基于单片机的锅炉防爆控制系统

长江大学工程技术学院毕业设计论文题目名称基于单片机的锅炉防爆控制系统系部信息系专业班级自动化60901班学生姓名周鹏指导教师周勇辅导教师周勇时间2012年9月15日至2013年6月8日目录长江大学工程技术学院毕业设计（论文）任务书长江大学工程技术学院毕业设计（论文）开题报告长江大学工程技术学院毕业设计（论文）指导教师审查意见长江大学工程技术学院毕业设计（论文）评阅教师评语长江大学工程技术学院毕业设计（论文）答辩会议记录中文摘要英文摘要前言1绪论111课题背景及研究意义112系统的总体设计思想12锅炉防爆设计方案321系统结构框图322微控制器方案选择3221方案一3222方案二4223方案决策423温度传感器的选择4231方案一4232方案二5233决策方案524压力传感器的选择5241方案一5242方案二5243决策方案625A/D转换芯片选择6251方案一6252方案二6253决策方案626显示电路选择6261方案一6262方案二6263决策方案727最终方案决策73硬件电路设计831单片机模块832单片机简介833单片机最小系统10331时钟电路10332复位电路1034温度检测电路设计11341DS18B20简介11342温度采集电路1235压力检测电路设计13351MPX4115简介13352压力采集电路1436A/D模块1537显示电路设计1638报警电路设计1939稳压电源电路设计19310按键电路设计20311控制电路214系统软件设计2341主流程图设计2342中断程序设计2443DS18B20温度采集子程序设计2444MPX4115压力采集子程序设计2545LCD液晶显示子程序设计265结果分析28总结29参考文献30致谢31附录32长江大学工程技术学院毕业设计论文任务书系信息专业自动化班级自动化901学生姓名周鹏指导教师/职称周勇/讲师1毕业设计论文题目基于单片机的锅炉防爆控制系统设计2毕业设计论文起止时间2012年09月20日2013年6月1日3毕业设计论文所需资料及原始数据（指导教师选定部分）1）温度传感器、水位传感器和压力传感器等相关资料；2）有关单片机系统编程与实践的新书4毕业设计论文应完成的主要内容1）了解锅炉防暴控制系统的作用、工作原理及发展状况，查询和搜集锅炉防暴系统的有关资料；2）熟悉单片机控制系统的结构，如系统管理、存储器映射、时钟和电源管理、中断控制器、定时器、实时时钟、通用输入/输出端口及接口。3）熟悉各种传感器（温度）的基本工作原理，特点及相应电路的设计；4）搜集锅炉防暴系统的有关设计资料，进行分析制定设计方案。任务书下达日期年月日指导教师签字长江大学工程技术学院毕业设计（论文）开题报告题目名称单片机控制的锅炉防爆系统系部信息系专业班级自动化60901班学生姓名周鹏指导教师周勇辅导教师周勇开题报告时间2012年12月25号单片机控制的锅炉防爆系统学生周鹏，信息系指导教师周勇，长江大学工程技术学院1、题目来源本题来自于生产实际。2、研究目的和意义锅炉是特种压力容器设备，是工业生产和居民生活广泛应用的供热装置。传统的锅炉设备自动化水平低，安全性能差，热量利用率低，污染严重，生产成本高，司炉工工作强度高我国现有大、中型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的2/5，另外还有更多的小型采暖锅炉。目前大多数锅炉仍处于能耗高、浪费大、对环境污染比较严重的生产状态，因此，利用单片机技术提高锅炉自动化水平，对节能、环保诸方面意义重大，符合世界高新技术的发展潮流，是用低成本自动化技术武装传统设备的一项具有深远意义的工作。单片机又称微控制器，是微型计算机的一个重要分支单片机是70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是集CPU、ROM、I/O口和中断系统于同一硅片的器件由于单片机具有功能强，体积小，耗电少，可靠性好和价格便宜等独特优点，成为传统工业技术改造和新产品更新换代的理想机种，具有广阔的发展前景。利用单片机技术对锅炉进行自动系统改造后，锅炉的自动化水平和热量利用率大大提高，控制更加精确安全，所需劳动力大大减少，劳动强度和劳动环境也得到很好改善，成本也大幅度下降。3、阅读的主要参考文献及资料名称1方佩敏新编传感器原理应用电路详解M北京电子工业出版社，19942邢彩虹微机控制机车火灾探测系统的研究D北京清华大学出版社，19963何立民单片机应用系统设计M北京航天航空大学出版，19994李广弟单片机基础M北京北京航空航天大学出版社，20015康华光电子技术基础M北京高等教育出版社，20066何希才新型实用电子电路400例M电子工业出版社，2000，7赵负图传感器集成电路手册M化学工业出版社2004,5905988陈伯时电力拖动自动控制系统M第二版北京机械工业出版社，2006,12713010张振荣MCS51单片机及实用教程M人民邮电出版社20004、国内外现状和发展趋势随着技术的发展和人们对低工耗低污染的要求，国内外的工程技术人员都不断的研制开发或改进各种新型锅炉。在发达国家，大部分居民已采用电热式采暖系统。该系统控制简单，高效无污染。得到人们的普遍青睐。但在国内，由于我国电力资源比较吃紧，而我国又具有世界第一的储煤量，再加上我国人口众多，城市中居民生活比较集中。所以采用燃煤式采暖系统比较符合国情。在国内锅炉的研究领域中，一般都是由工业锅炉的研究带路。工业锅炉大多采用PLC控制，PLC控制成本很高，而且控制和通讯能力，反应的灵敏性方面都不如单片机。就目前现状，单片机控制的多采用8051单片机，该类型单片机往往需要扩展大量的外部存储器，并行I/O口等，导致在软件编程中问题复杂化，提高了不稳定性。新型单片机的发展很快，各方面的功能与以前相比都得到了加强，因而采用新型单片机已是控制方面的一种趋势。5、主要研究内容、需重点研究的关键问题及解决思路（1）主要研究内容单片机的选型，内部分配及外部接线，组态软件的选择；1单片机组态软件软件的应用；2传感器的选型，各种数据的采集和控制；3单片机的锅炉控制系统设计改造的软件设计。4（2）重点研究的关键问题单片机控制系统的结构以及各种传感器（温度、压强）的基本工作原理。（3）解决思路搜集及了解相关的温度、压强控制系统的原理及特点，进行分析比较、科学1合理的制定设计方案。介绍各种传感器基本工作原理，工作特点及其相应电路的工作原理。熟悉KEIL，PROTEUS软件，特别是程序的开发和调试。2熟练掌握AT89C51单片机的各项原理及应用。3（4）毕业设计的思路本系统由AT89C51单片机控制，采用温度和烟雾两种传感器探测锅炉易爆处各阶段的温度和压强，经检测电路和压频转换后送CPU进行判断，由声音和灯光输出报警信号。系统软件方面是通过单片机的程序设计来实现温度与压强的检测与报警。（5）系统结构原理图设计（1）硬件系统原理框图图1硬件系统原理框图6、完成毕业设计（论文）所必须具备的工作条件（如工具书、计算机辅助设计、某类市场调研、实验设备和实验环境条件等）及解决的办法本论文主要通过PROTEUS软件对单片机控制的机车火灾报警系统进行仿真调试，理论上最终实现了对单片机控制的机车火灾报警系统的控制。AT89C51单片机8255扩展芯片声音报警器键盘模数信号转换电路LCD显示器信号放大电路压强传感器温度传感器灯光报警器完成本毕业设计所需条件计算机，辅助软件软件，图书馆查阅相关资料以及上网查阅相关资料，与指导老师交流设计心得。7、工作的主要阶段、进度与时间安排第一阶段阅读并翻译与毕业设计相关的外文资料。（2013120132）第二阶段初步阅读与毕业论文相关的资料，撰写开题报告。（2013312013320）第三阶段课题方案的研究与论证，通过对相关资料的研究设计出一个比较合理、简洁、实用的方案。（2013412013430）第四阶段系统总体结构分析与设计，做实验，得到数据，设计完善的系统总体。（201351201352）第五阶段修改并完善论文，撰写并打印设计说明书，准备答辩。（201353201368）第一、二阶段，以第八学期为起点，三周内交指导老师审阅第三阶段，以交开题报告为起点，至第七学期末；第四、五阶段，以第八学期毕业前为期，即2013年五月上旬至6月中旬。8、指导教师审查意见长江大学工程技术学院毕业设计论文指导教师审查意见学生姓名专业班级毕业设计论文题目指导教师职称审查日期审查参考内容毕业设计论文的研究内容、研究方法及研究结果，难度及工作量，质量和水平，存在的主要问题与不足。学生的学习态度和组织纪律，学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力，毕业设计论文是否完成规定任务，达到了学士学位论文的水平，是否同意参加答辩。审查意见指导教师签名评定成绩（百分制）_分长江大学工程技术学院毕业设计论文评阅教师评语学生姓名专业班级毕业设计论文题目评阅教师职称评阅日期评阅参考内容毕业设计论文的研究内容、研究方法及研究结果，难度及工作量，质量和水平，存在的主要问题与不足。学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力，毕业设计论文是否完成规定任务，达到了学士学位论文的水平，是否同意参加答辩。评语评阅教师签名评定成绩（百分制）_分长江大学工程技术学院毕业设计论文答辩记录及成绩评定学生姓名专业班级毕业设计论文题目答辩时间年月日时答辩地点一、答辩小组组成答辩小组组长成员二、答辩记录摘要答辩小组提问（分条摘要列举）学生回答情况评判三、答辩小组对学生答辩成绩的评定（百分制）_分毕业设计论文最终成绩评定依据指导教师评分、评阅教师评分、答辩小组评分和学校关于毕业设计论文评分的相关规定等级五级制_答辩小组组长签名秘书签名年月日系答辩委员会主任签名系盖章基于单片机的锅炉防爆控制系统设计学生周鹏，信息系指导老师周勇，长江大学工程技术学院摘要生活锅炉和工厂小型锅炉的防控设置比较简单，爆炸时有发生。为了及时发现锅炉运行过程中可能产生的爆炸隐患，避免恶性事故发生，本文探索了用于锅炉的防爆控制系统。本文采用大容量闪存、稳定性强的AT89C51单片机，利用DS18B20温度传感器、MPX4115压力传感器对锅炉的温度、压力进行检查，设计具备多级管理功能的锅炉防爆控制系统。通过LCD1602液晶芯片对锅炉超压、超温进行提示。利用STC单片机设计出的锅炉防爆控制系统，功能多样、稳定性强，能有效的避免锅炉爆炸，确保锅炉的安全运行。通过硬件软件的结合设计出的锅炉防爆控制系统能及时发现问题，及时有效地将爆炸隐患消灭在初始阶段，为保卫人类生命，财产以及资源的浪费发挥了重要的作用关键词锅炉防爆AT89C51传感器BASEDONSINGLECHIPMICROCOMPUTERCONTROLSYSTEMDESIGNOFBOILEREXPLOSIONPROOFSTUDENTYINHUAN，DEPARTMENTOFINFORMATIONTEACHERZHOUYONG，ENGINEERINGMAYBEBACKINTHEPAST,TOONESELFTHEPARANOIDWEIRDBELIEFDISILLUSIONMENT,THESEDAYS,MYMINDHASBEENVERYMESSY,INMYMINDCONSTANTLYALWAYSFEELONESELFSHOULDGOTODOSOMETHING,ORWRITESOMETHINGTWENTYYEARSOFLIFETRAJECTORYDEEPLYSHALLOW,SUDDENLYFEELSOMETHING,DOIT一字开头的年龄已经到了尾声。或许是愧疚于自己似乎把转瞬即逝的很多个不同的日子过成了同一天的样子；或许是追溯过去，对自己那些近乎偏执的怪异信念的醒悟，这些天以来，思绪一直很凌乱，在脑海中不断纠缠。总觉得自己自己似乎应该去做点什么，或者写点什么。二十年的人生轨迹深深浅浅，突然就感觉到有些事情，非做不可了。THEENDOFOURLIFE,ANDCANMEETMANYTHINGSREALLYDO而穷尽我们的一生，又能遇到多少事情是真正地非做不可DURINGMYCHILDHOOD,THINKLUCKYMONEYANDNEWCLOTHESARENECESSARYFORNEWYEAR,BUTASTHEADVANCEOFTHEAGE,WILLBEMOREANDMOREFOUNDTHATTHOSETHINGSAREOPTIONALJUNIORHIGHSCHOOL,THOUGHTTOHAVEACRUSHONJUSTMEANSTHATTHEREALGROWTH,BUTOVERTHEPASTTHREEYEARSLATER,HISWRITINGOFALUMNIINPEACE,SUDDENLYFOUNDTHATISNTREALLYGROWUP,ITSEEMSISNOTSOIMPORTANTTHENINHIGHSCHOOL,THINKDONTWANTTOGIVEVENTTOOUTYOURINNERVOICECANBEINTHEHIGHSCHOOLCHILDRENOFTHEFEELINGSINAPERIOD,BUTWASEVENTUALLYINFARCTIONWHENGRADUATIONPARTYINTHETHROAT,LATERAGAINSTOODONTHEPITCHHEHASSWEATPROFUSELY,LOOKEDATHISTHROWNABASKETBALLHOOPS,SUDDENLYFOUNDHIMSELFHASALREADYCANTREMEMBERHISAPPEARANCE童年时，觉得压岁钱和新衣服是过年必备，但是随着年龄的推进，会越来越发现，那些东西根本就可有可无；初中时，以为要有一场暗恋才意味着真正的成长，但三年过去后，自己心平气和的写同学录的时候，突然就发现是不是真正的成长了，好像并没有那么重要了；然后到了高中，觉得非要吐露出自己的心声才能为高中生涯里的懵懂情愫划上一个句点，但毕业晚会的时候最终还是被梗塞在了咽喉，后来再次站在他曾经挥汗如雨的球场，看着他投过篮球的球框时，突然间发现自己已经想不起他的容颜。ORIGINALLY,THISWORLD,CANPRODUCEACHEMICALREACTIONTOANEVENT,INADDITIONTORESOLUTELY,HAVETODO,ANDTIME原来，这个世界上，对某个事件能产生化学反应的，除了非做不可的坚决，还有，时间。APERSONSTIME,YOURIDEASAREALWAYSSPECIALTOCLEARWANT,WANT,LINEISCLEAR,ASIFNOTHINGCOULDSHAKEHISALSOONCESEEMEDTOBEDETERMINEDTODOSOMETHING,BUTMOREOFTENISHEBACKEDOUTATLASTDISLIKEHISCOWARDICE,FINALLYFOUNDTHATTHEREAREALOTOFLOVE,THEREAREALOTOFMISS,LIKESHADOWREALLYHAVEBEENDOOMEDTHOSEWHODO,JUSTGREENYEARSONESELFGIVEONESELFANARMINJECTION,ORISASELFRIGHTEOUSSPIRITUAL一个人的时候，自己的想法总是特别地清晰。想要的，不想要的，界限明确，好像没有什么可以撼动自己。也曾经好像已经下定了决心去做某件事，但更多的时候是最后又打起了退堂鼓。嫌恶过自己的怯懦，最终却发现有很多缘分，有很多错过，好像冥冥之中真的已经注定。那些曾经所谓的非做不可，只是青葱年华里自己给自己注射的一支强心剂，或者说，是自以为是的精神寄托罢了。ATTHEMOMENT,THESKYISDARK,THEAIRISFRESHFACTORAFTERJUSTRAINEDSUDDENLYTHOUGHTOFBLUEPLAIDSHIRTTHOSEWEREBROKENINTOVARIOUSSHAPESOFSTATIONERYFROMTHECORNERATTHEBEGINNINGOFDEEPFRIENDSHIPHAVEDECLAREDTHEENDOFTHEENCOUNTERTHATHAVENTSTARTPLANNINGTHOSEYEARS,THOSEDAYSOFDO,FINALLY,LIKEYOUTH,WILLENDINOURLIFE此刻，天空是阴暗的，空气里有着刚下过雨之后的清新因子。突然想到那件蓝格子衬衫；那些被折成各种各样形状的信纸；那段从街角深巷伊始的友谊；还有那场还没有开始就宣告了终结的邂逅计划那些年那些天的非做不可，终于和青春一样，都将在我们的人生中谢幕。BAUMGARTNERTHEDISAPPOINTINGNEWSMISSIONABORTEDRPLAYSANIMPORTANTROLEINTHISMISSIONSTARTINGATTHEGROUND,CONDITIONSHAVETOBEVERYCALMWINDSLESSTHAN2MPH,WITHNOPRECIPITATIONORHUMIDITYANDLIMITEDCLOUDCOVERTHEBALLOON,WITHCAPSULEATTACHED,WILLMOVETHROUGHTHELOWERLEVELOFTHEATMOSPHERETHETROPOSPHEREWHEREOURDAYTODAYWEATHERLIVESITWILLCLIMBHIGHERTHANTHETIPOFMOUNTEVEREST55MILES/885KILOMETERS,DRIFTINGEVENHIGHERTHANTHECRUISINGALTITUDEOFCOMMERCIALAIRLINERS56MILES/917KILOMETERSANDINTOTHESTRATOSPHEREASHECROSSESTHEBOUNDARYLAYERCALLEDTHETROPOPAUSE,ECANEXPECTALOTOFTURBULENCETHESUPERSONICDESCENTCOULDHAPPENASEARLYASSUNDATHEWEATHETHEBALLOONWILLSLOWLYDRIFTTOTHEEDGEOFSPACEAT120,000FEETTHEN,IWOULDASSUME,HEWILLSLOWLYSTEPOUTONTOSOMETHINGRESEMBLINGANOLYMPICDIVINGPLATFORMBELOW,THEEARTHBECOMESTHECONCRETEBOTTOMOFASWIMMINGPOOLTHATHEWANTSTOLANDON,BUTNOTTOOHARDSTILL,HELLBETRAVELINGFAST,SODESPITETHEDISTANCE