍵按下時，相應的I/O端口變?yōu)榈碗娖?，這樣通過讀I/O口的狀態(tài)判斷是否有按鍵按下。而圖中這兩個按鍵是設鍋爐壓力上限和下限的，設計這個電路可以使下面的報警電路打下基礎[9]。</p><p><

61、;b>　　3.6 報警電路</b></p><p>　　在壓力的檢測過程中報警電路是必不可少的，而在電路設計中就要一個蜂鳴器一個管腳接地，其他一個管腳與單片機連接這樣就可以實現(xiàn)，下圖中蜂鳴器一個腳接地，另一個腳接到單片機的P1.3引腳上。如下圖3-9所示。</p><p>　　圖3-9 報警電路圖</p><p>　　在鍋爐壓力檢測中，我們設定一個

62、上限值，一個下限值，當壓力傳感器檢測到鍋爐內的壓力大于上限，然后經(jīng)過放大電路，放大為0～5V電壓信號，再經(jīng)過A/D轉換將模擬信號轉換為數(shù)字信號傳到單片機中，然后由單片機將信號給蜂鳴器，蜂鳴器這時候就響，然后報警，這樣就提示工作人員要對鍋爐壓力進行處理了。反之，當壓力低于下限值時，會做同樣的處理。</p><p>　　3.7 壓力傳感器檢測設計</p><p>　　壓力傳感器芯片的性能受溫度

63、的影響非常大，主要表現(xiàn)為零點和靈敏度隨溫度變化而發(fā)生漂移。1220型是經(jīng)過溫度補償?shù)墓鑹鹤枋綁毫鞲衅鳎捎秒p列直插封裝結構，適用要求成本低，性能優(yōu)越，長期穩(wěn)定性好的應用領域。 </p><p>　　通過激光修正的電阻實現(xiàn)了0～50℃的溫度補償，還提供一個激光修正的電阻用于調節(jié)差動放大器的增益來校正傳感器的壓力靈敏度變化，使具有良好的互換性，互換性誤差僅為±1％。從0～2psi至0～100psi量程范圍

64、內均有表壓，差壓和絕壓產品[10]。ICSl220系列具有如下優(yōu)點：</p><p>　　1.放大、校準和溫度補償；</p><p>　　2.多級壓力非線性修正；</p><p>　　3.直接輸出經(jīng)放大校準的模擬信號；</p><p>　　4.輸出與輸入電壓成正比；</p><p>　　5.溫補范圍為0～70℃，滿足絕

65、大部分用戶的需求；</p><p>　　6.有表壓、差壓和絕壓配置，有微壓和低壓等量程。</p><p>　　ICSl220傳感器性能參數(shù)如下表3-2所示：</p><p>　　表3-2 ICS1220傳感器性能參數(shù)表</p><p>　　應變片可以將應變轉換為電阻的變化，為了顯示于記錄應變的大小，還要將電阻的變化再轉換為電壓或電流的變化，因

66、此需要有專用的測量電路，通常采用直流電橋和交流電橋。壓力傳感器的電路如圖3-10所示。</p><p>　　圖3-10 ICS1220系列傳感器接線圖</p><p>　　壓力傳感器在檢測壓力時，要接外加電路，這里壓力傳感器的1、3腳分別是信號輸出管腳，它們分別接到放大器INA128的2(IN-)、3(IN+)腳上，2、6腳接地腳，4、5腳是供電腳接到正五伏電壓上供電。</p>

67、<p>　　由于應變片的電橋電路的輸出信號一般比較微弱，所以目前大部分電阻應變式傳感器的電橋輸出端與直流放大器相連電橋的輸出電壓于應變成線性關系。若相鄰兩橋臂的應變極性一致，即同為輸出電壓為兩者之差，若不同時，則輸出電壓為兩者之和。若相對兩橋臂的極性一直，輸出電壓為兩者之和，反之則為兩者之差。電橋供電電壓U越高，輸出電壓Uo越大[11]。</p><p>　　3.8 電源電路設計</p>

68、<p>　　本次設計中應用的各種模塊都需要電源的供電，所以這里做一個USB供電的電路設計。在USB供電的電路中，電壓從VCCin進入然后經(jīng)過一個電阻和一個LED燈回到接地。這里電阻選擇的是1K的電阻，這只是一個保護作用，還有如果要方便斷開，這里可以加入一個自鎖開關，但是這里設計不加，只需要插供電的端口就可以直接亮了，而且，只要各個模塊需要供電的地方往這個USB供電電路中一插就可以實現(xiàn)各個模塊的供電了。還有設計一個USB供電

69、電路的好處防止各個模塊供電的比較多，到時候插在供電端比較麻煩，得需要很多的插座才能滿足，所以要設計一個USB供電電路。這里的電阻是保護LED燈的作用，防止那個LED燈被燒壞。如下圖3-11所示。</p><p>　　圖3-11 電源電路圖</p><p>　　3.9 LCD液晶顯示電路設計</p><p>　　液晶顯示器LCD（Liquid Crystal Disp

70、lay）廣泛應用于微型計算機系統(tǒng)中，與LED相比，具有功率低，抗干擾能力強，體積小，價格低廉等優(yōu)點。另外，LCD在大小和形狀上更加靈活，接口簡單，不但可以顯示數(shù)字、字符，而且可以顯示文字和圖形。</p><p>　　字符和數(shù)字的簡單顯示，不能滿足圖形曲線和文字顯示的要求。點陣式LCD不僅可以顯示字符、數(shù)字，還可以顯示各種圖形、曲線及文字，并且可以實現(xiàn)屏幕上下左右滾動、動畫、分區(qū)開窗口、反轉、閃爍等功能，用途十分廣

71、泛?，F(xiàn)在，隨著液晶技術的突破，液晶顯示器的質量有了很大的提高，品種也在不斷推陳出新，不但有各種規(guī)模的黑白液晶顯示器，還有絢麗多彩的彩色液晶顯示器。在點陣式液晶顯示器中，把控制驅動電路與液晶點陣集成在一起，組成一個顯示模組，可與八位微處理器接口直接連接，不但使用方便，而且價格也比較便宜[12]。</p><p>　　3.9.1 LCD1602的引腳及接線</p><p>　　1602液晶也叫

72、1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。1602LCD是指顯示的內容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。LCD1602(如下圖3-12所示)分

73、為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應用中并無差別[13]。LCD1602的主要技術參數(shù)：</p><p>　　1.顯示容量:16×2個字符；</p><p>　　2.芯片工作電壓:4.5～5.5V；</p><p>　　3.工作電流:2.0mA(5.0V)；</p><p>

74、　　4.模塊最佳工作電壓:5.0V；</p><p>　　5.字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm。</p><p>　　圖3-12 LCD1602接線圖</p><p>　　LCD1602液晶顯示屏的接法是1、3、16腳接地；2、15角接正5V電源；剩下的4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14腳分別接到單片機的P2.4、P2

75、.5、P2.6、P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7引腳上。其實LCD1602顯示屏的3管腳是接一個調光滑動變阻器的，但是這里選擇接地就是對比度最高。</p><p>　　1602字符型LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源線。VCC(15腳)和地線GND(16腳)，其控制原理與14腳的LCD完全一樣。LCD1602引腳接口如下：<

76、/p><p>　　第1腳：VSS為地電源。</p><p>　　第2腳：VDD接5V正電源。</p><p>　　第3腳：VL為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調整對比度。</p><p>　　第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇

77、指令寄存器。</p><p>　　第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。</p><p>　　第6腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令[14]。</p><p>　　第

78、7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。</p><p>　　第15腳：背光源正極。</p><p>　　第16腳：背光源負極。</p><p>　　3.9.2 LCD1602的指令說明及時序</p><p>　　1602液晶模塊內部的控制器共有11條控制指令，如下表3-3所示。</p><p>　　表3-3 1602

79、控制指令表</p><p>　　1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平）。</p><p>　　指令1：清顯示，指令碼01H,光標復位到地址00H位置。</p><p>　　指令2：光標復位，光標返回到地址00H。</p><p>　　指令3：光標和顯示模式設置I/D：光標移動方向

80、，高電平右移，低電平左移S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。</p><p>　　指令4：顯示開關控制。D：控制整體顯示的開與關，高電平表示開顯示，低電平表示關顯示C：控制光標的開與關，高電平表示有光標，低電平表示無光標B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。</p><p>　　指令5：光標或顯示移位S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標。

81、</p><p>　　指令6：功能設置命令DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示F: 低電平時顯示5x7的點陣字符，高電平時顯示5x10的點陣字符。</p><p>　　指令7：字符發(fā)生器RAM地址設置。</p><p>　　指令8：DDRAM地址設置。</p><p>　　指令9：讀忙信號和光

82、標地址BF：為忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。</p><p><b>　　指令10：寫數(shù)據(jù)。</b></p><p><b>　　指令11：讀數(shù)據(jù)。</b></p><p>　　3.9.3 LCD1602的RAM地址映射及標準字庫表</p><p>　　

83、液晶顯示是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認模塊的忙標志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符[15]。如下圖3-13是1602的內部顯示地址。</p><p>　　圖3-13 LCD1602內部顯示地址圖</p><p>　　模塊的忙標志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告

84、訴模塊在哪里顯示字符，圖3-13是1602的內部顯示地址。</p><p>　　在對液晶模塊的初始化中要先設置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時光標是自動右移的，無需人工干預。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。</p><p>　　1602液晶模塊內部的字符發(fā)生存儲器（CGROM）已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文

85、假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。</p><p>　　第4章 系統(tǒng)軟件設計</p><p>　　4.1 系統(tǒng)總流程圖的設計</p><p>　　由于模塊化程序的設計，通過調用程序即可實現(xiàn)所用功能，寫程序時，調用程序前即系統(tǒng)運行首

86、要先對系統(tǒng)進行初始化。然后對按鍵進行掃描，對按鍵事件做出相應的反應。接下來看接收數(shù)據(jù)，然后數(shù)據(jù)處理，再判斷壓力值是否超過設定的壓力值，要是否還得返回按鍵值那從新操作，如果超過設定壓力值，這時蜂鳴器報警。接著返回來循環(huán)。根據(jù)所畫的原理圖(如附錄1所示)設計出以下程序流程圖。主程序流程圖如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1 主程序流程圖</p><p>　　4.2 壓力檢測程序流程圖

87、設計</p><p>　　如圖4-2為壓力檢測主程序流程圖，單片機先初始化，啟動放大電路和A/D轉換，等待傳感器接受的檢測數(shù)據(jù)，單片機計算是否接收完畢，如是等待放大電路和A/D轉換，如否返回繼續(xù)等待接收。放大電路和A/D接收是否完畢，如是計算符合報警條件否，如否則返回。報警檢測如是則啟動報警，如否則顯示結果。最后返回。</p><p>　　圖4-2 信號檢測流程圖</p>&

88、lt;p>　　4.3 外部中斷程序流程圖</p><p>　　如圖4-3所示為外部中斷子程序流程圖，首先要設定外部中段入口，然后關閉外部中斷，下一步單片機讀取壓力值，輸出結果，然后外部開中斷，最后返回。</p><p>　　圖4-3 外部中斷流程圖</p><p>　　第5章 系統(tǒng)分析與調試</p><p>　　5.1 程序編寫的思路&

89、lt;/p><p>　　該系統(tǒng)主要是由壓力傳感器給一個信號，然后將這個信號處理后，轉給放大器中，經(jīng)過放大后的電壓值，再傳給A/D轉換電路中，經(jīng)過A/D轉換后傳給單片機中，而單片機給LCD1602液晶顯示屏中，在LCD1602中我們要定義以下子函數(shù)：LCD1602液晶寫命令子函數(shù)、LCD1602液晶寫數(shù)據(jù)子函數(shù)、LCD1602液晶初始化子函數(shù)。而最后超過壓力上限值時，給與報警。程序清單如附錄2所示。</p>

90、<p>　　5.2 程序開發(fā)和燒錄</p><p>　　本設計是在Keil C環(huán)境下開發(fā)的，Keil C軟件支持C語言的編程及調試，運用方便，是做C語言畢業(yè)設計者的首選。設計的首要任務是安裝和學習使用這個軟件，在簡單的學習和了解Keil C后，我們便可在此環(huán)境下開始了對帶錄音功能的電子琴的設計工作。在編譯完Keil C后，再運用STC_ISP_V480軟件燒錄到開發(fā)板上，實現(xiàn)實物與程序的連接。Kei

91、l C程序運行如圖5-1所示。</p><p>　　圖5-1 KeilC運行圖</p><p>　　在編譯完Keil C后，再運用STC_ISP_V480軟件燒錄到開發(fā)板上，實現(xiàn)實物與程序的連接。在燒錄前要對STC_ISP_V480進行一些必要的設置。第一步：設置MCU Type為STC89C52RC；第二步：打開編寫好并編譯的程序文件，它是以.hex為后綴的文件；第三步：選擇對應的COM

92、端口，（可在我的電腦的設備管理處查看COM選項）；第四步：點擊Download下載，等提示。請給MCU上電時，打開開發(fā)板上的開關，它就自行燒錄了。如下圖5-2所示。</p><p>　　圖5-2 程序燒錄運行圖</p><p>　　在完成對程序的調試及燒錄之后，還需要對其進行演示，把開發(fā)板與電腦連上，設置好對應的接口，完成供電及下載。按下按鍵在設定上限值和設定好下限值，然后在鍋爐中檢測壓力

93、值，當檢測到壓力時，將信號傳給放大器，放大器將電壓值放大為0～5V，然后啟動A/D轉換電路將模擬信號轉換為數(shù)字信號，這時將這個信號傳給單片機，然后單片機經(jīng)過處理給液晶顯示屏，將這個壓力值顯示在液晶顯示屏上，要是超過設定的上限值，單片機會給一個信號給報警電路，報警電路接受后就發(fā)生報警，這時提醒工作人員要對鍋爐內的壓力進行處理了。就是達到這種效果以告誡這次畢業(yè)設計的成功。</p><p>　　5.3 系統(tǒng)的調試和分析

94、</p><p>　　本設計的程序采用的是C程序設計，C語言的顯著特點是用二進制來編寫程序,程序的各個部分除了必要的信息交流外彼此之間相互獨立。這種結構化方式可使程序層次清晰, 便于使用、維護以及調試。C語言是以函數(shù)形式提供給用戶的,這些函數(shù)可方便的調用,并具有多種循環(huán)、條件語句控制程序流向,從而使程序完全結構化。雖然C語言也是強類型語言，但它的語法比較靈活，允許程序編寫者有較大的自由度。系統(tǒng)調試包括硬

95、件調試和軟件調試，而且兩者是密不可分的。 </p><p>　　我們設計好的硬件電路和軟件程序，只有經(jīng)過聯(lián)合調試，才能驗證其正確性；軟硬件的配人情況以及是否達到設計任務的要求，也只有經(jīng)過調試，才能發(fā)現(xiàn)問題并加以解決、完善，最終開發(fā)成實用產品。 </p><p>　　硬件調試分單元電路調試和聯(lián)機調試，單元電路試驗在硬件電路設計時已經(jīng)進行，這

96、里的調試只是將其制成印刷電路板后試驗電路是否正確，并排除一些加工工藝性錯誤（如錯線、開路、短路等）。這種調試可單獨模擬進行，也可通過開發(fā)裝置由軟件配合進行。硬件聯(lián)機調試則必須在系統(tǒng)軟件的配合下進行。 </p><p>　　軟件調試一般包括分塊調試和聯(lián)機調試兩個階段。程序的分塊調試一般在單片機開發(fā)裝置上進行，可根據(jù)所調程序功能塊的入口參量初值編制一個特殊的程序段，并連同被調程序功能塊一起在開發(fā)裝置上運行；

97、也可配合對應硬件電路單獨運行某程序功能塊，然后檢查是否正確，如果執(zhí)行結果與預想的不一致，可以通過單步運行或設置斷點的方法，查出原因并加以改正，直到運行結果正確為止。這時該 程序功能塊已調試完畢，可去掉附加程序段。其它程序功能塊可按此法進行調試。程序聯(lián)機調試就是將已調試好的各程序功能塊按總體結構聯(lián)成一個完整程序，在所研制的硬件電路上運行。從而試驗程序整體運行的完整性、正確性和與硬件電路的配合情況。在聯(lián)調中可能會有某些支路上的程序

98、、功能塊因受條件制約而得不到相應的輸入?yún)?shù)，這時，調試人員應創(chuàng)造條件進行模擬調試。在聯(lián)調中如發(fā)現(xiàn)硬件問題也應及時修正，直到單片機系統(tǒng)的軟件、硬件全部調試成功為止。系統(tǒng)調試完成后，還要進行一段時間的試運行，從而檢驗系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力，驗證系統(tǒng)功能是否達到設計要求，是否達到預期的效果。</p><p><b>　　結 論</b></p><p>　　這次畢業(yè)設計是

99、基于單片機的鍋爐壓力監(jiān)控系統(tǒng)設計，在這次基于單片機的鍋爐壓力監(jiān)控系統(tǒng)設計中我們學到了很多東西，并從這次設計中掌握了單片機最小系統(tǒng)的基礎知識，從而認識到Protel繪制原理圖，還從這次設計中學到了很多芯片的應用。通過這次基于單片機的鍋爐壓力監(jiān)控系統(tǒng)次設計，進一步掌握了解單片機的原理，培養(yǎng)自主查找資料，搜索信息的能力、培養(yǎng)實踐動手能力與合作精神。</p><p>　　這次的畢業(yè)設計使我們對單片機系統(tǒng)的了解，熟悉了C語

100、言軟件的應用，使我們更好的認識到單片機的深奧，在這次設計中遇到很多困難，幸虧有老師和同學的幫忙才很好的完成設計。</p><p>　　本次設計的控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)對鍋爐壓力的全自動化控制，節(jié)省了人力資源，同時添加了報警裝置大大提高了鍋爐使用的安全性。但是有些不足的是沒能很準確的調節(jié)出壓力數(shù)據(jù)，還有對ICS1220系列傳感器的應用還是不夠精煉的。對于PLC和組態(tài)去控制鍋爐壓力，相比之下單片機去控制鍋爐壓力比較經(jīng)濟實惠

101、，體積小，應用方便，讀取數(shù)據(jù)也比較容易。在這次設計中，我們不但學會了耐心、堅強，而且也從這次設計中學到了單片機技術這門課程的認識，也從中獲得很多東西，使我認識到這門課程的重要性，真是使我受益匪淺。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]劉玉強、劉曉為.高溫擴散爐恒溫區(qū)溫度的自動控制[J].哈爾濱工業(yè)大學學報，1999</p>

102、;<p>　　[2]孫新國、閆曉、許為疆.電加熱常壓熱水鍋爐及其設計[J].工業(yè)鍋爐，2001(61):6</p><p>　　[3]田亞娟.基于AT89S51的電阻爐溫度控制系統(tǒng)的設計[J].自動化技術與應用，2009，28(10)</p><p>　　[4]M EATON.Controller tuning methods for industrial boilers[J

103、].Industrial Electronics Society,2000,2(26)</p><p>　　[5]蔣廷彪、劉電霆.單片機原理及應用(MCS-51)[M].重慶大學出版社，2006</p><p>　　[6]陳偉強.MSC-51實用子程序集[M].北京：北京航空航天大學出版社，1998</p><p>　　[7]趙保經(jīng).簡明集成運算放大器應用手冊[M]

104、.科學出版社，1989</p><p>　　[8]何立民.總線應用系統(tǒng)設計[M].北京：北京航空航天大學出版社，1995</p><p>　　[9]Leonhard W.Control of Electrical Drives[M].Springer-Verlag,1985:73</p><p>　　[10]劉文洲、張立臣.利用80C51單片機串行口實現(xiàn)多個LED顯

105、示的一種簡單方法[J].國外電子元器件，2001(1)</p><p>　　[11]閻石.數(shù)字電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，1998</p><p>　　[12]于海生.微型計算機控制技術[M].清華大學出版社，1999</p><p>　　[13]徐瑋.51單片機綜合系統(tǒng)-1602字符型液晶顯示篇[J].電子制作，2008(01)</p>