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第一章汽温控制系统的组成与对象动态特性本章将以330MW的单元机组锅炉为例，通过研究其高温、亚临界压力、中间再热、自然循环、单炉膛前后对冲燃烧、燃煤粉汽包炉，且汽轮机为单轴、三缸、两排汽、再热、凝汽冲动式，说明过热器与再热器在锅炉中的位置及布置情况，从而全面掌握研究对象的生产过程，并熟悉其动态特性及分析影响汽温变化的各种因素。
1.1 过热器的分类及基本结构1.1.1 过热器的分类过热器可以根据它所采用的传热方式分为对流过热器、半辐射过热器及辐射过热器三种。
对流过热器是放在炉膛外面对流烟道里的过热器，它主要以对流传热方式吸收流过它的烟气的热量。
半辐射过热器也称屏式过热器，一般放在炉膛上部出口附近，它既吸收炉膛火焰的辐射热，又以对流方式吸收流过它的烟气的热量。
辐射过热器是放在炉顶或炉墙上的过热器，它基本上只吸收炉膛内火焰和烟气的辐射热。
现代大容量高参数锅炉的过热器主要由对流过热器，屏式过热器，包覆过热器，顶棚过热器，联箱及减温器构成。
制造它们的材料一般都是合金钢，有的还需用特种钢来制造。
（1）对流过热器：布置在烟道内，依靠热烟气对流传热的过热器，称为对流式过热器。
对流过热器是由联箱和很多细长的蛇形管束所组成。
蛇形管可作立式或卧式布置。
过热器的进出口联箱放在炉墙外部，起着分配和汇集蒸汽的作用。
蛇形管与联箱上的管接头焊接在一起。
大容量锅炉的对流过热器布置在烟温很高的区域内，其蒸汽温度和管壁的热负荷都很高。
而蒸汽侧放热系数比省煤器中的水或蒸发受热面中的汽水混合物的放热系数都低的多，因此过热器受热面必须用具有良好的高温强度特性的优质碳素钢或含有铬、钼、钒的耐热合金钢制造。
过热器管子用什么材料制造，取决于它所处的工作条件。
现代锅炉对流过热器多采用立式布置，因为这样可以采用简单可靠的悬吊固定方法，而卧式过热器的固定比较困难。
立式布置的主要缺点，是停炉时积存在管内的凝结水不易排出，容易引起蛇形管下部弯头腐蚀。
（2）辐射过热器：辐射过热器可布置在燃烧室四壁，也称墙式或壁式过热器，或布置在炉顶，称顶棚过热器，直接吸收辐射热。
摘要锅炉作为一种重要的热能动力和主要的能源转换设备，在工业和民用取暖方面应用广泛。
温度是现代工业中一个非常重要的技术参数，对于锅炉来说也是一个非常重要的参数，尤其是对于冬季供暖来说，温度尤为重要。
随着工业技术的发展，传统燃煤锅炉在温度的检测与控制方面不能实现自动化控制，不能使燃料得到合理利用的不足越来越明显。
并且，随着各种以清洁燃料的锅炉的不断发展，对于燃煤型的锅炉的改造要求也在不断提高。
本设计针对传统锅炉设计的温度监测系统，是将通过热电偶采集到的锅炉炉膛温度信号，经过放大滤波以及模数信号转换等处理后，把温度信号传递给单片机，由单片机对采集到的信号做相应处理。
同时，通过时钟芯片显示时间点。
在电路设计中，为了提高测温精度，需要对热电偶进行冷端补偿，以弥补热电偶冷端处于室温环境时造成的误差。
在软件设计过程中，利用数字滤波进一步对干扰信号滤波处理温度值，同时采用PID算法实现对炉膛温度的控制。
关键词：锅炉；单片机；热电偶；温度信号ABSTRACTBoiler as an important and primary energy for thermal energy and power conversion equipment, widely used in industrial and civil heating. Temperature is a very important technical parameter in modern industry, is also a very important parameter for boiler, especially for winter heating, the temperature is particularly important. With the development of industrial technology, the traditional coal-fired boiler in terms of temperature detection and control can't achieve automatic control, can't make reasonable use of the fuel shortage is more and more obvious. And, with the continuous development of all kinds of boiler clean fuels, the reconstructive requirement for coal fired boiler has been improved.Traditional temperature monitoring system, boiler design, the author of this paper is to put the boiler furnace were collected by thermocouple temperature signal, after amplification of filtering and module of signal conversion, the temperature signals to single chip microcomputer, by single-chip microcomputer to do corresponding processing to the collected signals. At the same time, the point in time by the clock chip. In circuit design, in order to improve the precision of temperature measurement, need to cold junction compensation of thermocouple, to make up the error resulted from the thermocouple cold end at room temperature environment. In the process of software design, the use of digital filter further to interfere with the signal filtering processing temperature, at the same time, using PID algorithm to realize the control of the furnace temperature.Key words：Boiler; Single chip microcomputer; Thermocouple; The temperature signal目录前言 (1)1.绪论 (2)1.1 问题提出 (2)1.2 检测对象的选择 (2)1.3系统的总体设计思想 (3)2.系统硬件电路设计 (5)2.1 热电偶传感器 (5)2.1.1 热电偶的种类以及热电势 (5)2.1.2 热电偶测温原理 (6)2.1.3 本设计热电偶选择 (7)2.2单片机系统硬件电路 (7)2.2.1单片机选择 (7)2.2.2 AT89C52简介 (7)2.2.3 时钟电路 (10)2.2.4 复位电路 (11)2.2.5 单片机最小系统 (11)2.3冷端补偿 (12)2.4信号放大电路部分设计 (13)2.5 信号选通电路 (16)2.6 A/D转换电路 (17)2.6.1 A/D转换原理 (17)2.6.2 AD7705芯片功能介绍 (18)2.6.3 A/D转换电路 (20)2.7 液晶显示电路 (21)2.7.1 LCD1602液晶简介 (21)2.7.2 LCD1602液晶电路 (22)2.8时钟芯片电路 (23)2.9 稳压电源电路设计 (25)2.10 报警与控制电路 (26)2.10.1 报警部分 (26)2.10.2 按键部分 (27)2.10.3 控制部分 (27)2.11 串口通信 (28)3.系统软件设计 (31)3.1 软件总体设计 (31)3.2 部分子程序模块设计 (32)3.2.1 液晶显示子程序设计 (32)3.2.2 时钟芯片子程序设计 (33)3.2.3 按键程序设计 (34)3.3 数字滤波 (35)3.3.2数字滤波程序框图 (37)3.4 PID控制算法 (38)3.4.1PID算法简介 (38)3.4.2 PID算法流程图 (40)4.结论 (41)致谢 (42)参考文献 (43)附录A 总体电路图 (45)附录B:外文文献及译文 (45)附录C 程序清单 (56)前言作为一种热能转换设备，锅炉在生产和生活中被广泛使用。
目录摘要 (1)前言 (2)一、总体方案设计 (3)二、硬件的设计和实现 (4)2.1 PC系统 (4)2.2 ADAM5000E (5)2.3传感器 (5)2.4 液位计、温度计 (6)2.5泵、阀 (6)三、软件设计 (7)3.1锅炉的监控界面 (9)3.2组态硬件设备和实时数据库 (10)3.3 设计动画连接 (10)3.4 设计报警及应答 (11)3.5 PID参数整定 (12)四、总结与体会 .......................................................... 错误！未定义书签。
摘要本课程设计利用智能仪表控制系统，结合组态王监控软件设计人机对话界面，实现锅炉过热蒸汽控制系统设计。
本系统的目的是实现锅炉的温度控制，所以在监控界面设置了加热部分和降温部分，同时通过观察相应仪表，操作者手动的实现对锅炉温度的控制，而且在加热过程和降温过程中有信号灯可以清楚地显示系统工作在什么阶段。
此外，在监控界面加入了液位控制部分，通过对进水量和出水量的控制实现液位平衡。
实时曲线和历史曲线可以让操作者清楚地观察到锅炉内液体的液位高度和温度，从而更加准确的操作系统，达到控制要求。
实时报警界面可以随时进行提醒。
帮助界面可以让初次登陆该系统的用户快速学会如何操作系统。
登陆界面中加入用户登陆部分，只有有相应权限的操作者也可以控制系统。
该系统还加入历史曲线打印功能和对系统相关变量的保存功能，用户可以随时查看历史记录通过对现场系统数据的采集处理，在组态王中实现动画显示、报警处理、流程控制等功能。
同时利用智能仪表控制系统，在所设计的组态王监控界面中，进行相关仪表调校和控制器参数整定。
最后向用户提供锅炉过热蒸汽控制系统的动态运行结果。
设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计、控制软件的设计等。
关键词：数据库、报警、PID、组态软件具体要求：1.了解温度控制系统的组成、功能和特点；2.掌握微机与温度控制器、电加热器的接口电路；3..对现场系统数据的采集处理，在组态王中实现动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线和报表输出等功能。
锅炉温度控制系统的设计
一、系统概述
二、系统结构
该锅炉温度控制系统分为三个主要部分，分别为监测部分、控制部分和调节部分。
具体结构如下：
监测部分：监测部分由温度传感器、温度控制器和显示器组成，用来测量当前锅炉的环境温度，并将温度信息传送至温度控制器进行处理，然后将反馈的温度信息显示在显示器上，提醒用户注意温度的变化，以便及时发现异常情况的发生，实现安全的控制。
控制部分：控制部分是整个系统的核心部分，它由温度控制器组成，用于处理传入的温度信息，根据预设温度值，自动控制温度，以达到实现温度的精确控制。
调节部分：调节部分由执行器和报警系统组成，执行器是用来控制锅炉的温度的直接运行装置，它根据控制器发出的控制信号自动调节锅炉的温度，以达到温度的精确控制。
华中科技大学文华学院毕业设计[论文]题目：锅炉水温自动监测系统的设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日指导教师评阅书评阅教师评阅书教研室（或答辩小组）及教学系意见目录摘要 (III)Abstract (IV)前言 (V)1 控制系统介绍 (1)1.1工业控制的发展概况 (1)1.2智能控制系统简介 (2)1.2.1智能控制方法 (2)1.2.2智能控制的特点 (3)1.3本文的主要研究内容 (4)2 系统总体设计方案 (5)2.1系统框图 (5)2.2系统具体实现方案 (5)2.3单片机控制系统的流程图 (5)3 系统硬件设计 (7)3.1单片机的配置 (7)3.2温度传感器 (7)3.3显示部分 (10)3.4变频器 (14)3.5A/D转换器 (14)4 系统的编程与实现 (15)4.1系统的总体原理图 (15)4.2温度控制系统 (16)4.3电源电路 (16)4.4键盘电路 (17)4.5驱动及显示电路 (18)4.5.1驱动电路 (18)4.5.2显示电路 (18)4.6自动报警电路 (18)结束语 (20)参考文献 (21)致谢 (22)附录 (23)锅炉水温自动监测系统的设计摘要本系统是基于单片机的水暖锅炉控制，在设计中主要有水位检测、温度检测、压力检测、按键控制、水温控制、水位控制、循环控制、压力控制、显示部分、故障报警等几部分组成来实现供暖控制。
锅炉温度控制系统设计设计安徽建筑大学毕业设计（论文）专业：测控技术与仪器班级 : 二班**** : **学号 : ***********课题 : 锅炉温度控制系统设计****：***2013 年 06 月 14 日摘要在调查对当前采暖需求情况的基础上，根据小型家用燃气锅炉的工作特点，再结合工程实际需要，研究了基于MCS-51单片机的家用燃气锅炉温度控制系统，旨在解决使用燃煤锅炉集中采暖时所遇到的锅炉温度不易控制的问题，改进家庭采暖的控制方式，提高采暖的经济性。
利用Protel99se软件设计电路，对智能控制器的电源电路、报警电路、时钟电路、复位电路、LCD液晶显示电路以及控制器的核心—温度采集电路进行了设计。
电源采用三端集成稳压器W7800 (W7900)系列元件7805,交流220 v电压转换为单片机所需要的5V电压；利用AT89S51作为控制器的核心器件；利用集成电路温度传感器DS18B20测量锅炉水温;并将测量的水温与设定值比较，另外系统使用LCD液晶显示器显示当前水位、水位的上下限值、当前采集的温度值和预先设定的温度报警值。
当温度超过所设定的报警温度值，系统将发出报警声音，同时关闭锅炉燃烧器。
等待温度降到下限值，这时就可以重新锅炉燃烧器通电，继续加温，如此反复监控温度。
这样就可以提高能源的使用率，节约能源。
针对系统的特点和要求，在上述硬件电路及实现方法的基础上，利用汇编语言，设计了基于单片机的锅炉温度控制系统。
控制软件主要包括温度和温度采集子程序、水位控制程序、LCD液晶显示子程序等。
关键词：单片机；温度控制；DS18B20；燃气锅炉；LCD；ABSTRACTAccording to the market demand and the characteristics of domestic heating, this paper develops MCU intelligence controller for the minor gas-fired boiler which is domestic heating equipment on the basis of investigation of heating demand widely. The research purpose is to change the inconvenience of temperature control bring by using coal fired boiler for centralized heating, to increase economics of heating.The software called Protel99se for circuit designed is used to develop the hardware of the controller. The hardware includes the power supply circuit, the reset circuit,the clock circuit, the alarm circuit, the LCD display circuit, and the temperature collection which is the core of this controller. The three-pin integrated-circuit voltage regulator W7800 (7900) series component 7805 is used for the power supply. The Atmel AT89S51 chip is the core chip of the controller. The integrated temperature sensor DS18B20 is used to measure water temperature in boiler. The key circuit is used to set the alerm temperature and analog water in or out. In addition, LCD is used to display water level bound, current water level, temperature alerm value by presupposition and current temperature. When water level beyond its bound or when current temperature beyond its alerm value, the system gives an alerm and makes boiler burner off. When water temperature is down, the system releases alerm and makes boiler burener on. The system does it again and again.So the system can save energy and improve energy utilization rate. Aim at the demand and characteristic of the system, on the basis of these hardware and implement method, using assemble language, system designs boiler temperature control system design based on singlechip. This software includes temperature and water level monitor main program, temperature collection subprogram, analoy water in and out subprogram, keyboard scan subprogram, LCD display subprogram etc.Keywords:MCU; Temperature control; DS18B20;Gasboiler;Liquid CrystalDisplay;目录1 绪论 01.1 课题背景 01.2课题研究的目的及意义 (1)1.3系统的总体设计思想 (1)2 系统方案选择及工作原理 (3)2.1 系统设计方案 (3)2.2 系统结构框图 (4)2.2.1主要器件的选择 (6)2.2.2 辅助器件选择 (6)3 硬件电路设计 (7)3.1 主控单片机AT89S51芯片介绍 (7)3.1.1 主要性能特点 (8)3.1.2 AT89S51管脚说明 (8)3.2 单片机最小系统 (10)图3.2 最小单片机系统 (11)3.2.1时钟电路 (11)3.2.2 复位电路 (11)3.3 温度控制电路设计 (12)3.4按键电路设计 (12)3.5 水位检测电路设计 (13)3.6 稳压电源电路设计 (14)3.7温度传感器选择及温度采集电路 (16)3.7.1 DS18B20简介 (16)3.7.2温度采集电路 (17)3.8输出模块 (18)3.8.1 固态继电器SSR (18)3.8.2报警电路设计 (19)3.8.3液晶显示电路设计 (20)4 系统软件的设计 (23)4.1 系统主程序 (23)4.2 子模块软件设计 ... 错误!未定义书签。
火力发电厂锅炉壁温无线监测系统方案北京必创科技股份有限公司2015/07/28目录1系统设计背景 (1)2系统设计 (3)2.1设计依据 (3)2.2设计原则 (3)2.3功能设计 (4)2.4总体方案 (5)2.4.1逻辑架构 (5)2.4.2物理架构 (6)2.4.3网络架构 (6)2.5技术优势 (7)2.6硬件选型 (8)2.6.1温度传感器 (8)2.6.2智能无线温度变送器 (8)2.6.3智能无线网关 (11)2.7配置清单 (15)3系统工作模式 (17)3.1告警模式 (17)3.2调试模式 (17)3.3节电模式 (17)3.4智能监测 (17)3.5远程监测 (18)4技术支持与服务 (19)4.1现场培训 (19)4.2质量保证期及服务 (19)4.3保修期及服务 (20)4.4保修期外服务 (20)1系统设计背景我国火力发电厂以燃煤、燃重油为主。
燃煤的中大型火电厂，一般采用煤粉炉。
从其发电厂的结构看，其生产过程是将进厂的原煤经碎煤机破碎后以磨煤机磨成煤粉用热风吹送喷入锅炉炉膛，通过煤粉燃烧生成的高温热气加热炉膛内的水冷壁管、加热器管使锅炉产生高压蒸汽，然后经过烟道内的再热器、脱硫、空气预热后进入集尘器，清除烟气中的飞灰之后，通过烟囱排入大气。
淡化后的海水或江河湖泊的水经除氧处理后(纯水)被吸入锅炉炉膛内生成饱和蒸汽，然后再加热变成过热蒸汽，由蒸汽管送入汽轮机，使汽轮机内产生膨胀作用后运转带动发电。
发电后水汽进入凝汽器凝结成水，经除氧后通过水泵、高压加热器再一次送入锅炉，循环运转进行锅炉燃烧发电。
发电过程由于蒸汽和水的损失，还会补充由海水、江河水处理而得的纯水供给锅炉，而多余的冷却水或直接排放入海或江河湖泊，或在冷却塔水池中与大气进行热交换以循环利用。
图1-1火力发电厂生产流程目前，我国的发电机组已进入大容量、高参数的发展阶段，一批600MW、1000MW 等级的超临界、超超临界机组相继投运。
锅炉温度控制系统摘要：本文以锅炉主蒸汽温度作为被控对象，对传统PID控制下锅炉主蒸汽温度由于非线性和大惯性因素无法取得良好控制效果的缺点进行改进，增加智能控制策略，对复杂的被控对象进行分析求解，解决了锅炉主蒸汽温度的控制策略问题。
引言：锅炉在火力发电厂、化工厂、各类设备制造厂以及石油等重工业领域发挥着重要作用。
锅炉主蒸汽温度在锅炉运行过程中，是一项至关重要的控制对象，同时也是锅炉汽水通道当中温度达到最大值的点。
伴随着锅炉机组朝着大容量与大参数的方向过渡，主蒸汽温度被控对象有着较大的惯性与非线性等一系列的特点，传统 PID 策略已经无法满足高性能的控制水平与要求,传统的控制方法需要建立被控对象相关的数学模型，求取系统的传递函数。
传递函数模型是古典控制理论中对线性系统进行研究的主要工具。
通过列写系统的微分方程再对微分方程进行化简，通过拉普拉斯变换，得到代数数学方程。
随着被控对象的复杂度提高，系统的求解难度越大。
本文基于智能控制理论的持续研究，在以往控制方法的基础上，增加了部分新的智能控制措施，针对复杂问题进行求解。
一、研究背景锅炉自动化控制系统，是指锅炉运行过程中的热工参数按照相关要求，或者运行负荷的性质实施自动监测与显示工作。
在锅炉运行过程中，发挥自动控制作用，并且予以保护并关联，由此便会产生参数负荷要求的过热蒸汽，使机组运行过程更加安全与稳定。
开展锅炉自动化控制有着众多的优点，比如说，能够令锅炉的有关输出变得趋向稳定，使现场工作人员与各类生产设备处在比较安全的状态，从而令锅炉机组的运行环境得到较大程度的改善，使现场工作人员的劳动难度得到降低。
一般来讲，锅炉运行状况的优劣以及锅炉的使用寿命往往受到自动控制系统的直接影响。
而在火力发电厂当中，着重监测与控制的参数便是主蒸汽温度，其太高或者太低均会对整个发电机组的安全性与经济性起到直接影响。
电厂锅炉机组的主蒸汽温度具有非线性与较大时滞性等运行特征，主蒸汽温度的控制状况不够理想，不但无法保证发电量，同时还会导致一次能源的严重浪费。
.测控系统综合设计课程设计题目：锅炉温度检测系统院（系、部）：电气与控制工程学院班级：测控11-1班姓名：学号：指导教师：完成日期：辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表摘要锅炉是人类供暖，取暖的主要来源。
随着生产力的发展和对锅炉容量，参数参数要求的不断提高，锅炉容量和技术得到迅速的发展，越来越智能化。
本课程设计正是基于智能化这个目的，设计基于51单片机的锅炉温度监测系统，旨在达到对不宜进行温度检测与显示的锅炉温度进行温度的监测与显示，以及其他相应功辅助功能的实现。
本设计中利用DS18B20经行温度检测并将采集到的温度信息传递给单片机，由单片机通过LCD经行准确的温度显示。
当过锅炉温度超过警戒值时，警铃响起提醒操作人员对锅炉温度进行调整。
通过本设计可以基本达到智能控制锅炉内的温度，相比操作人员对温度进行检测更加方便和准确，更加智能。
而且，通过报警铃提醒操作员，更加人性化。
关键词：单片机；LCD；DS18B20目录_Toc4091998161.绪论 (1)2.系统的主要器件的选择 (2)2.1系统结构总框图 (2)2.2单片机的选择 (2)2.3温度传感器的选择 (3)2.4显示元件的选择 (3)2.5报警元件的选择 (4)3.硬件电路的设计 (5)3.1单片机最小系统 (5)3.2温度检测电路 (5)3.3显示电路 (6)3.4报警电路 (7)3.5取消报警电路 (7)3.6整体电路 (8)4.软件设计 (9)4.1程序功能的概述 (9)4.2系统总程序流程图 (9)4.3 DS18B20温度采集程序流程图 (10)4.4 LCD液晶显示流程图 (11)5.总结 (12)6.心得体会 (13)参考文献 (14)1.绪论锅炉作为一种把煤、石油或天然气等化石燃料所储藏的化学能转换成水或水蒸气的热能的重要设备，长期以来在工业生产和居民生活中都能扮演着极其重要的角色。
它己经有二百多年的历史了，但是锅炉工业的迅猛发展却是近几十年的事情。
国外的锅炉控制工业50～60年代发展最快，70年代达到高峰。
我国的锅炉工业是在新中国成立后才建立和发展起来的，1953年在上海首创了上海锅炉厂。
从其在生产和生活中所起的作用不同，锅炉可分为电站锅炉，主要用于发电厂；工业锅炉，主要用于直接供给工农业生产或驱动机械能源；生产锅炉，主要用于为居民提供热水和供居民取暖。
温度检测系统在现代工业设计、工程建设及日常生活中的应用越来越广泛，早期的温度检测主要应用于工厂中，在人们的日常生活中，温度检测系统的应用和作用也体现到了各个方面。
特别是单片机技术的出现，它给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。
目前，单片机在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。
特别是其中的51系列单片机的出现，由于它具有极好的稳定性，更快和更准确的运算精度。
本次设计就是要通过以51系列单片机为控制核心，通过温度采集， LCD显示，实现热水锅炉温度检测系统的设计。
2.系统的主要器件的选择2.1系统结构总框图锅炉温度检测系统的主控部分由单片机组成。
通过温度传感器接收到的温度值与设定好的警报值进行比较，在温度未达到警报值时持续监测并将测量得到的温度值通过液晶屏显示出来。
当监测到的温度超过警报值时，开始打开报警铃进行报警，提示操作员锅炉温度过高要及时处理。
操作员可以通过按下报警取消按键停止报警铃的报警响声。
如图2-1是系统结构框图。
2-1系统结构框图2.2单片机的选择AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
故选择AT89C51单片机进行方案设计。
2.3温度传感器的选择DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样。
主要根据应用场合的不同而改变其外观。
封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。
耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
故选择DS18B20作为设计中的测温元件。
2.4显示元件的选择1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。
它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。
1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。
目前市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。
故原则1602LCD作为显示元件。
2.5报警元件的选择蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。
蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。
蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。
在单片机应用的设计上，很多方案都会用到蜂鸣器，大部分都是使用蜂鸣器来做提示或报警，比如按键按下、开始工作、工作结束或是故障等等。
故选择蜂鸣器作为报警元件。
3.硬件电路的设计3.1单片机最小系统单片机最小应用系统，指的是用最少的元件组成的单片机并且可以正常工作的系统。
最小系统一般包括：单片机，晶振电路以及复位电路。
图3-1为单片机最小系统电路。
3-1单片机最小系统3.2温度检测电路采用DS18B20进行温度检测，检测完成的温度值传入单片机P3.3引脚。
图3-2为DS18B20测温模块电路。
3-2 DS18B20测温模块3.3显示电路3-3 LCD1602液晶显示电路采用LCD1602液晶作为温度显示，LCD1602操作简单显示内容更加丰富。
图3-3为LCD1602液晶显示电路3.4报警电路采用蜂鸣器最为警铃，当测量温度超过警戒值时，蜂鸣器开始工作从而开始实现报警。
图3-4为蜂鸣器的报警电路3-4报警电路3.5取消报警电路当操作人员听到警报铃响起，锅炉温度超过警戒值时，可以通过按下按键S2停止蜂鸣器工作。
从而起到取消报警的功能，以防止报警铃在锅炉温度过高时持续响铃。
图3-5为取消报警电路3-5取消报警电路3.6整体电路图3-6为系统的整体电路图。
3-6整体电路图4.软件设计4.1程序功能的概述写程序时，调用程序前既系统运行之前要首先对系统进行初始化。
然后LCD显示初始内容，并且开始测温。
接下来将测得的温度值与警戒值进行比较，若超过警戒值择报警，消零件按下后警铃停止报警。
然后进行循环检测。
4.2系统总程序流程图图4-1为系统总程序流程图。
4-1 系统总程序流程图4.3 DS18B20温度采集程序流程图DS18B20有严格的协议来确保其数据的完整性。
协议包括几种单线信号类型：复位脉冲，存在脉冲，写1，写0，读1，读0。
所有这些信号类型除存在脉冲以外，其他信号均由总线主机产生。
开始写DS18B20进行任何通信都需要对其进行初始化，在接收到复位脉冲后，再对DS18B20进行正确的ROM命令和存储器操作命令。
在总线主机初始化过程，主机通过拉高单总线，以产生复位脉冲。
接着，在主机释放总线，进入接收模式。
当总线被释放后，上拉电阻将总线拉高。
在单总线器件检测到上升沿后，接着产生延时，接着拉低总线以产生脉冲。
图4-2为温度采集程序流程图。
4-2温度采集程序流程图4.4 LCD液晶显示流程图单片机对其初始化，然后将需要显示的字符在LCD存储的地址和要求在LCD显示的地址送出。
在检测LCD是否处在忙碌不能接受命令或数据的状态。
检测到LCD空闲状态时就可以写数据显示了。
图4-3为LCD液晶显示流程图。
4-3 LCD液晶显示流程图5.总结本设计通过单片机的控制，基本实现了对锅炉温度的测量以及显示，并且可以实现超温暖报警的功能。
同时增加了有报警取消功能的按键，可以实现人为取消报警的功能。
系统中采用AT89C51芯片作为控制芯片，采用一总线的温度传感器DS18B20，用LCD1602液晶显示模块显示温度值，这些都使硬件电路变得简单，性能得到提高。
而且加上了蜂鸣器报警装置和报警取消按键，让本设计在应用上更加安全和人性化。
6.心得体会通过本次锅炉温度监测系统的设计，我不仅巩固了有关单片机，温度传感器等以前系统学过的知识。
而且还加强学习了有关1602液晶和其他液晶的相关知识，也与在本次设计之前相比更好的使用1602液晶。
同时，也对锅炉，这个与我们生活密切相关的设备有了一定简单的了解。
而且，本次设计的设计思路与之前的设计相比更加清晰，在一些相关的软件的运用上也有了一些接触。
但遗憾的是，本次设计没有制作出实物或者用软件仿真，并不清楚本设计中是否有隐藏的问题，或者一些设计上需要进行修改的问题。
希望以后可以利用软件进行仿真，不仅可以发现设计中的问题，还可以学习仿真软件，一举两得。
在本次设计中，查找了很多资料，了解和学习到了很多在课堂上没有进行细致讲解的知识点。
总之，在本次设计中学会了很多知识，也巩固加强了许多以前学习过的知识，收获了很多。
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