基于单片机的供暖锅炉控制系统的设计

基于单片机的锅炉温度水位控制系统设计讲解锅炉温度水位控制系统是一种常见的自动控制系统，通过监测锅炉的温度和水位，控制供应给锅炉的燃料或冷却水的流量，以维持锅炉的稳定运行。

在本文中，我将详细讲解基于单片机的锅炉温度水位控制系统设计。

首先，我们需要了解整个系统的基本结构。

该系统由传感器、单片机、执行机构和显示器组成。

传感器负责监测锅炉的温度和水位，并将信号传输给单片机。

单片机根据接收到的信号，通过调节执行机构控制燃料或冷却水的流量，以维持锅炉的温度和水位在设定的范围内。

系统通过显示器实时显示锅炉的温度和水位信息。

接下来，我们讲解系统的硬件设计。

首先，选取适合的温度和水位传感器。

温度传感器可选择热敏电阻或热电偶，这些传感器的输出信号与温度成正比。

水位传感器可选择浮子式或电极式传感器，这些传感器根据液位的变化产生不同的电信号。

接下来是单片机的选择。

由于单片机需要进行模拟信号的采集和数字信号的处理，我们需要选择具备这些功能的单片机。

例如，常见的AVR系列和PIC系列单片机都具备这些功能。

然后，我们进行编程设计。

编程设计主要包括信号的采集和处理、控制算法以及与执行机构的通信。

首先，单片机需要通过ADC模块采集传感器的模拟信号，并进行数字信号处理。

然后，通过控制算法计算控制量，根据控制目标调节执行机构的控制量。

最后，通过与执行机构的通信，控制燃料或冷却水的流量。

在编程设计中，需要考虑温度和水位的检测范围、设定范围以及控制目标。

根据具体的控制需求，可以采用比例控制、积分控制、微分控制或PID控制等控制算法。

在硬件电路设计中，还需要为单片机提供稳定可靠的电源，通过适当的滤波和隔离电路，保证传感器的信号质量。

最后，还需要设计一个合适的显示器，以便实时显示锅炉的温度和水位信息。

可以选择液晶显示器或数码管进行显示。

通过以上的设计，基于单片机的锅炉温度水位控制系统可以实现锅炉的自动稳定运行。

系统可以根据锅炉的温度和水位变化实时调节燃料或冷却水的流量，避免温度过高或水位过低对锅炉造成的损坏。

摘要在对当前采暖需求情况广泛调查的基础上，结合工程实际需要，针对小型家用燃气锅炉的特点，研制开发了基于MCS-51单片机的小型家用燃气锅炉温度控制系统，旨在使用燃煤锅炉集中采暖时所遇到的锅炉温度不易控制，改进家庭采暖的控制方式，提高采暖的经济性。

利用Protel99se电路设计软件，对智能控制器的电源电路、复位电路、时钟电路、报警电路、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;将测量的水温与设定值比较，单片机另外使用LCD液晶显示器显示水位的上下限值、当前水位、预先设定的温度报警值和当前采集的温度值。

当温度超过设定的报警温度值，系统会发出报警声音，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。

这样就可以节约能源，提高能源的使用率。

针对系统的要求和特点，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、键盘扫描子程序和LCD 液晶显示子程序等。

通过对温度和水位的测试，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。

关键词：单片机；LCD；燃气锅炉；温度控制；DS18B20目录1 绪论 (1)1.1课题背景及研究意义 (1)1.2系统的总体设计思想 (2)2 系统方案论证及工作原理 (4)2.1 设计方案论证 (4)2.2 系统结构框图 (4)2.2.1主要器件的选择 (6)2.2.2 锅炉辅助器件选择 (6)3 硬件电路设计 (8)3.1 主电路 (8)3.2 单片机选择设计 (9)3.3 单片机最小系统 (11)3.3.1时钟电路设计 (11)3.3.2 复位电路 (12)3.4温度检测电路设计及温度传感器选择 (12)3.4.1 DS18B20简介 (12)3.4.2温度采集电路 (14)3.5 温度控制电路设计 (14)3.6 水位控制电路 (15)3.6 显示电路设计 (17)3.7 报警电路设计 (21)3.8 稳压电源电路设计 (22)3.9按键电路设计 (22)4 系统软件设计 (24)4.1主流程图设计 (24)4.2中断程序程序 (25)4.3 DS18B20温度采集子程序设计 (25)4.4 LCD液晶显示子程序设计 (27)总结 (28)参考文献 (29)附录 (30)附件A:总程序 (30)1 绪论1.1课题背景及研究意义锅炉是一种热能转换设备，由锅和路两大主体和保证其安全经济连续运行的附件，仪表附属设备，自控和保护系统组成，水在锅（锅筒）中不断被炉里燃料燃烧释放出来的能量加热，温度升高并产生带压蒸汽，由于水的沸点随压力的升高而升高，锅是密封的，水蒸气在里面的膨胀受到限制而产生压力形成热动力（严格的说锅炉的水蒸气是水在锅筒中定压加热至饱和水再汽化形成的）作为一种能源广泛使用。

摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。

在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及具体应用对象特点的软件结合，以作完善。

本课题研究的是基于单片机的家庭电加热锅炉取暖温度控制系统设计,它是利用锅炉加热水产生的蒸汽来提高室内的温度。

它的基本功能是通过温度传感器的检测来实时显示室内空气和电加热锅炉内水的温度，通过键盘设定目标温度，根据比较采集温度和目标温度结果，控制加热部件的通断。

用液位传感器和报警模块来监控炉内液位的高度，根据检测的结果控制水泵的工作。

液位和温度的实时监控保证了室内温度和液位的高度在合理的范围内。

该控制系统经济、环保、自能化程度高，具有一定的工业价值。

关键字：电加热锅炉系统; 单片机; DS18B20; LCD12864; 矩阵键盘Based On Single Chip Microcomputer Of Home Heating Electric Heating Boiler Temperature Control System DesignABSTRACTIn recent years, with the computer penetration in the social field, the application of SCM is to keep at the same time, traditional control testing update on Crescent benefits. In real-time detection and automatic control system of single-chip applications, often as a single-chip core component to use only single-chip is not enough knowledge, but also the specific hardware structure and the specific features of application software objects combine to make perfect.The research is based microcontroller family electric heating boiler heating temperature control system design, the indoor temperature israised by using the boiler to heat water to produce steam . Its basic function is detected by the temperature sensor to display the indoor air and the temperature of the boiler water is heated electrically in real time, the target temperature set through the keyboard, according to the comparison result of collecting temperature and the target temperature, controls the heating means on and off. The height of the furnace level is monitored by level sensor and alarm module , the pump is controlled by accordance with the results. Real-time monitoring level and temperature to ensure a high level of indoor temperature and within a reasonable range. The control system of economic, environmental, high degree of energy self-oriented, with some industrial value.KEY WORD: Electric heating boiler system; AT89C51; DS18B20 ; LCD12864;matrix keyboard目录第一章系统方案设计 (1)1.1绪论 (1)1.2设计任务 (1)1.3 设计要求 (1)1.4 系统设计方案 (1)第二章各模块电路的方案选择及论证 (3)2.1 处理器方案 (3)2.2 温度采集模块方案 (3)2.3显示模块方案 (4)2.4按键模块方案 (4)2.5报警电路模块方案 (5)2.6驱动电路模块方案 (5)2.7控制电路模块方案 (6)第三章系统硬件及各电路设计 (7)3.1 处理器 (7)3.1.1 AT89C51单片机概述 (7)3.1.2时钟电路 (8)3.1.3复位电路 (9)3.2 LCD12864液晶显示器 (9)3.3 温度采集模块 (12)3.3.1 DS18B20的主要特性 (12)3.3.2 DS18B20内部结构 (13)3.4按键模块 (14)3.5驱动芯片 (14)3.6 继电器控制电路 (15)3.7 液位检测模块 (16)3.8报警模块 (16)3.9 加热模块 (17)3.10抽水泵模块模块 (18)第四章系统软件设计 (19)4.1系统主程序的设计 (19)4.2显示子程序设计 (20)4.3温度采集程序设计 (22)4.4矩阵键盘程序设计 (22)4.5 PID算法程序设计 (24)4.5.1 PID算法原理 (24)4.5.2 PID算法流程 (25)第五章系统调试 (26)5.1硬件调试 (26)5.2软件调试 (26)5.3系统调试 (26)总结 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录 (30)附录一：仿真图 (30)附录二：实物图 (31)第一章系统方案设计1.1绪论传统的家庭锅炉取暖系统采用煤或燃气为燃料，虽然能达到取暖的效果，但能耗比较大，且不环保。

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。

主要用水位传感器检测水位，用数字温度传感器DS18B20来检测水温，用五个控制按键来实现按健控制，用三位LED显示器来完成显示部分，用变频器来控制循环泵的转速，用压力传感器检测锅炉内部压力。

并且通过模数转换把这些信号送入单片机中。

把这些信号与单片机中内部设定的值相比，以判断单片机是否需要进行相应的操作，即是否需要打开鼓风机，是否需要开启补水泵，是否需要加快循环泵的转速等操作，从而实现单片机自动控制的目的。

本设计用单片机控制易于实现锅炉供暖、而且有造价低、程序易于调试、一部分出现故障不会影响其他部分的工作、维修方便、等优点。

关键词：单片机（AT89C51），传感器，水位,温度，循环,自动控制Based SCM design of heating boiler controlled syetem Abstract:The systemic design bases controller of CMS water heating of a boiler , it mostly makes up of measuring water level ,measuring a water temperature ,controlling a keys-press ,controlling a water temperature ,controlling water level ,controlling circulate ,controlling pressure ,showing a part ,giving an alarm order to realize heating controller ,the design adopts Single-Chip Microcomputer to control boiler heating .It mostly uses a temperature sensor DS18B20 to measure water temperature ,uses water level sensor to measure water level , uses a transducer to contro l cycle pump’s rotate speed ,uses five keys-press to control key-press ,uses three light-emitting diodes display to finish a display parts ,uses a transducer to control rotate speed of cycle pump ,uses a press transducer to measure press in the boiler .It sends those signals to SCM through modulus ,and hold those signals to compare with enactment in the SCM to judge whether SCM need to carry through relevant operation namely ,whether it needs to open a fan ,whether it needs to turn on a water pump ,whether it needs to quicken rotate speed of a cycle pump and so on .Consequently ,it finishes an aim of SCMauto-controller .The design makes use of the SCM to control boiler which is easy to realize boiler heating ,it is cheap to manufacture ,it is easy to debug its procedure .When a part is in trouble ,it does not infect others and it is convenience to mend ,it is widely to use many of areas.Keywords: Single-Chip Microcomputer, transducer ,water level ,water temperature , Auto-control目录1、绪论 (4)2、系统总体方案 (4)2.1、系统框图 (4)2.2、系统具体实现方案 (4)3、系统硬件设计 (5)3.1、单片机的配臵 (5)3.2、温度传感器 (5)3.3、显示部分 (7)3.4、变频器 (7)3.5、水位传感器 (7)3.6、A/D转换器 (8)4、系统的具体设计与实现 (8)4.1、系统的总体原理图 (8)4.2、单片机控制系统的流程图 (8)4.3、电源电路 (9)4.4、温度控制系统 (10)4.5、循环泵控制部分 (11)4.6、水位控制系统 (11)4.7、压力控制系统 (12)4.8、键盘部分 (13)4.9、驱动部分电路 (13)4.10、显示部分电路 (13)4.11、自动报警电路 (13)4.12、单片机标志及按键功能 (14)5、结束语 (14)参考文献 (14)附页 (16)1 绪论传统的控制方式不能进行远距离的集中控制，自动化程度低，调节精度差等缺点，且单靠人工操作已不能适应，控制系统改造的必要性随着科学技术的不断进步,被控对象越来越复杂,人们对控制精度的要求不断提高。

基于单片机的锅炉自动控制系统范子阳机教011班摘要：本文介绍一种新型单片机控制的锅炉采暖自动系统的组成，工作原理及特点。

对改造旧锅炉，提高自动化水平提供了一种有效的方法。

关键字：锅炉；自动控制系统；单片机Abstract：Automatic control system is important guarantee for run of boiler . The composition and work principle and characteristics of thermal auto-regulating system for boiler are introduced in paper which offers an effective method for modification on old boiler and for heat efficiency and coal saving.Keywords:boiler；auto-regulating system；single board computer.1 引言热水锅炉是目前广泛应用于居民住宅采暖的供热设备之一。

供热系统示意图如图１所示。

其工作原理是，热水锅炉将水进行加热，当水温达到要求时，启动循环水泵将供热管道的水进行加压循环，从而使住宅内的散热器升温达到采暖的目的。

图 1 供热系统示意图在供热期间，由于供热管道有一定的水量损失，为保证供热质量，必须通过补水泵对锅炉进行补水。

补水的原则是：在设备和管道承压能力下保证系统水不汽化。

传统的热水锅炉供热系统中，循环泵的启动和停止有由人工操作，而补水泵是由安装在回水管上的电接点压力表控制的。

通过电接点压力表设定的回水管补水压力的上下限值，来控制补水泵的停止和工作。

其中压力上限值应不大于管道和锅炉所承受的最大压力，压力下限值应保证系统水不汽化。

这种补水控制有如下缺点：（１）补水泵频繁启动和停止。

基于单片机的锅炉控制系统的设计摘要：本文主要介绍了一种基于单片机的锅炉控制系统的设计，该系统功能完善，稳定可靠，能够有效地实现锅炉的自动控制和监控。

本文首先介绍了锅炉控制系统的原理及相关的技术知识，然后针对锅炉控制系统的需求和特点，设计出了一种基于单片机的锅炉控制系统方案，并详细阐述了系统的硬件结构及软件设计思路。

最后，通过实际的测试和应用结果验证，证明了该系统具有良好的控制效果和稳定性，具有广泛的应用前景。

关键词：单片机；锅炉控制系统；自动控制；监控；稳定性Abstract:This paper mainly introduces a design of a boilercontrol system based on a single-chip microcomputer. The system is fully functional, stable and reliable, and can effectively implement automatic control and monitoring of the boiler. This paper first introduces the principle of theboiler control system and related technical knowledge. Then, based on the requirements and characteristics of the boiler control system, a scheme of a single-chip microcomputer-based boiler control system is designed, and the hardware structure and software design ideas of the system are explained in detail. Finally, through actual tests and application results verification, the system has good control effect andstability, and has a wide range of application prospects.Keywords: single-chip microcomputer; boiler control system; automatic control; monitoring; stability引言：锅炉是工业中用于生产热能和蒸汽的重要装备之一，具有功能强大、操作简便等优点，已得到广泛的应用。

01 Chapter研究背景和意义0102研究目的和方法研究目的研究方法02 Chapter系统需求分析安全性稳定性可控性节能性系统硬件架构01020304控制器执行器传感器通信模块系统软件设计采用嵌入式操作系统，如Linux或RT-Thread等，负责系统的任务调度和资源管理。

操作系统编程语言软件架构数据库采用C语言或汇编语言等编程语言，编写控制程序和数据处理程序。

采用模块化软件架构，将系统功能划分为不同的模块，便于程序的编写和维护。

采用小型数据库，存储系统的运行数据和用户信息等。

03 Chapter总结词低功耗、高性能、外设丰富详细描述在单片机选型时，我们优先考虑低功耗和高性能的芯片。

此外，为了实现燃气锅炉控制系统的智能化和稳定性，我们选择具有丰富外设的单片机，如ADC、DAC、UART、SPI等。

单片机选型温度传感器电路设计总结词精确测量、稳定可靠、抗干扰能力强详细描述温度传感器电路设计是整个系统的重要环节之一。

我们选择具有高精度和稳定性的温度传感器，如NTC热敏电阻或DS18B20数字温度传感器，以实现对温度的精确测量。

同时，为提高系统的抗干扰能力，我们采用低噪声放大器和滤波器对传感器信号进行处理。

燃气阀门控制电路设计总结词详细描述总结词详细描述报警电路设计04 Chapter主程序流程图系统上电后，进行硬件初始化，包括单片机、温度传感器、燃气阀门等。

初始化当检测到异常情况，如温度过高或燃气泄漏时，启动报警功能，发出警报报警功能实现进入主循环，不断检测温度传感器和燃气阀门的状态。

循环检测温度检测根据温度检测结果和设定的目标温度，控制燃气阀门的开度和关闭时间。

燃气阀门控制0201030405温度检测控制算法温度检测与控制算法通过驱动电路控制燃气阀门的开度和关闭时间，实现燃气的通断和流量调节。

保护措施为防止燃气泄漏等异常情况，控制系统设有双重保护机制。

当检测到异常情况时，立即关闭燃气阀门，并启动报警功能。

摘要：文章主要设计了一种锅炉液位控制器，它以8051作为单片机。

通过8051单片机、液位传感器和模数转换器等硬件系统和软件设计方法，实现具有液位检测报警和控制的双重功能，同时也具有报警和显示控制的功能，并对液位和压力值进行显示。

本系统是基于单片机的水暖锅炉控制系统，在设计中主要有水位检测、温度检测、按键控制、水位控制、显示部分、故障报警等几部分组成来实现供暖控制。

关键词：锅炉液位控制；单片机；压力传感器；模数转换器0 引言目前我国燃烧锅炉的数量众多，现有中、小型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的四分之一，目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。

锅炉微机控制，是近年来新开发的一项新技术。

它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，工业锅炉采用的是微机控制和原有的仪表控制。

由于被控对象和过程的非线性、时变性，多参数间的强耦合、随机干扰等因素，使得建立被控对象的精确数学模型变得很困难。

在这些复杂的系统面前，传统的控制方法无法满足控制精度，而且系统稳定性差。

更好地对锅炉进行自动化控制，并利用单片机及其外围芯片实现锅炉液位控制已经成为可能。

1 系统硬件设计1．1 核心芯片8051单片机整个系统电控部分以ATMEL公司的8051为核心芯片，控制信号采集、处理、输出三个过程。

这种芯片内置4kEPROM，因为系统要求控制线较多，如果采用8031外置EPROM程序控制结构，则造成控制线不够；而8051却可以利用P0、P2口作控制总线，大大简化硬件结构，并可以直接控制键盘参数输入、LED数据显示，方便现场调试和维护，使整个系统的通用性和智能化得到了很大的提高。

本设计采用MCS-8051单片机来控制系统报警。

MCS-51系列单片机中的8051采用40Pin 封装的双列直插结构。

其40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I／O口，中断口线与P3口线复用。

目录一．绪论 (2)二．系统设计方案 (3)三．硬件设计 (6)1. 8031单片机 (6)2. 温度测量设计 (10)检测元件 (11)温度变送器 (12)3. 转换电路设计 (17)AD574转换器 (17)采样保持器 (20)4. 键盘及显示的设计 (23)键盘电路 (23)显示电路 (29)8255A芯片 (31)5. 报警显示电路 (35)6. 译码电路 (38)7 . D/A转换器 (41)四．数学模型 (45)五. 结束语 (48)六.谢辞 (49)七．参考文献及附录 (49)基于单片机的加热炉炉温控制系统设计（侧重硬件设计）一．绪言温度是工业对象中最主要的被控参数之一，特别是在冶金，化工，机械各类工业中，广泛使用各种加热炉，热处理炉，反应炉等。

由于炉子的种类不同，因此所采用的加热方法及燃料也不同，如煤气，天然气，油，电，等等。

但是就其控制系统的本身的动态特性来说，基本上都属于一阶纯滞后环节，因而在控制算法上基本相同。

随着电子技术和微型计算机的迅速发展，特别是单片机的发展，微机测量和控制技术得到了迅速的发展和广泛的应用。

单片机具有处理能力强，运行速度快，功耗低等优点，应用在温度测量和控制方面，控制简单方便，测量范围广，精度较高。

实践证明，控制方法的优劣，运行效果的好坏，直接影响到产品的质量，能源的消耗，设备的生产效率。

而用微型计算机对炉窑进行控制，无论在提高产品质量和数量，节约能源，还是在改善劳动条件等方面都显示出无比的优越性。

特别是单片机对被控对象采样功能强，体积小，价格低的智能温度控制装置进行控制已成为现实。

本文将设计一种基于8031单片机的加热炉炉温控制的控制系统。

本文选择的控制对象是用天然气加热的退火炉，天然气烧嘴为自带空气式。

退火炉主要用于钢材的热处理，以改变钢材的物理性能。

被测参数主要是温度，测量范围为0~1000℃。

针对加热炉的上述特点，采用8031单片机作为主机，对其进行智能控制的控温系统。

基于单片机的小型家用燃气锅炉控制系统设计电子信息工程专业陈希指导老师虞粉英摘要本文介绍了以AT89C51单片机为控制核心开发的小型家用燃气锅炉系统的设计与实现。

用温度传感器及A/D转换器采集实际温度,从时钟芯片读取时间，经过单片机分析处理后送至LCD显示器显示,并将温度值送入单片机,与此同时通过实际温度与设定温度的差值来判断加热炉是否加热,若实际温度小于设定遍度则加热；通过当前时间与设定时间是否相同来判断LED灯的点亮与否，若到达设定时间, 则点亮LED灯报警。

文章介绍该系统的硬件电路图和软件流程图。

关键词燃气锅炉单片机控制1绪论口前，我国居民住宅取暖基本上都是釆用集中供暖方式。

虽然集中供暖方式从原理上讲，能源利用率高，具有较高的经济性，但是这种方式大多数是使用燃煤锅炉，会带来严重的环境污染问题。

近儿年来以天然气为燃料的燃气锅炉倍受人们喜爱。

燃气锅炉具有效率高、环境污染小等特点。

LI前市场上的店铺所销售的家用小型燃气锅炉大多是进口或合资生产的，价格基本在一万元以上，不利于推广使用。

于此同时，目前研究开发燃气锅炉控制器的单位比较少，只有江西九江交通电器厂、上海杜比公司、天津大学无线电厂等儿家。

因此，研究开发一种不但价格低廉而且安全可靠的智能型家用小型燃气锅炉具有一定的科学价值与现实意义。

2硬件电路设计小型家用燃气锅炉控制系统山温度采集模块，A/D转换模块，单片机，时钟模块, LCD显示模块，键盘输入模块以及输出通道模块组成。

单片机根据转换电路输出的数字温度信息给出控制信号，通过控制调节阀来控制燃烧器的进气量及炉火大小，从而完成对室温的调节即锅炉水温的调节。

单片机还可以通过时钟芯片来实现对当前时间的显示和改写。

锅炉控制系统的总体框图如图2.1所示。

图2.1锅炉控制系统的总体框图2.1温度采集模块AD590是电流输出型的温度传感器，测温范围为一55弋〜150。

电源电压范围 为4V 〜30V 。

电源电压可在4V 〜6V 范围变化，电流变化1mA,相当于温度变化1K 。

基于单片机的热水锅炉温度控制系统设计摘要: 介绍了80c51单片机构成的小型热水锅炉温度控制的最小系统，主要包括数学模型的建立、硬件电路的设计和软件程序的分析。

关键词: 单片机；温度控制系统；热水锅炉；温度检测0 引言北方冬季分散取暖通常采用热水锅炉人工定时烧水供热的方法。

这种方法耗煤量大，居室温度变化大，费人力。

为解决这个问题，本文介绍一种用单片机控制热水锅炉供热的系统装置。

温度自动控制系统主要是有温度采集系统、液晶显示系统、扬声器报警系统和继电器控制系统四部分组成。

本次设计主要是以温度采集到的温度为参考。

如果温度在设定值内部，则系统正常工作，本系统的温度正常范围为0-50摄氏度，如果超出温度范围，则系统发出警报并控制系统负载停止工作。

1 系统总体方案设计本系统主要有水位检测、温度检测、按键控制、水温控制、水位控制、循环控制、显示部分、故障报警等几部分组成来实现供暖控制，系统框图如图1 所示。

2 供暖系统的控制策略对于供暖系统，环境温度反映了需热量，供水温度反映了供热量。

供暖对系统的要求为: 环境温度低时，供水温度高；环境温度高时，供水温度低。

根据实践经验，建立供暖系统的控制数学模型如下：T 上限=95 ℃ T h< - 10 ℃85- T h - 10 ℃≤T h≤15 ℃ T下限=75 ℃ T h< - 10 ℃65- T h - 10 ℃≤T h≤15 ℃式中，T 上限为供水上限温度，T 下限为供水下限温度，T h 为环境温度。

上式说明，环境温度低于16 ℃时，每降低1 ℃，供水温度上、下限升高1 ℃；环境温度低于- 10 ℃时，供水上限温度为95 ℃，下限温度为75 ℃。

供水上限温度为停机温度，在开机状态下，当供水温度达到上限温度时系统即停机。

供水下限温度为开机温度，在停机状态，当供水温度降至开机温度时系统即开机。

当环境温度高于16 ℃时系统停机。

供水温度始终在上限温度和下限温度之间变化。

论文题目：基于单片机地锅炉温度和压力控制系统设计摘要本文介绍I以80C51单片机为核心地温度和压力控制系统地工作原理和设计方法温度信号由温度芯片DS18B20采集,以数字信号地形式传送给单片机；温度和压力信号由压力传感器进行实时采集，通过A/D转换器将模拟信号转换成数字信号传送给单片机，单片机经过计算与处理后将温度、压力信息显示在LED显示器上,文中介绍I该控制系统地硬件部分，包括：温度检测电路、温度控制电路、压力检测电路、稳压电源电路和其他一些单片机接口电路文中还介绍I软件设计部分,在这里采用模块化结构编程软件部分主要包括：主程序、温度和压力控制子程序、显示子程序等该系统可以对锅炉地温度与压力进行全自动化地控制，不仅节省I人力资源,同时使用电加热系统，更节能,更环保,更具有有可行性关键词：温度检测A/D转换压力检测PID控制；This paper introduces the 51 microcontroller as the core temperatureAbstractand system of the working principle and design method. Temperature signal chip DS18B20 collecti on by the temperature, with digital sig nal tran smitted to the form of sin gle chip microcomputer; Pressure by level sensor signal of real time data collection, with an analog form transferto the sin gle chip microcomputer, microc on troller through the A/D conv ersi on, con verted into digital sig nals, calculati on and treatme nt will temperature, pressure, water level information displayed in the LCD mon itor, the paper in troduces the hardware part of the con trol system, in clud ing: temperature detect ion circuit, temperature con trol circuit, pressure detect ion circuit, pressure con trol circuit and other sin gle chip microcomputer in terface circuit. The paper also in troduces softwaredesig n part, here the modularized structure program ming. Software is main ly three parts: the mai n program, keyboard in terrupt and key process ing program, prearc ing in terruptio n program. The other one XieZi programs in clude: temperature sig nal process ing program, show program, PID process ing procedure, etc.This system can to the boiler temperature and water level of the full automation control, not only save thehuman resource, and at the sametimeuse electric heat ing system, more en ergy efficie nt, more en vir onmen tal protectio n and is more a feasibility.Keywords:Temperature detecti on A/D conv ersi on Water pressure testPID control摘要 (I)Abstract (I)1绪论 (1)1.1研究背景及现状 (1)1.2发展前景 (1)1.3系统地总体设计思想 (2)2锅炉温度和压力控制系统主要器件选择 (4)2.1系统结构总框图 (4)2.2单片机地选择 (4)2.3温度传感器.................... 错误！未定义书签。

基于单片机的锅炉控制系统【摘要】传统锅炉控制采用人工结合常规仪表，给水方式为间断给水，通过省煤器后热辐射时间短，效率低，人工操作复杂，还要人工监视给水的水位和锅炉汽压，很难达到满意的效果。

本文主要对基于单片机的锅炉控制系统进行阐述。

【关键词】单片机，锅炉，控制该系统主要以AT89C52单片机作为控制系统核心，通过接口扩展芯片8255完成人机交互的诸多应用功能，系统所需数据由模拟通路采集，该模拟通路由传感器组、多路开关、信号采样和A/D转换等组成。

检测到的数据经过AT89C52单片机处理后，一部分经由8255传至8位数码管显示模块显示，一部分通过电平转换器和放大驱动电路处理后送至控制模块，控制模块根据此输出信号控制执行机构工作，并自动完成声光报警，从而实现对锅炉控制系统进行精确的实时控制。

另外，系统还可以实现下载和通信的功能。

1系统设计方法在详细了解单片机的基本结构、工作原理、功能扩展和相应的接口电路的基础上，对一个具体的应用对象，如何才能设计一个具体的应用系统，使其能够满足实际需要就变得非常现实了，也是系统设计和产品开发者所关心的问题。

本节从应用角度出发，详细介绍单片机应用系统硬件设计方法和研制过程。

在图1的控制方案中，传感器采集随时间连续变化的模拟信号(被调参数)，如温度、流量和水位等，通过变送和放大，转变成直流电压信号，然后通过模/数转换器转换成单片机可识别和处理的二进制数据，经输入通道送入单片机，由单片机按照一定的逻辑控制原理，对被测量值进行一系列的运算处理，从而得到燃烧器、循环泵或其他执行机构的控制量，再由单片机输出二进制数据，经数/模转换器将数字量转换成模拟量(电压或电流信号)，直接或通过继电器、接触器及多路开关送至执行机构，使阀门或其他调节机构动作，达到调节被调节参数的目的。

2基于单片机的锅炉控制系统设计2.1熟悉设计对象单片机作为控制系统的核心所控制的对象是多种多样的，所实现的控制功能也是千差万别的。

基于单片机的小型开水锅炉控制系统设计设计背景：随着电力的普及和人们生活水平的提高，小型开水锅炉在家庭中得到了广泛的应用。

为了提高开水锅炉的安全性和舒适性，设计一个基于单片机的小型开水锅炉控制系统是非常必要的。

设计目标：本设计旨在实现以下功能：1.温度控制：通过设置温度设定值，自动控制开水锅炉的加热和保持温度；2.过热保护：当温度超过设定的上限值时，及时切断加热源，以防止开水锅炉的过热；3.水位检测：检测水位，当水位过低时，停止加热并提示用户加水；4.器件故障报警：当开水锅炉的电源或其他关键器件出现故障时，及时报警提示用户。

硬件设计：1.单片机：选择一款适合的单片机作为主控制器，如STC89C52系列；2.温度传感器：用于检测水温，常用的传感器有DS18B20；3.液位传感器：用于检测水位，常用的传感器有浮球液位传感器；4.继电器：用于控制加热器的开关；5.蜂鸣器：用于报警提示；6.LCD显示屏：用于显示当前温度、水位等信息；7.按钮：用于设定温度、启动/停止加热等操作。

软件设计：1.初始化：设置各个引脚的功能和初始状态；2.温度检测：通过温度传感器获取当前温度值；3.水位检测：通过液位传感器获取当前水位值；4.温度控制：根据设定的温度和当前温度进行判断，控制继电器的开关状态；5.过热保护：当温度超过设定的上限值，切断继电器的电源，同时报警；6.水位保护：当水位过低时，停止加热并报警提示用户加水；7.器件故障报警：当开水锅炉的电源或其他关键器件出现故障时，停止加热并报警。

系统测试与调试：将开水锅炉控制系统接入电源，并逐个验证各个功能的正确性。

包括温度控制、过热保护、水位检测等。

同时，验证是否能够正确显示当前温度、水位，并能够及时报警。

总结：本设计实现了基于单片机的小型开水锅炉控制系统。

通过温度和水位传感器的检测，实现了温度控制和水位保护功能，提高了开水锅炉的安全性和舒适性。

设计的控制系统经过测试和调试，功能稳定可靠。