毕业设计-基于单片机的燃油锅炉控制器的设计
目录
摘要 (1)
Abstract (2)
第一章引言 (3)
1.1 单片机的概述 (3)
1.2 K－50压力控制器功能简述 (4)
1.2.1主要技术性能 (4)
1.2.2 规格 (5)
1.3 Protel 99SE介绍 (5)
1.3.1 原理图设计步骤 (5)
1.3.2 原理图设计对象 (6)
1.3.3 对象属性 (6)
1.3.4 原理图中的常见的电气连接的方式 (7)
1.3.5 一些常用热键 (7)
1.3.6 画原理图的目的 (7)
第二章燃油锅炉的前景 (7)
2.1 燃油锅炉存在的问题 (7)
2.2 控制系统改造的必要性 (8)
第三章改造方案 (8)
3.1 控制方案的比较 (8)
3.2 控制方案的特点 (8)
第四章硬件设计 (9)
4.1锅炉控制主板系统 (9)
4.2 输入系统 (10)
4.3输出系统 (12)
4.4 键盘和显示系统 (13)
4.5 电源 (13)
4.6 软件设计 (14)
第五章系统的特点 (16)
5.1 系统可靠性高 (16)
5.2显示界面直观、方便 (16)
5.3系统组态灵活方便 (16)
5.4经济效益好 (16)
第六章结束语 (16)
参考文献 (17)
附录：PCB图 (18)
摘要：
针对燃油锅炉的现状及存在的问题,通过对各种控制方案进行比较,介绍了一种经济实用的燃油锅炉模糊控制器。对控制器的组成和特点、锅炉水位的测量和转换作了详细的描述。该控制器能针对锅炉水位的不同状态和不同外界条件进行控制,大大提高了系统的抗干扰能力,控制效果良好,保障了锅炉的稳定运行。装置具备成本低、抗干扰能力强、控制性能好等特点,且控制系统硬、软件维护简单方便,适用于工业控制现场,有着广阔的应用前景。
关键词：工业锅炉，单片机，锅炉水位
Abstract
Comparing with several plans of control system，presents a new style of industrial boiler fuzzy controller with utility and economic，which aiming at the industrial boiler reality situation and existing problem。Explains the constitution and characteristic of control system，measuring and transforming of drum water level in detail。The controller can control drum water level according to the different conditions and environment，improve system’s anti-jamming capability，control effect and insure stabilizing operation of the boiler。It also has the advantages of low cost，strong anti-jamming capability，good control performance。Maintenance to the hardwares and softwares is simple and convinent，and it is suitable for the application in industrial control worksite condition。There are widely application prospect。
Keywords：Industry Boiler，Single Chip MicroComputer，Drum Water Level
第一章引言
1.1 单片机的概述
电子计算机的发展经历了从电子管、晶体管、集成电路到大（超大）规模集成电路共四个阶段，即通常所说的第一代、第二代、第三代和第四代计算机。现在广泛使用的微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物，因此它属于第四代计算机，而单片机则是微型计算机的一个分支。从1971年微型计算机问世以来，由于实质应用的需要，微型计算机向着两个不同的方向发展：一个是向高速度、大容量、高性能的高档微机方向发展；而另一个则是向稳定可靠、体积小和价格廉的单片机方向发展。但两者在原理和技术上是紧密联系的。
单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，具体说就是把中央处理器CPU(Central Processing Unit) 、随机存储器RAM（Random Access Memory）、只读存储器ROM(Read Only Memory) 、中断系统、定时器/计数器以及I/O(Input/Output)口电路等主要微型机部件，集成在一块芯片上。虽然单片机只是一个芯片，但从组成和功能上看，它已具有了计算机系统的属性，为此称它为单片机微型计算机SCMC（Single Chip MicroComputer），简称单片机。
单片机主要应用于控制领域，用以实现各种测试和控制功能，为了强调其控制属性，也可以把单片机称为微控制器MCU（Micro ControllerUnit）。在国际上，“微控制器”的叫法似乎更通用一些，而在我国则比较于“单片机”这一名称。
由于单片机在应用时通常是处于被控系统的核心地位并融入其中，即以嵌入的方式进行使用，为了强调其“嵌入”的特点，也常常将单片机称为嵌入式微控制器EMCU(Embedded Micro Controller Unit)。在单片机的电路和结构中有许多嵌入式应用的特点。
继1971年微处理器的研制成功不久，就出现了单片的微型计算机即单片机，但最早的单片机是一位的。1976年Inter公司推出了8位的MCS-48系列单片机，它以体积小、控制功能全、价格低廉等特点，赢得了广泛的应用和好评，为单片机的发展奠定了坚实的基础，成为单片机发展史上的一个重要阶段。其后，在MCS-48成功的刺激下，许多半导体芯片生产厂商竞相研制和发展自己的单片机系列。到80 年代末，世界各地已相继研制出大约50个系列300多个品种的单片机产品，其中有Motorola公司的6081、6082、Zilog公司的Z－8系列，Rockwell 公司的6501、6502等。此外，日本的NEC公司、日立公司等也不甘落后，相继推出了各自的单片机品种。
尽管目前单片机的品种很多，但是在我国使用最多的是Intel公司的MCS－51单片机系列。MCS－51是在MCS－48的基础上于80年代初发展起来的，虽然它仍然是8位的单片机，但其功能较MCS－48有很大的增强。此外，它还具有品种全、兼容性强、软硬件资料丰富等特点，因此应用愈加广泛，成为比MCS－48更重要的单片机品种。直到现在，MCS－51仍不失为单片机的主流系列。
继8位单片机之后，又出现了16位单片机，1983年Intel公司推出的MCS－96系列单片机就是其中的典型代表。与MCS－51相比，MCS－96不但字长增加一倍，而且在其它性能方面也有很大的提高，特别是芯片内还增加了一个4路或8路的10位A/D转换器，使其具有A/D 转换功能。
从单片机近30年的发展历程看，单片机今后将会向多功能、高性能、高速度、低电压、低功耗、低价格、外围电路内装化以及片内存储器容量增加的方向发展。
1.2 YWK-50压力控制器功能简述
YWK-50压力控制器采用波纹管式传感器。可用于气体、蒸汽等气体介质和液体介质。控制器的设定值可调，调节范围-0.1…4MPA。采用酚醛压塑型粉壳体，为普通型。
1.2.1主要技术性能：
环境温度：-35～55℃
外壳防护等级：YWK-50 IP 40
振荡性能：YWK-50 10～60Hz 0.075mm
60～150Hz 10m/S2
触电容量：AC 380V 3A（阻性）
DC 220V 2.5A（阻性）
单刀双掷微动开关作用过程：
1.接线端1－3：压力下降至下切换值时接通。
2.接线端1－2：压力下降至下切换值时断开。
3.电缆：Φ12用或Φ7.5三芯。
1.2.2 规格
1.切换差可调范围
2.设定值的调整
压力控制器的设定值调整步骤，举例说明如下：
例.选用0～0.8MPa规格的压力控制器，要求控制气体压缩机的输出压力保持在0.5～0.6MPa之间，具体操作步骤如下:
（1）将控制器的开关接线端子接入压缩机电机的电源控制回路中（接1.3端子则降压接通，升压断开）。将空气接入控制器波纹管室。
（2）旋动设定值调节杆，使指针指示在标度尺刻度0.5MPa上此值为下切换值。
（3）接通电源，使压缩机工作，气体压力上升。反复调整切换差旋钮，使压力上升到0.6MPa（上切换值）时控制器开关切换。
3.注意
（1）指针指示值为下切换值，设定值调节范围即下切换值调节范围。
（2）切换差旋钮上数字仅表示切换差值的大小程度而非实际值，实际值应从标准表读取。
（3）被控介质压力不超过某一给定压力值时。指针应调整在此给定值低一个切换差值（即下切换值）的位置上，调整完毕后，不准再旋动切换差旋钮。
（4）规格表中给的切换差调节范围是指保证提供的最小调节范围，实际范围可比表列值略宽。
1.3 Protel 99SE介绍
使用计算机画电路原理图是现代电子技术设计的重要组成部分。在初步掌握了电路、数字电路和模拟电路的基本原理之后，就应该学会使用计算机设计电路原理图。
1.3.1 原理图设计步骤
（1）设置原理图设计环境。设计环境对原理图影响很大，在画原理图之前，应该把设计环境设置好。工作环境设置是使用Design/Options和Tool/Preferences菜单进行的。画原
理图环境的设置主要包括图纸大小、捕捉栅格、电气栅格、模板设置等。
（2）放置元件。将电气和电子元件放置到图纸上。一般情况下元件的原理图符号在元件库中都可以找到，只需要将元件库中的元件从库中取出，放置在图上。由于元件种类非常多，都被分别放在不同的元件库中，所有应该知道哪类元件在哪些库中。
（3）原理图布线。元件一旦放置在原理图上，就需要用导线将元件连接起来，连接时一定要符合电气规则。
（4）编辑与调整。编辑元件的属性，这些属性包括元件名、参数、封装图等。调整元件和导线的位置等操作。
（5）检查原理图。使用Protel 99SE的电气规则检查功能检查原理图的连接是否合理与正确，给出检查报告。若有错误就需要根据错误情况进行改正。
（6）生成网络表。生成原理图的网络表，所谓网络表就是元件名、封装、参数及元件之间的连接表，通过该表可以确认各个元件和它们之间的连接关系。
（7）打印输出。打印输出原理图。
1.3.2 原理图设计对象
在Protel 99SE中的设计对象包括电气、绘制和指示对象。
电器对象：包括电阻、电容、集成电路等元件和连接他们的导线。
绘制对象：包括圆、矩形、曲线、文字等图形物体，是纯粹的图形，没有电气上的意义。
指示对象：这些对象包括不进行电气规则检查的符号、印制板布局的符号等指示性符号。
1.3.3 对象属性
对象的特性描述称为属性。
（1）Attributes页面是基本属性，需要经常修改的。其中
Lib Ref：在元件库中的元件名称。
Footprint：元件封装。
Designator：标注编号（电路图中的流水编号）。
Part Type：在原理图的元件参数，缺省和元件库中的元件名称一样。
Sheet Path：图纸元件属性中，定义底层图纸的路径。
Part：多元件芯片中的元件序号。
Selection：定义元件处于选取状态。
Hidden Pins：显示隐藏的元件管脚。
Hidden Fields：显示隐藏的元件数据栏。
Field Name：显示隐藏的元件数据栏名称。
（2）Graphical Attributes页面，其中
Orientation：元件方向。
Mode：图形模式选择。可选择的模式包括标准模式、DeMorgan模式和IEEE模式。
X-Location：X方向位置。
Y-Location：Y方向位置。
Fill Color：填充颜色。
Line Color：轮廓线颜色。
Pin Color：管脚颜色。
Local Color：将颜色设置应用于元件。
Mirrored：元件镜像。
（3）Part Field1-8页和Part Field9-16页，这两个页面用于设置元件数据栏的内容，就是说可以向这些数据栏中写入数据和文字。这些数据和文字可以用于仿真和显示。
（4）Read-Only Field页，该页面的功能设置元件的只读属性，其中的文字不能修改。
（5）Global按钮，每一个页面上都有一个按钮Global。Global按钮的功能是修改本对象属性的同时，也可以修改其它对象的属性。但是究竟修改哪些对象，修改对象的哪些属性，需要进行设置。
1.3.4 原理图中的常见的电气连接的方式
(1)连线与连线连接。
(2)网络标号与连线连接。
(3)网络标号与总线连接。
(4)连线与管脚连接。
(5)元件引脚与元件引脚连接。
(6)连线与端口。
(7)连线与图纸符号中的端口连接。
(8)端口与端口之间的逻辑连接。
(9)图纸符号端口与端口之间的逻辑连接。相同名称的图纸符号端口和端口表示连接在一
起。
(10)网络标号与网络标号之间的逻辑连接。相同名称的网络标号连接在一起。电气连接可
以是原理图上之间的物理导线连接，也可以是网络标号之间逻辑连接。
(11)网络标号与元件引脚名称之间的连接。
以上连接形式虽然很多，但是在最后形成网罗表的时候，只有管脚号和管脚号之间的连接关系，而连接形式的花样多，只是提供了方便的画图工具，使读图更加简单、方便。
1.3.5 一些常用热键
PgUp：放大视图。
PgDn：缩小视图。
End：刷新画面。
Tab：在元件浮动状态时，编辑元件属性。
Space bar：旋转元件或变更走线方式。
X：元件水平镜像。
Y：元件垂直镜像。
Esc：结束当前操作。
1.3.6画原理图的目的
画电路图本身就是设计电路，设计的结果是一张原理图、元件列表和原理图网络表。
原理图网络表是画电路板图的基础。若是从最终结果是得到电路板图的角度来看原理图，则画原理图的目的是画电路板图而不是原理图本身。
第二章燃油锅炉的前景
2.1 燃油锅炉存在的问题
我国是以煤炭为主要能源的国家，煤炭占我国可燃矿物资源的96%。其中煤炭利用率最为集中，消耗量最大的就是各种燃煤锅炉。目前，我国拥有的中、小型燃油锅炉已达20多万台，而小型民用锅炉，特别是蒸发量2t/h以下的锅炉更是不计其数，且随着我国的国民经济的快速发展与人民生活水平的迅速提高，对锅炉的需求量有日益增加的趋势。大多数锅炉的控制设备简陋，控制技术落后，效率低（蒸发量2t/h时以上锅炉的平均热效率约为70%，其它小型锅炉的平均热效率仅为49%），从而造成了燃料的大量浪费，而且严重污染空气，也不利于安全生产。近年来，为节约能源、减少污染，我国相继出台了许多环保法规，各大中城市和经济发达地区为了进一步改善空气质量，给居民创造一个空气清新、环境优美的生活和工作
环境，对市区和近郊内所有燃煤小炉灶、锅炉将分期分批逐步淘汰，取而代之的将是使用油、电、气等清洁能源的产品。多年的实践证明，“煤改油”的策略是一个行之有效的方法，因此市场上对燃油锅炉的需求量逐步增加。
燃油锅炉作为一种新型高效环保产品，在各国正在得到广泛推广。油雾发生器和控制系统是燃油锅炉的两大关键部件，直接影响锅炉的性能。如何设计性价比高并具有自主知识产权的控制系统对刚刚起步的我国燃油锅炉产业至关重要，是一个亟待解决的现实问题。目前，我国的燃油锅炉控制系统主要依赖进口，其市场基本被欧美和日、韩所垄断。
所以，自行研究出能自动化的燃油锅炉，是我们迫切解决的关键问题
燃油锅炉的安全运行与否,同锅炉水位的高低直接相关,水位的稳定是锅炉安全运行的首要条件。实践证明:许多炉膛灭火、爆炸、喷火、爆管，包的满水、干锅等设备事故及人身安全事故的发生的主要原因是显示报警系统不完备、连锁保护功能不全及自动控制水平不高。
2.2 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。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。燃油锅炉是一个多输入、多输出、多回路、非线性的相互关联的复杂调节对象,存在多个调节参数与被调参数以及干扰参数。为提高控制系统调节品质,在确定其控制方案时,要对多种因素综合考虑,采用的控制方法是模糊控制。为克服燃油锅炉控制系统存在的缺点,应进行锅炉控制系统的改造,提高锅炉运行的安全稳定性,同时降低设备的投入成本。
第三章改造方案
3.1 控制方案的比较
第一种方案是对信号的采集、显示、算法及控制全部采用单片机设计；第二种方是只采用ＰＬＣ设计；第三种方案是控制系统由单片机和ＰＬＣ共同组成,利用它们各自的优点，设计一套控制系统。但是控制复杂，操作工人不易操作，没有一定的文化基础很难学习。
对于第一种方案,全部采用单片机设计,可以全自动傻瓜式的操作方法，只要一个简单的开关就可以对燃油锅炉进行自动控制，可以节省许多的人力物力。
对于第二种方案,控制系统需要从现场采集的输入信号有:8个状态输入量、21个水位测量值信号、4个水位高/低报警信号、6个手动开关控制信号;输出信号有:8个状态显示、9个控制输出;39个输入信号、17个输出信号。由于只采用ＰＬＣ进行控制,因此需要选用较多输入/输出点的ＰＬＣ,使得整套系统的价格昂贵,不具有推广价值。
对于第三种方案,采用单片机和ＰＬＣ共同组成,输入信号由单片机采集并处理后再送入ＰＬＣ,只有重要的水位高/低保护信号不通过单片机而直接送到ＰＬＣ。ＰＬＣ接收外部输入信号,通过预先编制好的模糊控制算法进行分析、计算,控制算法的结果通过ＰＬＣ的输出端去控制就地的给水调节阀门。
基于这些基础上，我们采用了第一套设计方案设计了一套设备。
3.2 控制方案的特点
对于第一种控制方案,从安全性来分析。首先,系统有两套锅炉水位测量装置,测量装置工作正常时,锅炉水位信号取两个信号的平均值,水位信号测量准确、可靠。由于控制器设置水位偏差报警功能,当某一侧的水位测量装置有故障,使得两侧水位测量偏差超过一定值时,取其中正常的水位信号进行显示和控制,并送报警信号至控制器面板显示某侧水位计已坏,提醒
维护人员及时维护。其次,大大降低了使用成本。再次,单片机价格便宜,使得整套系统成本较低。通过对各种控制系统组成方案进行分析比较,在确保锅炉运行安全的前提下,考虑整套控制装置的经济性,采用单片机使得锅炉控制器具备单片机价格低、功能强的特点,又适用于工业现场控制。
第四章硬件设计
4.1 锅炉控制主板系统
锅炉控制主板系统主要有五个部分组成。包括中央处理器系统、输入系统、输出系统、键盘和显示系统、电源。
中央处理器系统：主要包括4个部分组成。内部数据存储器、内部程序存储器、定时器\计数器、信号引脚。
内部数据存储器，包括RAM和ROM地址寄存器等。89C51芯片中共有256个RAM单元，其中后128单元被专用寄存器占用，供用户使用的只是前128单元，用于存放可读写的数据。因此，通常所说的内部数据存储器是指前128单元。
内部程序存储器，包括ROM和持续地址寄存器等。89C51共有4KB掩膜ROM，用于存放程序和原始数据。
定时器/计数器，出于控制应用的需要，89C51共有两个16位的定时器/计数器，以实现定时或计数功能，并以其定时或计数结果对单片机进行控制。
信号引脚，89C51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片,其引脚的定义及简单功能说明如下：
1.信号引脚介绍
输入/输出口线
P0.0―P0.7 P0口8位双向口线
P1.0―P1.7 P1口8位双向口线
P2.0―P2.7 P2口8位双向口线
P3.0―P3.7 P3口8位双向口线
ALE 地址锁存控制信号
在系统扩展时，ALE用于控制把P0口输出的低8位地址送入锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的分时传送。此外由于ALE是以六分之一晶振频率的古代频率输出的正脉冲，因此可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。
PSEN外部程序存储器读选通信号
在读外部ROM时PSEN有效（低电平），以实现外部ROM单元的读操作。
EA访问程序存储器控制信号
当EA信号为低电平时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器；而当EA信号为高电平时，则对ROM的读操作是从内部程序存储器开始，并可延续至外部程序存储器。
RST 复位信号
当输入的复位信号延续2个机器周期以上高电平时即有效，用以完成单片机的复位操作。
XTAL1和XTAL2 外接晶体引线端
当使用芯片内部时钟时，此二引线端用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。
Vss 地线
Vcc +5V电源
2.P3口线的第二功能
P3的8条口线都定义有第二功能，具体如下表所示
4.2 输入系统
36V
锅炉内的水位控制系统如上图所示，锅炉内有四根电极棒，分别为超高水位棒、高水位棒、低水位棒和超低水位棒。每一根电极棒竖直放在锅炉内，上头接着电桥的一端。锅炉的外壳接着36V电源的负极，当水位接触到电极棒的另一端时，电桥的两端就通电，继电器的两端就有直流电，继电器就闭合，这时就有一个信号送到光电耦合器中。这样有四组，CPU就根据程序来判断水位到达什么位置，从而做出相应的处理。
锅炉内的气体压力通过压力控制器输出的开关量信号经光电耦合电路输入单片机中。这里有两个元件简单介绍一下。
第一、光电耦合器
光电耦合器具有体积小、使用寿命长、工作温度范围宽、抗干扰性能强、无触点且输入
与输出在电气上完全隔离等特点，保障系统在高电压、大功率辐射环境下安全可靠地工作。
光电耦合器的1脚接12V电压，2脚接输入信号，3脚接接地信号，4脚接CPU。当输入信号高电平时，光电耦合器内的二极管就不导通，4脚的电平就为‘0’；当输入信号为低电平时，光电耦合器内的二极管就导通，右边也导通，4脚的电平就为‘1’。
系统输入有六个信号，压力信号两个，水位信号四个。每一个信号进入，经过一个反向器，进入光隔（光隔的内部结构如图所示），所以系统有六个光隔。本系统采用六个光隔，目的是为了把主板与外电路分离开来，提高系统的安全性。
第二、压力控制器
结构原理：控制器的工作原理是基于检测元件（测量系统中的弹簧管）的弹性变形来驱使机能元件（控制装置中的微动开关）产生快速的开关跳跃动作。即在被测（控）介质的压力作用下，迫使弹簧管之自由端产生相应的弹簧性位移，而与管端相连的微动开关中的按钮
（推杆）也随之产生相应动作，待压力达到所设定的控制之瞬时，开关触点即切换，致使控制系统中的电路得以断开或接通，并同时发出灯光信号，以实现自动控制的目的。
在这里，我们选用YWK-50压力控制器，它的功能在第一章中已作了详细的说明，我们在这里就不加多说了。
压力控制的作用是当压力低于整定值时压力控制器输出信号接通；压力高于整定值时信号断开；信号断开后当压力下降到回差整定值时再次接通。
P
大火小火都关
p2
小火开，大火关
p1
大火小火都开
4.3 输出系统
其中下图所示是一个4个脚的继电器的内部工作原理
继电器“3～4”端平时是断开的，当“1～2”端之间加上电压以后(此例中为+12V)，通过线圈coil，就会把开关switch打开，此时“3～4”就是导通的。因此，“1～2”端所起到的作用，只是一个控制开关而已。继电器本身就是一个开关，广泛应用于计算机自动控制领域，由于继电器的所需驱动功率较低，直接和逻辑电路兼容，不必加中间缓冲器或驱动器即可直接驱动。目前固体继电器以被广泛应用于工业自动化控制，如电机、灯、加热器、螺线管、电磁阀、变压器等。
本系统中在继电器负载两端并联一只二极管，起保护作用。
系统共有三路输出信号，分别接水泵开关、大火开关和小火开关。输出信号从CPU的P1口出来，若信号为高电平，经过反向器后，变为低电平，三极管就导通，此时，继电器的“1～2”端之间就加上了电压，“3～4”就导通，从而接通外电路的水泵或者两段火的开关。
4.4键盘和显示系统
具体接法如电路原理图
系统这样设计的最大的优点在于一共占用了CPU的13条线就完成了键盘和显示的全过程，比一般的接法省下了不少的资源。
由于数码管内部实质为八个发光二极管，所以系统的14个指示灯可以把它当作两个数码管处理。所以本系统相当于使用的六位数码管，对六位数码管显示器，通常都是采用动态扫描的方法显示，即逐个地循环地点亮各显示器。这样虽然在任意时刻只有一位显示器被点亮，但是由于人眼具有视觉残留效应，只要扫描显示频率大于25次/秒，看起来与全部显示器持续点亮效果完全一样。
为了实现数码管显示器的动态扫描，除了要给显示器提供段（字形代码）的输入之外，还要对显示器位选进行控制，这就是通常所说的段控和位控。因此多个数码管显示器接口电路需要有二个输出口，其中一个用于输出8个段控线（有小数点显示）；另一个输出位线，位控线的数目等于显示器的数量。
其中P3.4－P3.6为CPU输出的位控线。因此P3口输出加74HC138既进行反相和提高驱动能力又可以三个CPU的端口，然后再接各LED显示器的空端。P1口也为输出口（段控口），以输出8位字形代码（段控线）。段控线的负载电流约为8ma,为提高显示亮度，所以加了一个74HC245进行段控输出驱动。
键盘采用的经典的动态扫描的接法。LED的每一位分别接着一个键盘，所以当LED某一位选通时，CPU就读接着键盘的P3.3口，如果P3.3口为低电平，说明该LED对应的键盘被按下，CPU就处理相应的键盘功能程序。也就是说CPU根据P3.3口和138输出的值来处理键盘功能程序。如果P3.3口为高电平，说明该LED对应的键盘没有被按下。
4.5 电源
系统有两个电源，一个5V的主控制电源，一个12V的外控制电源。电源通过220V变压后得到9V的电源，再经过典型的桥式整流、滤波和稳压管得到一个稳定的5V直流电源。同理得到一个稳定的12V直流电源，这两个电源为整个系统提供了能源保证。具体电路图如下：
4.6 软件设计
总体设计流程：
程序设计流程图
说明：1．P1为低压安全信号，P2为高压安全信号2．H1为低水位安全信号，H2为高水位安全信号
第五章系统的特点
5.1 系统可靠性高
燃油锅炉控制器由可编程控制器全自动控制,系统运行可靠、抗干扰能力强,对重要的保护信号采用冗余的方式,大大提高了整套燃油锅炉控制系统的安全可靠性。
5.2 显示界面直观、方便
控制系统面板显示直观、功能齐全,利于运行和监控。整个系统的显示界面包括:3个数字量显示(水位、水泵阀门、燃烧器)、水位报警、超压报警。
5.3 系统组态灵活方便
单片机程序采用模块化设计的程序设计方法,既方便程序的修改和调试,又能实现软件的自诊断,提高了软件的易理解性和易维护性。整套系统组态灵活、修改方便。
5.4 经济效益好
控制系统响应速度快、控制精度高、结构合理、功能齐全,软、硬件配置可靠性高,具有较高的实用价值和推广前景,能够满足中、小型燃油锅炉的控制要求。
第六章结束语
采用单片机设计出的燃油锅炉控制器,能够针对锅炉水位的不同状态和不同外界条件进行控制,锅炉水位运行稳定、控制品质良好、控制效果明显改善;同时大大提高了控制系统的抗干扰能力,保证了燃油锅炉的稳定运行。燃油锅炉控制器充分利用了单片机和可编程控制器的特点,较好地解决了高性能与低成本之间的矛盾。控制装置具有成本低、抗干扰能力强、控制性能好等优点,且系统硬、软件维护简单方便,尤其适用于工业控制现场,具有良好的应用前景。
参考文献：
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【3】《单片机基础》李广第北京航空航天大学出版社 2001年
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【6】《过程控制工程》即裕森机械工业出版社
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PCB图
单片机课程设计 简易计算器的设计
目录 摘要 (1) 绪论 (1) 1.设计要求及功能分析 (1) 1.1 设计要求 (1) 1.2 基本功能 (2) 2.设计方案 (2) 2.1 硬件部分设计方案 (2) 2.1.1 单片机部分 (2) 2.1.2 按键部分 (2) 2.1.3 显示部分 (2) 2.2 软件部分设计方案 (2) 3.系统的硬件总体设计 (4) 3.1 系统的总体硬件设计 (4) 3.2 键盘连接电路 (4) 3.3 显示屏连接电路 (5) 3.4 单片机芯片AT89C51 (6) 3.5 外接电路 (7) 4.系统的软件总体设计 (8) 4.1 键盘识别程序设计 (8) 4.2 显示程序 (11) 4.3 运算程序 (11) 5.元器件清单及程序清单 (12) 5.1 元器件清单 (12) 5.2 程序清单 (12) 6.软件仿真 (18) 6.1 仿真验证 (18) 6.2 性能分析 (20) 6.3 出现故障及其原因 (20) 6.4 解决方法 (20) 结论 (20) 参考文献 (21) 致谢 (21) 附录PCB图 (22)
简易计算器的设计 学生：李飞马鹏超舒宏超 指导老师：王孝俭 摘要：单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可，用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影！它主要是作为控制部分的核心部件。它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。单片机比专用处理器最适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的综合，甚至比人类的数量还要多。 关键词：单片机、计算器、控制电路、仿真。 绪论 设计要求掌握数码管移位动态扫描显示的编程方法，掌握矩阵扫描的编程方法，掌握数据在内部运算的编程方法。设计任务实现最大8位正整数加、减、乘、除，具备清零、等于功能，16个按键功能依次为：数字0、数字1、数字2、数字3、数字4、数字5、数字6、数字7、数字8、数字9、清零、等于、加、减、乘、除。 1．设计要求及功能分析 1.1设计要求： 本次单片微型计算机与接口技术课程设计做的是利用C51单片机为主体的计算器，实现了简单的加、减、乘、除功能。采取的是键盘输入和液晶显示屏的输出结果显示。主要硬件构成部分由四个，一个AT89C51单片机芯片，一个液晶显示屏，一个4*4键盘和一个排阻（10K）做P0口的上拉电阻，可以实现16位的数值操作计算。 1.2基本功能： 首先，计算器可现实8位数字，开机运行时，只有数码管最低位显示为“0”，其他位全部不显示；
单片机类毕业设计题目汇总
单片机类毕业设计题目汇总
单片机类毕业设计题目汇总 1.孔子时钟的设计 2.?全自动节水灌溉系统--硬件部分 3.?数字式温度计的设计 4.?温度监控系统设计 5.?基于单片机的语音提示测温系统的研究 6.?简易无线电遥控系统 7.?数字流量计 8.?基于单片机的全自动洗衣机 9.冰塔智能水位控制系统 10.?温度箱模拟控制系统 11.?超声波测距仪的设计 12.?基于51单片机的LED点阵显示屏系统的设计与实现 16X16点阵显示屏 13.?基于AT89S51单片机的数字电子时钟 14.?基于单片机的步进电机的控制 15.?基于单片机的交流调功器设计 16.?基于单片机的数字电压表的设计 17.弹片机的数字钟设计 18.?智能散热器控制器的设计 19.弹片机打铃系统设计 20.?基于单片机的交通信号灯控制电路设计 21.?基于单片机的电话远程控制家用电器系统设计 22.?基于单片机的安全报警器 23.?基于单片机的八路抢答器设计 24.?基于单片机的超声波测距系统的设计 25.?基于MCS-51数字温度表的设计 26.?电子体温计的设计 27.?基于AT89C51的电话远程控制系统 28.?基于AVR单片机幅度可调的DDS信号发生器 29.?基于单片机的数控稳压电源的设计 30.?基于单片机的室内一氧化碳监测及报警系统的研究 31.?基于单片机的空调温度控制器设计
32.?基于单片机的可编程多功能电子定时器 33.?单片机的数字温度计设计 34.?红外遥控密码锁的设计 35.?基于51单片机的语音识别系统设计 36.?家用可燃气体报警器的设计 37.?基于数字温度计的多点温度检测系统 38.?基于凌阳单片机的语音实时采集系统设计 39.?基于单片机的数字频率计的设计 40.?基于单片机的数字电子钟设计 41.?设施环境中温度测量电路设计 42.?汽车倒车防撞报警器的设计 43.?篮球赛计时记分器 44.?基于单片机的家用智能总线式开关设计 45.?设施环境中湿度检测电路设计 46.?基于单片机的音乐合成器设计 47.?设施环境中二氧化碳检测电路设计 48.?基于单片机的水温控制系统设计 49.?基于单片机的数字温度计的设计 50.?基于单片机的火灾报警器 51.?基于单片机的红外遥控开关设计 52.?基于单片机的电子钟设计 53.?基于单片机的红外遥控电子密码锁 54.?大棚温湿度自动监控系统 55.?基于单片机的电器遥控器的设计 56.?单片机的语音存储与重放的研究 57.?基于单片机的电加热炉温度控制系统设计 58.次外遥控电源开关 59.?基于单片机的低频信号发生器设计 60.?基于单片机的呼叫系统的设计 61.?基于PIC16F876A单片机的超声波测距仪 62.?基于单片机的密码锁设计 63.?单片机步进电机转速控制器的设计 64.術AT89C51控制的太阳能热水器
基于51单片机课程设计
基于51单片机课程设计报告 院系：电子通信工程 团组：电子设计大赛1组 姓名： 指导老师：
目录 一、摘要 (3) 二、系统方案的设计 (3) 三、硬件资源 (5) 四、硬件总体电路搭建 (13) 五、程序流程图 (14) 六、设计感想 (14) 七、参考文献 (16) 附录 (17) 附录 1 程序代码 (17)
一、摘要 本设计以STC89C51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测电路、温度控制电路。单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度控制的目的。文中还着重介绍了软件设计部分，在这里采用模块化结构，主要模块有：数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、led控制程序、超温报警程序。 关键词：STC89C51单片机 DS18B20温度芯片温度控制 ,LED报警提示. 二、系统方案的设计 1、设计要求 基本功能： 不加热时实时显示时间，并可手动设置时间； 设定加热水温功能。人工设定热水器烧水的温度，范围在20～70度之间，打开开关后，根据设定温度与水温确定是否加热，及何时停止加热，可实时显示温度； 设定加热时间功能。限定烧水时间，加热时间内超过温度上限或低于温度下限报警，并可实时显示温度。 2、系统设计的框架
本课题设计的是一种以STC89C51单片机为主控制单元，以DS18B20为温度传感器的温度控制系统。该控制系统可以实时存储相关的温度数据并记录当前的时间。其主要包括：电源模块、温度测量及调理电路、键盘、数码管显示、指示灯、报警、继电器及单片机最小系统。 图1 系统设计框架 3 工作原理 温度传感器 DS18B20 从设备环境的不同位置采集温度，单片机STC8951获取采集的温度值，经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值，再根据当前设定的温度上下限值，通过加热和降温对当前温度进行调整。当采集的温度经处理后超过设定温度的上限时，单片机通过三极管驱动继电器开启降温设备(压缩制冷器) ，当采集的温度经处理后低于设定温度的下时 , 单片机通过三极管驱动继电器开启升温设备 (加热器) ，这里采用通过LED1和LED2取代！！！ 当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障，或者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定的温度限内的时候，单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声，这里采用HLLED提示。
基于单片机毕业设计(论文)开题报告
徐州工程学院 毕业设计（论文）开题报告 课题名称：基于单片机的住宅小区煤气 泄露实时报警器设计 学生姓名：学号： 指导教师：职称： 所在学院： 专业名称： 徐州工程学院 20 年月3日
说明 1．根据《徐州工程学院毕业设计(论文)管理规定》，学生必须撰写《毕业设计（论文）开题报告》，由指导教师签署意见、教研室审查，学院教学院长批准后实施。 2．开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。 3．毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。 4．本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。 5. 课题类型填：工程设计类；理论研究类；应用（实验）研究类；软件设计类；其它。 6、课题来源填：教师科研；社会生产实践；教学；其它
课题 名称 基于单片机的住宅小区煤气泄露实时报警器设计 课题 来源 社会生产实践课题类型工程设计类 选题的背景及意义 近年来随着人民生活水平的提高，管道煤气和罐装煤气已深入到寻常百姓家。但由于使用不当或设备老化等原因导致的煤气泄漏极大地威胁着人们的生命财产安全。煤气泄漏而大量产生的一氧化碳是煤气中毒事件的根源，如采用煤气泄漏报警器就能得到及时的警示。单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施。为了防止中毒事件再次发生，提出利用单片机系统进行有效的预防对策。为此设计出家用煤气泄漏报警控制器。 煤气泄漏的危害 一氧化碳的浓度与健康成年人中毒的可能症状 50ppm 健康成年人在八小时内可以承受的最大浓度 200ppm 2-3小时后，轻微头痛、乏力 400ppm 1-2小时内前额痛；3小时后威胁生命 800ppm 45分钟内，眼花、恶心、痉挛；2小时内失去知觉；2-3小时内死亡1600ppm 20分钟内头痛、眼花、恶心；1小时内死亡 3200ppm 5-10分钟内头痛、眼花、恶心；25-30分钟内死亡 6400ppm 1-2分钟内头痛、眼花、恶心；10-15分钟死亡 12800ppm 1-3分钟内死亡
单片机课程设计计算器
课程设计说明书 课程设计名称：单片机课程设计 课程设计题目：四位数加法计算器的设计学院名称：电气信息学院 专业班级： 学生学号：
学生姓名： 学生成绩： 指导教师： 课程设计时间：至
格式说明（打印版格式，手写版不做要求） （1）任务书三项的内容用小四号宋体，倍行距。 （2）目录（黑体，四号，居中，中间空四格），内容自动生成，宋体小四号。 （3）章的标题用四号黑体加粗（居中排）。 （4）章以下的标题用小四号宋体加粗（顶格排）。 （5）正文用小四号宋体，倍行距；段落两端对齐，每个段落首行缩进两个字。 （6）图和表中文字用五号宋体，图名和表名分别置于图的下方和表的上方，用五号宋体（居中排）。（7）页眉中的文字采用五号宋体，居中排。页眉统一为：武汉工程大学本科课程设计。 （8）页码：封面、扉页不占页码；目录采用希腊字母Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ…排列，正文采用阿拉伯数字1、2、3…排列；页码位于页脚，居中位置。 （9）标题编号应统一，如：第一章，1，，……；论文中的表、图和公式按章编号，如：表、表……；图、图……；公式（）、公式（）。
课程设计任务书 一、课程设计的任务和基本要求 (一)设计任务（从“单片机课程设计题目”汇总文档中任选1题，根 据所选课题的具体设计要求来填写此栏） 1. 系统通过4x4的矩阵键盘输入数字及运算符。 2. 可以进行4位十进制数以内的加法运算，如果计算结果超过4位十进制数，则屏幕显示E。 3. 可以进行加法以外的计算(乘、除、减)。 4. 创新部分：使用LCD1602液晶显示屏进行显示，有开机欢迎界面，计算数据与结果分两行显示，支持小数运算。 (二)基本要求 1.有硬件结构图、电路图及文字说明； 2.有程序设计的分析、思路说明； 3.有程序流程框图、程序代码及注释说明； 4.完成系统调试（硬件系统可以借助实验装置实现，也可在Proteus 软件中仿真模拟）； 5.有程序运行结果的截屏图片。
基于51单片机简易电子琴的课程设计
基于51单片机简易电子琴 1 课题背景 单片微型计算机室大规模集成电路技术发展的产物，属于第四代电子计算机它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。他的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。因此，单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。 电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。本文的主要内容是用AT89S52单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。以单片机作为主控核心，与键盘扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有8个按键，和一个复位按键。 主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析，并介绍了基于单片机电子琴硬件的组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可随意弹奏要表达的音符。并且分别从原理图，主要芯片，个模块原理及各莫奎的程序的调试来详细阐述。 一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，构成我们想演奏的那首曲目。当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样的方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系编写正确就可以达到我们想要的曲目。 2 任务要求与总体设计方案 2.1 设计任务与要求 利用所给键盘的1，2，3，4，5，6，7，8八个键，能够发出7个不同的音调，而且有一个按键可以自动播放歌曲，要求按键按下时发声，松开延时一小段时间，中间再按别的键则发另外一音调的声音，当系统扫描到键盘按下，则快速检测出是哪一个按键被按下，然后单片机的定时器启动，发出一定频率的脉冲，该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后，就会发出相应的音调。如果在前一个按下的键发声的同时有另一个按键被按下，则启动中断系统。前面的发音停止，转到后按的键的发音程序。发出后按的键的音调。 2.2 设计方案 2.2.1 播放模块 播放模块是由喇叭构成，它几乎不存在噪声，音响效果较好，而且由于所需驱动功率较小，且价格低廉，所以，被广泛应用。 2.2.2 按键控制模块
基于单片机的毕业论文题目有哪些
基于单片机的毕业论文题目有哪些 很多物联网专业的学生对单片机非常感兴趣，不光是对专业的热爱，另外由于单片机是集成电路芯片，是控制整个流程最基础的环节，大多数理科生对这种控制式设计充满着好奇，下面，我们学术堂整理了多个基于单片机的毕业论文题目，欢迎各位借鉴。 基于单片机的毕业论文题目一： 1、基于单片机的压电加速度传感器低频信号采集系统的设计 2、基于单片机的超声测距系统 3、基于C8051F005单片机的两相混合式直线步进电机驱动系统的设计 4、基于单片机的工业在线数字图像检测系统研究与实现 5、基于FPGA的8051单片机IP核设计及应用 6、基于单片机的军需仓库温湿度测控系统研究 7、单片机多主机通信模式在粮库温湿度监控系统中的应用 8、基于单片机的中小水电站闸门控制系统 9、基于单片机的正弦逆变电源研制 10、单片机实验教学仿真系统的设计与开发 11、基于单片机的温湿度检测系统的设计 12、基于单片机的蓝牙接口设计及数据传输的实现 13、基于单片机的多功能温度检测系统的设计与研究 14、基于单片机的温度控制系统的研究 15、行为导向教学策略在职校单片机课程教学中的应用研究 16、逻辑电路与单片机的虚拟实验系统设计与实现
17、基于单片机的LED显示系统 18、基于单片机的校园安防系统 19、基于MSP430单片机的红外甲烷检测仪设计及实现 20、基于高性能单片机的无线LED彩灯控制系统的设计与实现 21、基于AVR单片机教学实验板的设计 22、基于单片机的阀岛控制系统的研究 23、基于AT89S51单片机实验开发系统设计 24、基于单片机和GPRS数据传输技术的研究 25、基于HCS12单片机的智能车底层控制系统研究 26、单片机GPRS智能终端及远程工业监控技术研究 27、基于单片机的MODBUS总线协议实现技术研究 28、基于单片机的室内智能通风控制系统研究 29、基于单片机的通用控制器设计与实现 30、基于单片机控制的PTCR阻温特性测试系统的设计与实现 31、Proteus在单片机教学中的应用 32、基于单片机的变频变压电源设计 33、基于单片机的监控系统控制部分的设计 34、基于单片机的葡萄园防盗报警系统设计 35、基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现 36、基于单片机的远程抄表系统的设计与研究 37、基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现 38、基于单片机的高精度随钻测斜仪系统开发 39、基于16位单片机MC9S12DG128B智能车系统的设计 基于单片机的毕业论文题目二： 40、基于单片机的压力/液位控制系统的设计研究 41、单片机与Internet网络的通信应用研究 42、基于单片机控制的温室环境测控装置研究 43、具有新型接口的MCS-51单片机实验系统设计 44、基于单片机控制的直流恒流源的设计 45、基于单片机的模糊控制方法及应用研究 46、基于AT89S52单片机的煤矿瓦斯监测系统的研制 47、基于AT89C51单片机的脉象信号采集系统研究 48、基于DTMF技术的单片机远程通信系统研究 49、基于单片机的GPRS无线数据采集与传输系统的设计 50、基于单片机控制的柴油机喷油泵数据采集系统的设计与实现 51、基于谐振技术及MK单片机的多路升压器研究设计 52、基于单片机的数据串口通信 53、基于单片机的智能寻迹系统设计 54、压电式阀门定位器与单片机实验装置研制 55、基于单片机的微型电子琴研究与实现 56、基于单片机的恒温恒湿孵化器系统设计 57、基于16位单片机MC9S12XS128的两轮自平衡智能车的系统研究与开发
锅炉毕业设计开题报告详解
河南理工大学本科毕业设计（论文）开题报告
3、普遍返应对高灰份，高挥发份煤，负荷易带，燃烧效率高，对低灰份，低挥发份 煤则出力不足，燃烧不易稳定。 4、磨损问题。在锅炉燃烧室下部，分离器附近，尾部受热面磨损较快。 5、热工控制系统不完备，仪表配置不合理，测点不足，司炉盲目操作。 6、环保问题，由于电气除尘器故障多，维修工作量大，许多电厂的电气除尘器投入率较低，且投入后的除尘效果未达设计值，致使烟囱冒黑烟，个别电厂燃用的是高硫煤，但没有根据循环流化床锅炉的特点，采取炉内掺烧石灰石粉的脱硫措施。 7、炉体密封问题，许多循环流化床锅炉炉体密封较差。运行时漏灰严重，锅炉房环境严劣。 &除灰渣系统不通畅。炉底排渣均未设置冷渣器，直接排红渣，不仅热损失大，而且劳动条件不能保证。 9、某些电厂的来煤品种变动过于频繁，含水量又较大，使锅炉燃烧状况不易稳定，司炉操作困难。 造成以上现象的原因是多方面的，可以说在锅炉设计、制造、锅炉安装施工、运行操作、运行管理、辅助系统及辅机，工程设计等各方面都存在问题。 研究人员及锅炉制造厂对循环流化床锅炉的研究和设计所进行的必要的实验工作不够系统，对炉内全部工作特性认识不足，设计经验不够。在循环流化床锅炉的设计中，应先做冷态和热态实验，对煤进行试烧，在掌握流场、热平衡等的基础数据后，再进行整个锅炉岛的设计。而国内循环流化床锅炉的设计还没有做到这一点，所做的设计带有一定的盲目性。 三、毕业设计（论文）所采用的研究方法和手段： 本课题是循环流化床锅炉的设计，而且设计过程中工作量最大的是热力计算，所以思路方法如下： 1、搜集循环流化床的中文及外文文献，对循环流化床锅炉目前现状和设计容易存在的问题进行分析和整理。 2、在热力计算中需要大量数据计算，有必要时利用Excel进行综合数据列表分析并计算。 3、根据任务书要求将热力计算完成后画出锅炉总体的结构图。 4、计算烟风道阻力，完成计算后进行校核检查。
AT89C51单片机C实现简易计算器
AT89C51单片机简易计算器的设计 一、总体设计 根据功能和指标要求，本系统选用MCS-51系列单片机为主控机。通过扩展必要的外围接口电路，实现对计算器的设计。具体设计如下：（1）由于要设计的是简单的计算器，可以进行四则运算，为了得到较好的显示效果，采用LCD 显示数据和结果。 （2）另外键盘包括数字键（0～9）、符号键（+、-、×、÷）、清除键和等号键，故只需要16 个按键即可，设计中采用集成的计算键盘。 （3）执行过程：开机显示零，等待键入数值，当键入数字，通过LCD显示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值转换和存储，并等待再次键入数值，当再键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在LCD上输出运算结果。 （4）错误提示：当计算器执行过程中有错误时，会在LCD上显示相应的提示,如：当输入的数值或计算得到的结果大于计算器的表示范围时，计算器会在LCD上提示溢出；当除数为0时，计算器会在LCD 上提示错误。 系统模块图：
二、硬件设计 （一）、总体硬件设计 本设计选用AT89C51单片机为主控单元。显示部分：采用LCD 静态显示。按键部分：采用4*4键盘；利用MM74C922为4*4的键盘扫描IC，读取输入的键值。 总体设计效果如下图：
（二）、键盘接口电路 计算器输入数字和其他功能按键要用到很多按键，如果采用独立按键的方式，在这种情况下，编程会很简单，但是会占用大量的I/O 口资源，因此在很多情况下都不采用这种方式，而是采用矩阵键盘的方案。矩阵键盘采用四条I/O 线作为行线，四条I/O 线作为列线组成键盘，在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。这样键盘上按键的个数就为4×4个。这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O 口的利用率。 矩阵键盘的工作原理： 计算器的键盘布局如图2所示：一般有16个键组成，在单片机中正好可以用一个P口实现16个按键功能，这种形式在单片机系统中也最常用。 图 2 矩阵键盘布局图 矩阵键盘内部电路图如图3所示：
基于51单片机的电子琴设计课程设计
目录 前言 (2) 第1章基于51单片机的电子琴设计 (3) 1.1 电子琴的设计要求 (3) 1.2 电子琴设计所用设备及软件 (3) 1.3 总体设计方案 (3) 第2章系统硬件设计 (5) 2.1 琴键控制电路 (5) 2.2 音频功放电路 (6) 2.3 时钟-复位电路 (6) 2.4 LED显示电路 (6) 2.5 整体电路 (6) 第3章电子琴系统软件设计 (7) 3.1 系统硬件接口定义 (7) 3.2 主函数 (8) 3.2.1 主函数程序 (8) 3.3 按键扫描及LED显示函数 (9) 3.3.1 键盘去抖及LED显示子程序 (10) 3.4 中断函数 (11) 3.4.1 中断程序 (12) 第4章电子琴和调试 (12) 4.1 调试工具 (12) 4.2 调试结果 (13) 4.3 电子琴设计中的问题及解决方法 (14) 第5章电子琴设计总结 (15) 参考文献 (16) 附录 (17)
前言 音乐教育是学校美育的主要途径和最重要内容，它在陶冶情操、提高素养、开发智力，特别是在培养学生创新精神和实践能力方面发挥着独特的作用。近年来，我国音乐教育在理论与实践上都取得了有目共睹的成绩，探索并形成了具有中国特色的、较为完整的音乐教育教学体系。但我国音乐教育的改革力度离素质教育发展的要求还存在一定距离。如今，电子琴作为电子时代的新产物以其独特的功能和巨大的兼容性被人们广泛的接受和推崇。而在课堂教学方面，它拥有其它乐器无法比拟的两个瞬间：瞬间多元素思维的特殊的弹奏方法；瞬间多声部(包括多音色)展示的乐队音响效果的特点。结合电子琴自身强大的功能及独特的优点来进行音乐教育的实施，这样就应该大力推广电子琴进入音乐教室，让电子琴教学在音乐教育中发挥巨大的作用。现代乐器中，电子琴是高新科技在音乐领域的一个代表，体现了人类电子技术和艺术的完美结合。电子琴自动伴奏的稳定性、准确性，以及鲜明的强弱规律、随人设置的速度要求，都更便于人们由易到难、深入浅出的准确掌握歌曲节奏和乐曲风格，对其节奏的稳定性和准确性训练能起到非常大的作用。电子琴所包含的巨量的音乐信息和强大的音乐表现力可以帮助音乐教学更好地贯彻和落实素质教育，更有效地提高人们的音乐素质和能力。目前，市场上的电子琴可谓琳琅满目，功能也是越来越完备。以单片机作为主控核心，设计并制作的电子琴系统运行稳定，其优点是硬件电路简单、软件功能完善、控制系统可靠、性价比较高等，具有一定的实用与参考价值。这就为电子琴的普及提供了方便。 二、电子琴设计要求本设计主要是用AT89C51单片机为核心控制元件，设计一台电子琴。以单片机作为主控核心，与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有7个按键和1个复位按键。本系统主要是完成2大功能：音乐自动播放、电子琴弹奏。关于声音的处理，使用单片机C语言，利用定时器来控制频率，而每个音符的符号只是存在自定义的表中。
基于单片机的毕业设计题目
单片机类 业设计 刷电子时钟的设计 刷全自动节水灌溉系统--硬件部 刷数 式温度计的设计 刷温度 控系统设计 刷基于单片机的语音提示测温系统的研究 刷简易无线电遥控系统 刷数 流 计 刷基于单片机的全自动洗衣机 刷水塔智能水 控 系统 刷温度箱模拟控 系统 刷超声波测距仪的设计 刷基于51单片机的L司号点阵显示屏系统的设计与实 16×16点阵显示屏 刷基于A切89分51单片机的数 电子时钟 刷基于单片机的步 电机的控 刷基于单片机的交流调 器设计 刷基于单片机的数 电压表的设计 刷单片机的数 钟设计 刷智能散热器控 器的设计 刷单片机打铃系统设计 刷基于单片机的交通信 灯控 电路设计 刷基于单片机的电话 程控 家用电器系统设计 刷基于单片机的安全 警器 刷基于单片机的 路抢答器设计 刷基于单片机的超声波测距系统的设计 刷基于MC分-51数 温度表的设计 刷电子体温计的设计 刷基于A切89C51的电话 程控 系统 刷基于A三R单片机幅度 调的号号分信 发生器 刷基于单片机的数控稳压电源的设计 刷基于单片机的室内一氧化碳 测及 警系统的研究 刷基于单片机的空调温度控 器设计 刷基于单片机的 编程多 能电子定时器 刷单片机的数 温度计设计 刷红外遥控密码锁的设计 刷基于61单片机的语音识别系统设计 刷家用 燃气体 警器的设计 刷基于数 温度计的多点温度检测系统 刷基于凌 单片机的语音实时采集系统设计 刷基于单片机的数 频率计的设计 刷基于单片机的数 电子钟设计 刷设施 境中温度测 电路设计 刷汽车倒车 撞 警器的设计 刷篮球赛计时记 器
刷基于单片机的家用智能总线式开关设计 刷设施 境中湿度检测电路设计 刷基于单片机的音乐合成器设计 刷设施 境中二氧化碳检测电路设计 刷基于单片机的水温控 系统设计 刷基于单片机的数 温度计的设计 刷基于单片机的火灾 警器 刷基于单片机的红外遥控开关设计 刷基于单片机的电子钟设计 刷基于单片机的红外遥控电子密码锁 刷大棚温湿度自动 控系统 刷基于单片机的电器遥控器的设计 刷单片机的语音 储与 放的研究 刷基于单片机的电 热炉温度控 系统设计 刷红外遥控电源开关 刷基于单片机的 频信 发生器设计 刷基于单片机的呼叫系统的设计 刷基于PIC16F876A单片机的超声波测距仪 刷基于单片机的密码锁设计 刷单片机步 电机转速控 器的设计 刷由A切89C51控 的太 能热水器 刷 盗与恒温系统的设计与 作 刷A切89分52单片机实验系统的开发与 用 刷基于单片机控 的数 气压计的设计与实 刷智能压力传感器系统设计 刷智能定时器 刷基于单片机的智能火灾 警系统 刷基于单片机的电子式转速 程表的设计 刷 交车汉 显示系统 刷单片机数 电压表的设计 刷精密三F转换器与MC分-51单片机的接口技术 刷基于单片机的居室安全 警系统设计 刷基于89C2051 IC卡读/写器的设计 刷PC机与单片机串行通信设计 刷球赛计时计 器设计 刷 系列PCL五层电 控 系统设计 刷自动起闭光控窗帘设计 刷单片机控 交通灯系统设计 刷基于单片机的电子密码锁 刷基于51单片机的多路温度采集控 系统 刷点阵电子显示屏-- 业设计 刷超声波测距仪-- 业设计 刷单片机对玩 小车的智能控 业设计论文 刷基于单片机控 的电机交流调速 业设计论文
关于锅炉的毕业设计
关于锅炉的毕业设计 篇一：锅炉毕业设计 摘要 在当今各种工业企业的动力设备中，锅炉仍然是一重要的组成部分。随着现代化工业的飞速发展，对能源利用率的要求越来越高，作为将一次能源转化为二次能源的重要设备之一的锅炉，其控制和管理随之要求越来越高。但在我们国家，除了一些大中型锅炉采用了先进的控制技术外，绝大多数中小企业所用的锅炉，如10T/h、20T/h锅炉，大部分还在采用仪表/继电器控制，甚至还是人工操作，已无法满足要求。据此，本文针对一台10T/h工业锅炉，提出了一套PLC 的控制系统方案。 本文以一台10T/h锅炉的PLC控制系统为背景，理论与实践相结合，详细阐述了集PLC技术，变频器技术，通信技术于一体的先进控制技术在该锅炉控制系统中的应用。在该系统中，应用了Siemens公司的S7-300系列PLC，根据锅炉的控制特点，分析系统的控制要求，实现给煤自动调节，送风自动调节，引风自动调节，水泵给水的自动调节，根据系统控制要求分析系统所需的PLC配置，以及备控量的I/O点数及I/O口分配，查阅S7-300使用手册在理论上分析确定PLC的组成及使用事项，并用其编程软件Step7设计锅炉控制的梯形图、STL语句及PLC通信网络，实现锅炉的水位三
冲量控制、燃烧过程自动控制、蒸汽压力自动控制等功能；基于锅炉运行安全的考虑，该系统中锅炉由PLC控制， PLC、上位机组成一个MPI网，运用Siemens公司的MPI全局通讯技术及WinCC的软件设计，实现锅炉的上位机的冗余控制，关键词:锅炉变频器PLC PID WinCC Step7 MPI 全局通讯 Abstract Nowadays the boilers are still an important component among various power equipments in industrial enterprises. Along with the fast development of modem industry，high efficient energy utilization is pursued more and more. And the boiler are a kind of Primary equipments for converting raw energy into secondary energy，so their control and supervision is very important for promoting energy utilization efficiency. But in our country，only some big and medium-sized boilers have adopted. Advanced control technique. Most boilers being used by medium and small enterprises，such as 10T/h and 20T/h boilers，are controlled by mete/relays，or even manually. That can not meet demand. In this paper，a control system scheme of PLC+IPC is Proposed，which is aiming at a 10T/h industrial boilers.
单片机课程设计——基于C51简易计算器
单片机双字节十六进制减法实验设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的双字节十六进制减法设计，可以完成计 算器的键盘输入，进行加、减、3位无符号数字的简单运算，并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑，首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机，输入采用5个键盘。显示采用3位7段共阴极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C语言和汇编语言进行比较分析，针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现，最终选用KEIL公司的μVision3软件，采用汇编语言进行编程，并用proteus 仿真。 引言 十六进制减法计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后，我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用，但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚，实际动手能力不够，因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论，还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计，使所学的知识更深一层的理解，十进制加法计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件，编写和调试，最后仿真用户程序，来加深对单片机的认识，充分发挥学生的个人创新能力，并提高学生对单片机的兴趣，同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词：单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减
目录 摘要 (01) 引言 (01) 一、设计任务和要求............................. 1、1 设计要求 1、2 性能指标 1、3 设计方案的确定 二、单片机简要原理............................. 2、1 AT89C51的介绍 2、2 单片机最小系统 2、3 七段共阴极数码管 三、硬件设计................................... 3、1 键盘电路的设计 3、2 显示电路的设计 四、软件设计................................... 4、1 系统设计 4、2 显示电路的设计 五、调试与仿真................................. 5、1 Keil C51单片机软件开发系统 5、2 proteus的操作 六、心得体会.................................... 参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单.................................. 一、设计任务和要求
单片机课程设计——基于51单片机的温度监控系统设计
单片机课程设计报告 题目：温度监控系统设计 学院：能源与动力工程学院 专业：测控技术与仪器专业 班级： 2班 成员：魏振杰 二〇一五年十二月
一、引言 温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用。对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同，则采用的测温元件、测方法以及对温度的控制方法也将不同；产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同，则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同，因而，对温度的测控方法多种多样。 随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。利用微机对温度进行测控的技术，也便随之而生，并得到日益发展和完善，越来越显示出其优越性。 作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域较广泛。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。 为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本系统利用传感器与单片机相结合，应用性比较强，本系统可以作为仓库温度监控系统，如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统，以及构成智能电饭煲等等。课题主要任务是完成环境温度监测，利用单片机实现温度监测并通过报警信号提示温度异常。本设计具有操作方便，控制灵活等优点。 本设计系统包括单片机，温度采集模块，显示模块，按键控制模块，报警和指示模块五个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度监控，完成了课题所有要求。 二、实验目的和要求 2.1学习DS18B20温度传感芯片的结构和工作原理。 2.2掌握LED数码管显示的原理及编程方法。 2.3掌握独立式键盘的原理及使用方法。 2.4掌握51系列单片机数据采集及处理的方法。 三、方案设计
单片机课程设计——基于C51简易计算器
单片机十进制加法计算器设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的十进制计算器系统设计，可以完成计 算器的键盘输入，进行加、减、乘、除3位无符号数字的简单四则运算，并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑，首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机，输入采用4×4矩阵键盘。显示采用3位7段共阴极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C 语言和汇编语言进行比较分析，针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现，最终选用全球编译效率最高的KEIL公司的μVision3软件，采用汇编语言进行编程，并用proteus仿真。 引言 十进制加法计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后，我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用，但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚，实际动手能力不够，因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论，还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计，使所学的知识更深一层的理解，十进制加法计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件，编写和调试，最后仿真用户程序，来加深对单片机的认识，充分发挥学生的个人创新能力，并提高学生对单片机的兴趣，同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词：单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减乘除
目录 摘要 (01) 引言 (01) 一、设计任务和要求............................. 1、1 设计要求 1、2 性能指标 1、3 设计方案的确定 二、单片机简要原理............................. 2、1 AT89C51的介绍 2、2 单片机最小系统 2、3 七段共阳极数码管 三、硬件设计................................... 3、1 键盘电路的设计 3、2 显示电路的设计 四、软件设计................................... 4、1 系统设计 4、2 显示电路的设计 五、调试与仿真................................. 5、1 Keil C51单片机软件开发系统 5、2 proteus的操作 六、心得体会.................................... 参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单..................................
基于单片机的电子钟设计毕业论文。。
基于单片机的电子时钟设计 摘要 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 现代生活的人们越来越重视起了时间观念，可以说是时间和金钱划上了等号。对于那些对时间把握非常严格和准确的人或事来说，时间的不准确会带来非常大的麻烦，所以以数码管为显示器的时钟比指针式的时钟表现出了很大的优势。数码管显示的时间简单明了而且读数快、时间准确显示到秒。而机械式的依赖于晶体震荡器，可能会导致误差。 数字钟是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。数字钟的精度、稳定度远远超过老式机械钟。在这次设计中，我们采用LED数码管显示时、分、秒，以24 小时计时方式，根据数码管动态显示原理来进行显示，用12MHz的晶振产生振荡脉冲，定 时器计数。在此次设计中，电路具有显示时间的其本功能，还可以实现对时间的调整。数字钟是其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱，因此得到了广泛的使用。 关键字：数字电子钟单片机 数字电子钟的背景 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法