發(fā)電廠燃煤鍋爐燃燒單片機控制系統(tǒng)設(shè)計.doc

摘要熱電廠鍋爐的燃燒控制對整個發(fā)電過程的安全性與經(jīng)濟性起著重要的作用，所以對它高效率的控制是現(xiàn)在熱電廠的一個重要任務(wù)。本文通過對整個燃燒系統(tǒng)的分析和研究，分別確定了鍋爐燃燒控制系統(tǒng)中的主蒸汽壓力控制系統(tǒng)和爐膛負壓控制系統(tǒng)的控制方案，然后對其控制規(guī)律及參數(shù)進行選擇和整定。在儀表選型時，采用了先進的數(shù)字式儀表，并利用AT89S51單片機設(shè)計了一套智能燃燒控制系統(tǒng),給出了硬件電路和軟件流程圖。該控制器以新型的AT89S51單片機為核心,采用模糊PID算法進行運算和控制,不但可以實現(xiàn)對模擬、數(shù)字信號進行采樣和處理,而且還可以完成狀態(tài)檢測和控制、報警以及故障處理等功能。該控制系統(tǒng)具有速度快、精度高、可靠性高和硬件結(jié)構(gòu)簡單的特點。最后可達到鍋爐安全、經(jīng)濟、高效的運行。關(guān)鍵詞:熱電廠；鍋爐燃燒；單片機；控制AbstractThermal power plant boiler combustion control plays an important role in security and economy of the entire power generation process, the control of its high efficiency thermal power plant is an important task. In this paper, the analysis and study of the entire combustion system, the boiler combustion control system, main steam pressure control system and the furnace pressure and control system control program, then its control law and parameter selection and tuning. Instrument selection, using advanced digital instrument, and using the AT89S51 microcontroller design an intelligent combustion control system, given the hardware and software flow chart. The controller to the new AT89S51 MCU as the core, the use of fuzzy PID algorithm for computing and control, not only can be analog, digital signal sampling and processing, but also to complete the state detection and control, alarm and fault handling functions. The control system has a fast, high precision, high reliability and a simple hardware structure. Finally, you can reach the boiler safe, economical and efficient operation.Keywords: heat and power plant; boiler combustion; microcontroller; controlII目錄1 緒論11.1 研究背景11.2 研究意義11.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀21.4 主要研究內(nèi)容32 燃煤鍋爐系統(tǒng)的總體設(shè)計方案42.1 鍋爐燃燒的生產(chǎn)工藝42.2 燃煤鍋爐系統(tǒng)控制設(shè)計方案52.2.1 汽包水位控制62.2.2 爐膛負壓控制82.2.3 蒸汽壓力控制82.2.4 爐膛溫度控制系統(tǒng)93 溫度控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計113.1 單片機的介紹和芯片的選型113.1.1 單片機簡介113.1.2 芯片的選型123.2 AT89S51單片機的基本結(jié)構(gòu)123.2.1 AT89S51單片機的主要特征123.2.2 AT89S51單片機的引腳介紹133.3 DS18B20溫度傳感器153.4 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計173.4.1 單片機最小系統(tǒng)電路173.4.2 顯示電路183.4.3 溫度控制及報警電路193.4.4 DS18B20溫度傳感器電路194 溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計204.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計整體思路204.2 系統(tǒng)程序流圖214.2.1 系統(tǒng)主程序214.2.2 讀出溫度子程序224.2.3 復(fù)位、應(yīng)答子程序234.2.4 寫入子程序244.3 系統(tǒng)調(diào)試255 總結(jié)26致謝27參考文獻28附錄：2934西京學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）1 緒論1.1 研究背景我國的火力發(fā)電廠以煤為主要燃料，煤的成本占整個發(fā)電成本的70%以上。鍋爐作為電廠實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的主要設(shè)備，是火力發(fā)電機組的一個重要組成部分，其運行水平和效率對整個火力發(fā)電廠的運行經(jīng)濟性具有重大影響。以一臺300MW的機組為例，其鍋爐每小時燃煤約120噸，若使燃燒效率提高1%，以年運行7000小時計算，共可節(jié)煤8400噸，若每噸煤按220元計算，則一年可節(jié)約184.8萬元。同時由此產(chǎn)生的有害氣體和煙塵等污染物的排放所產(chǎn)生的環(huán)境效益更是無法用金錢衡量的。目前我國發(fā)電廠中仍存在大量中、高壓參數(shù)的高能耗鍋爐，雖然在300MW和600MW的主力機組中以亞臨界和超臨界壓力的大容量鍋爐為主，但由于設(shè)備本身以及運行控制等方面的原因，在供電耗煤和燃煤效率等主要經(jīng)濟指標上與世界先進水平還有較大差距。在所有發(fā)電方式中，火力發(fā)電是歷史最久的，也是最重要的一種，且火力發(fā)電在近幾年還是主流的，因為我國的經(jīng)濟狀況決定了我國采用什么樣的能源措施。1.2 研究意義熱力電廠的一系列系統(tǒng)和生產(chǎn)流程和生產(chǎn)工藝，這些大致可以分為水處理系統(tǒng)、鍋爐燃燒系統(tǒng)、汽輪機發(fā)電系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、這樣大的四個系統(tǒng)，其中鍋爐是發(fā)電過程中必不可少的重要動力設(shè)備，它所產(chǎn)生的高壓蒸汽既可以驅(qū)動透瓶，又可以作為精餾、干燥、反應(yīng)、加熱等過程的熱源。隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷增大，作為動力和熱源的鍋爐，也向著大容量、高參數(shù)、高效率的方向發(fā)展。鍋爐的控制主要分為兩大部分:燃燒控制系統(tǒng)和汽包水位控制系統(tǒng)。汽包水位一般采用三沖量控制，能達到較好的控制效果，而鍋爐的燃燒過程，是一個多參數(shù)、多回路、非線性、大滯后、強禍合的控制系統(tǒng)，較難控制。因此，自二十世紀九十年代以來，隨著超大型可編程控制器的出現(xiàn)和模糊控制，國外就將自適應(yīng)控制等智能控制算法技術(shù)應(yīng)用于鍋爐的控制。使鍋爐控制水平大大提高，實現(xiàn)了鍋爐優(yōu)化控制。國內(nèi)研究鍋爐自動控制雖然現(xiàn)在也比較成熟，但主要是儀表顯示、報表打印等功能，控制水平有限，可靠性不夠高。和國外鍋爐自動控制比較仍存在一定的差距。1.大多數(shù)現(xiàn)有的鍋爐控制系統(tǒng)可控制的主要還是開關(guān)量設(shè)備，如風機、爐排和水泵的開關(guān)或者閥門控制。不能對它們精確連續(xù)調(diào)節(jié)，使控制手段單一，控制精度低。2.鍋爐控制系統(tǒng)的的控制方案不夠合理，鍋爐控制器一旦出現(xiàn)故障，只能采取系統(tǒng)斷電處理，進行人工操作。若鍋爐系統(tǒng)中的傳感器、變送器等設(shè)備出現(xiàn)故障時，溫度、壓力等參數(shù)就無法達到設(shè)定值。因此，本文根據(jù)熱電廠鍋爐控制流程，以AT89S51單片機為核心設(shè)計了一種火電廠鍋爐燃燒煤空比的控制系統(tǒng)。目的是提高電廠燃煤鍋爐的控制水平。節(jié)約能源，降低環(huán)境污染。系統(tǒng)采用模糊PID算法進行運算和控制,不但可以實現(xiàn)對模擬、數(shù)字信號進行采樣和處理,而且還可以完成狀態(tài)檢測和控制、報警以及故障處理等功能。該控制系統(tǒng)具有速度快、精度高、可靠性高和硬件結(jié)構(gòu)簡單的特點。最后可達到鍋爐安全、經(jīng)濟、高效的運行。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀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(泡括汽動單元組合儀表和汽動基地式儀表)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(相當于我國的DDZ-II, DDZ-III儀表)檢測與控制，還是以檢測報警為主，控制為輔助功能。到了上世紀七十年代，隨著計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)理論的發(fā)展，使得鍋爐的計算機控制成為可能。尤其是近一、二十年來，隨著先進控制理論和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，加之計算機各種性能的不斷增強，價格的大幅度下降，使鍋爐應(yīng)用計算機控制很快得到了普及和應(yīng)用。許多發(fā)達國家都相繼開發(fā)出了鍋爐計算機控制系統(tǒng)。如 今在 國 外，鍋爐的控制己基本實現(xiàn)了計算機自動控制，在控制方法上都采用了現(xiàn)代控制理論中的最優(yōu)控制、多變量頻域、模糊控制等方法，因此，鍋爐的熱效率很高、鍋爐運行平穩(wěn)，而且減少了對環(huán)境的污染。在國內(nèi)，由于經(jīng)濟技術(shù)條件的限制，中小企業(yè)鍋爐設(shè)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。國內(nèi)供熱鍋爐燃燒系統(tǒng)自動控制大多在燃油和燃氣鍋爐上實現(xiàn)的，對于燃煤鍋爐，在自動控制研究方面總是得不到滿意的效果，存在的主要問題是滯后問題。近幾年變頻技術(shù)在我國的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，在鍋爐控制方面也有應(yīng)用，主要有三種形式，全自動變頻定壓；鍋爐鼓、引風機變頻控制；循環(huán)泵變頻控制，對系統(tǒng)進行質(zhì)調(diào)節(jié)。三種形式均有獨立應(yīng)用的范例，也有組合應(yīng)用，但主要是以人工控制為主，節(jié)能效果仍然取決于司爐人員的經(jīng)驗，水平和責任意識。1.4 主要研究內(nèi)容此系統(tǒng)主要以單片機為控制器，并對顯示電路，溫度檢測電路，報警電路，執(zhí)行電路等進行具體設(shè)計，以實現(xiàn)鍋爐溫度的控制。（1）燃煤鍋爐燃燒控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計。（2）選用合適的單片機，設(shè)計出功能結(jié)構(gòu)圖。（3）設(shè)計燃煤鍋爐燃燒控制系統(tǒng)程序流程圖。（4）進行相應(yīng)的程序編制。2 燃煤鍋爐系統(tǒng)的總體設(shè)計方案2.1 鍋爐燃燒的生產(chǎn)工藝熱力發(fā)電廠是利用煤燃燒的化學能產(chǎn)出電能的工廠，即為燃料的化學能蒸汽的熱勢能機械能電能。在鍋爐中，燃料的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝臒崮?，在汽輪機中，蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檩喿有D(zhuǎn)的機械能，在發(fā)電機中機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。爐、機、電是火電廠中的主要設(shè)備，亦稱三大主機。輔助三大主機的設(shè)備稱為輔助設(shè)備簡稱輔機。主機與輔機及其相連的管道、線路等稱為系統(tǒng)，如圖2.1鍋爐燃燒流程圖所示。磨煤系統(tǒng)處理后的水 給煤機 汽包 爐膛熱空氣 加熱空氣加強鼓風機初步鼓風機過熱器 汽輪機發(fā)電機電網(wǎng) 燃燒凈化系統(tǒng)煙筒冷凝 泵排汽水處理系統(tǒng) 圖2.1鍋爐燃燒流程圖熱力發(fā)電廠的原料就是原煤。原煤用車運送到發(fā)電廠的儲煤場，再用輸煤皮帶輸送到煤斗。再從煤斗落下由給煤機送入磨煤機磨成煤粉，并同時輸送熱空氣來干燥和輸送煤粉。最后送入鍋爐的爐膛中燃燒。燃料燃燒所需要的熱空氣由送風機送入鍋爐的空氣預(yù)熱器中加熱，預(yù)熱后的熱空氣，經(jīng)過風道一部分送入磨煤機作干燥以及送煤粉，另一部分直接引至燃燒器進入爐膛。燃燒生成的高溫煙氣，在引風機的作用下先沿著鍋爐的倒“U”形煙道依次流過爐膛，水冷壁管，過熱器，省煤器，空氣預(yù)熱器，同時逐步將煙氣的熱能傳給過熱器，省煤器，空氣預(yù)熱器以及空氣，自身變成低溫煙氣，經(jīng)除塵器和脫硫裝置的凈化后在排入大氣。煤燃燒后生成的灰渣，其中大的灰子會因自重從氣流中分離出來，沉降到爐膛底部的冷灰斗中形成固態(tài)渣，最后由排渣裝置排入灰渣溝，再由灰渣泵送到灰渣場。大量的細小的灰粒（飛灰）則隨煙氣帶走，經(jīng)除塵器分離后也送到灰渣溝。爐給水先進入省煤器預(yù)熱到接近飽和溫度，后經(jīng)蒸發(fā)器受熱面加熱為飽和蒸汽，再經(jīng)過熱器被加熱為過熱蒸汽，此蒸汽又稱為主蒸汽。 經(jīng)過以上流程，就完了燃料的輸送和燃燒、蒸汽的生成燃物（灰、渣、煙氣）的處理及排出。由鍋爐過熱器出來的主蒸汽經(jīng)過主蒸汽管道進入汽輪機膨脹做功，沖轉(zhuǎn)汽輪機，從而帶動發(fā)電機發(fā)電。從汽輪機排出的乏汽排入凝汽器，在此被凝結(jié)冷卻成水，此凝結(jié)水稱為主凝結(jié)水。主凝結(jié)水通過凝結(jié)水泵送入低壓加熱器，有汽輪機抽出部分蒸汽后再進入除氧器，在其中通過繼續(xù)加熱除去溶于水中的各種氣體（主要是氧氣）。經(jīng)化學車間處理后的補給水成為鍋爐的給水，再經(jīng)過給水泵升壓后送往高壓加熱器，然后送入鍋爐。循環(huán)水泵將冷卻水（又稱循環(huán)水）送往凝結(jié)器，這就形成循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。以上流程，完成了蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為機械能，電能，以及鍋爐給水供應(yīng)的過程。2.2 燃煤鍋爐系統(tǒng)控制設(shè)計方案在熱電廠中，以單位機組為控制對象，可以討論的控制系統(tǒng)有，鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)、燃燒過程控制系統(tǒng)以及過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)，過熱蒸汽溫度控制又泡括過熱蒸汽溫度控制和再熱蒸汽溫度控制。鍋爐控制系統(tǒng)可以分為汽包水位控制系統(tǒng)和燃燒控制系統(tǒng)。燃燒控制系統(tǒng)泡括:蒸汽壓力控制系統(tǒng)、爐膛負壓控制系統(tǒng)和爐膛溫度控制系統(tǒng)。如圖2.2鍋爐控制系統(tǒng)所示。汽包水位控制xitomngh 蒸汽壓力控制系統(tǒng) 鍋爐燃燒系統(tǒng) 爐膛負壓控制系統(tǒng) 燃燒控制系統(tǒng) 爐膛溫度控制系統(tǒng)圖2.2鍋爐控制系統(tǒng)2.2.1 汽包水位控制汽包水位是鍋爐安全運行的主要參數(shù)之一。水位過高會導(dǎo)致蒸汽帶水進入過熱器并在過熱器管內(nèi)結(jié)垢，影響傳熱效率，嚴重的將引起過熱器爆管;水位過低又將破壞部分水冷壁的水循環(huán)，引起水冷壁局部過熱而爆管。尤其是大型鍋爐，例如，30萬KW機組的鍋爐蒸發(fā)量為1024t/h，而汽包的容積較小，一旦控制不當，則會在十幾秒內(nèi)使汽包內(nèi)的水全部汽化，造成嚴重的事故。故鍋爐汽包給水控制系統(tǒng)的任務(wù)就是保證汽包水位在容許的范圍內(nèi)，并兼顧鍋爐的平穩(wěn)運行。鍋爐水位自動控制的任務(wù)是控制給水流量，使其適應(yīng)蒸發(fā)量的變化，維持汽包水位在允許的范圍內(nèi)。影響汽包水位有四個因素，除了給水量W和輸出蒸汽量D外，汽包壓力和燃料的變化也會對汽包水位產(chǎn)生影響。此外決定汽包水位的還有汽包中(泡括循環(huán)水管)儲水量的多少、水位下汽包容積與鍋爐的負荷、蒸汽壓力、爐膛熱負荷等都有關(guān)。在影響汽包水位的諸多因素中，以鍋爐蒸汽量D和給水量W為主。1 汽包水位在給水流量作用下的動態(tài)特性，即控制通道特性由于給水溫度要比汽包內(nèi)飽和水的溫度低，所以給水流量增加后，需從原有飽和水中吸取部分熱量，使水位下汽包容積減小。當水位下汽包容積不再變化時，水位變化就完全反映了因儲水量的增加而直線上升。H是水位的實際變化。在給水量作階躍變化后，汽包水位不會馬上增加，而呈現(xiàn)一段起始慣性段。用傳遞函數(shù)來描述時，近似于一個積分環(huán)節(jié)和純滯后環(huán)節(jié)的串聯(lián)，可表示為： （2.1）其中：飛升速度，給水流量變化單位流量時水位的變化速度； 純滯后時間，s。給水溫度越低，純滯后時間越大。2. 汽包水位在蒸汽流量擾動下的動態(tài)特性，即干擾通道的動態(tài)特性當蒸汽流量D突然增加，在燃料量不變的情況下，從鍋爐的物料平衡關(guān)系來看，蒸汽量D大于給水量W，設(shè)此時的水位變化為。在實際工作中，由于蒸汽用量突然增加，瞬間必導(dǎo)致汽包壓力下降，汽包內(nèi)水沸騰突然加劇，產(chǎn)生閃蒸，水中汽包迅速增加，水位交化表示為。實際顯示的水位變化為與的疊加，即表達式=+。當蒸汽量加大時，雖然鍋爐的給水量小于蒸發(fā)量，但在一開始，水位不僅不下降反而迅速上升，然后再下降(反之，蒸汽流量突然減少時，則水位先下降，然后上升)。這種現(xiàn)象稱為“虛假水位”蒸氣流量擾動時，水位變化的動態(tài)特性可用傳遞函數(shù)來表示：（2.2）其中：飛升速度，即在蒸汽流量變化單位流量時水位的變化速度； 響應(yīng)曲線的放大系數(shù)； 響應(yīng)曲線的時間常數(shù)。虛假水位的變化大小與鍋爐的工作壓力和蒸發(fā)量等有關(guān)。對于一般的中高型鍋爐，當負荷變化10時，虛假水位可達30-40ram。虛假水位現(xiàn)象屬于反向特性，給控制帶來一定的困難，在控制方案設(shè)計中，必須引起注意。在設(shè)計汽包水位控制系統(tǒng)時，可不考慮燃料擾動和汽包壓力擾動對水位的影響，而只考慮給水量擾動和蒸汽負荷擾動對水位的影響，特別是虛假水位的影響汽包水位控制系統(tǒng)中存在薅個難點：一個是蒸汽負荷變化造成的虛假水位現(xiàn)象；當給水量穩(wěn)定時，蒸汽量階躍增大。汽包水位應(yīng)該下降，但是由于汽包內(nèi)蒸汽處于飽和狀態(tài)，一旦流量突變，壓力也變化，水的沸點也隨之變化，造成汽包內(nèi)汽水混合物體積改變，因此水位不但沒有下降，反而有所上升，這就是“虛假水位”。另一個是由于爐體內(nèi)影響汽水變化的對流管柬的物理特性變化引起的，所以，水位系統(tǒng)是一個慢時變系統(tǒng)。根據(jù)鍋爐汽包容量大小，閥位變化到水位變化需要一定時間。因此，系統(tǒng)具有延時，而且系統(tǒng)存在著較大的干擾綜上所述，汽包水位系統(tǒng)是一個具有大的擾動和非線性特性的滯后系統(tǒng)。2.2.2 爐膛負壓控制鍋爐在正常運行中，爐膛負壓應(yīng)保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。負壓過大，漏風嚴重，總的風量增加，煙氣熱量損失增大，同時引風機的電耗增加，不利于經(jīng)濟燃燒;負壓偏正，爐膛要向外噴火，不利于安全生產(chǎn)，有害于環(huán)境衛(wèi)生。所以爐膛負壓必須進行自動調(diào)節(jié)，將其穩(wěn)定在規(guī)定的范圍內(nèi)。本系統(tǒng)利用調(diào)節(jié)引風擋板的開度，引入送風量作為前饋信號，控制它的引風量來實現(xiàn)。如圖2.3爐膛負壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)框圖所示。+- K送風量風量 負壓給定 +壓力PID引風擋板 爐膛 壓力變送器 負壓圖2.3爐膛負壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)框圖當負荷增大時，需要利用調(diào)速電機增大煤量。同時，與給煤量成正比例的送風量也要相應(yīng)增大此時爐膛負壓即下降，需要增加引風量以保證爐膛負壓穩(wěn)定由于爐膛負壓變化有一段滯后，雖然調(diào)節(jié)了引風擋板的開度，但在一段時間里爐膛負壓仍在下降。因此將送風調(diào)節(jié)器的輸出作為前饋信號，送到爐膛負壓調(diào)節(jié)回路的引風調(diào)節(jié)器，使送風量變化時引風量也立即變化，以解決滯后問題。2.2.3 蒸汽壓力控制蒸汽壓力是衡量蒸汽供求關(guān)系是否平衡的重要指標，是蒸汽的重要參數(shù)。蒸汽壓力過或過高，對于金屬導(dǎo)管和負荷設(shè)備都是不利的。壓力太高，會加速金屬的蠕變，壓力太低，就不能提供給設(shè)備符合質(zhì)量要求的蒸汽。在鍋爐運行過程中，蒸汽壓力降低，說明負荷設(shè)備的蒸汽消耗量大于鍋爐的蒸發(fā)量;蒸汽壓力升高，表明負荷設(shè)備的蒸汽消耗量小于鍋爐的蒸發(fā)量。因此，控制蒸汽壓力，是安全生產(chǎn)的需要，是維持負荷設(shè)備正常工作的需要，也是保證燃燒經(jīng)濟性的需要。鍋爐蒸汽壓力的變化是由于熱平衡失調(diào)引起的.而影響熱平衡的因素主要是燃燒熱和蒸汽熱，燃燒熱的波動引起的熱平衡失調(diào)稱為“內(nèi)擾”，而蒸汽熱波動引起的熱平衡失調(diào)為了克服內(nèi)外擾對蒸汽壓力的影響，在各個基本的單爐蒸汽壓力控制系統(tǒng)中，輸入到鍋爐的燃燒熱必須跟隨蒸汽熱的變化而變化.以盡量保持熱量平衡同時根據(jù)蒸汽壓力與給定值的偏差適當增減燃料量以增加或減少蒸汽壓力。如圖2.4鍋爐壓力控制系統(tǒng)原理所示。壓力輸出值+主調(diào)節(jié)器副調(diào)節(jié)器執(zhí)行器控制對象 前饋 燃料變送蒸汽壓力變送壓力給定值蒸汽流量-圖2.4鍋爐壓力控制系統(tǒng)框圖主環(huán)壓力控制根據(jù)蒸汽壓力與設(shè)定值的偏差來調(diào)節(jié)燃料量以保證壓力的穩(wěn)定。副環(huán)燃料控制器根據(jù)主環(huán)輸出與前饋信號(即外擾)的合成指令去控制進入鍋爐的燃料量，克服燃料量波動，從而使壓力保持在穩(wěn)定范圍之內(nèi)。2.2.4 爐膛溫度控制系統(tǒng)這類控制對象慣性大,滯后現(xiàn)象嚴重,存在很多不確定的因素,難以建立精確的數(shù)學模型,從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)性能不佳,甚至出現(xiàn)控制不穩(wěn)定、失控現(xiàn)象。采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20，因其內(nèi)部集成了A/D轉(zhuǎn)換器，使得電路結(jié)構(gòu)更加簡單，而且減少了溫度測量轉(zhuǎn)換時的精度損失，使得測量溫度更加精確。數(shù)字溫度傳感器DS18B20只用一個引腳即可與單片機進行通信，大大減少了接線的麻煩，使得單片機更加具有擴展性。由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通過單跳數(shù)據(jù)線就可以和主電路連接，故可以把數(shù)字溫度傳感器DS18B20做成探頭，探入到狹小的地方，增加了實用性。能串接多個數(shù)字溫度傳感器DS18B20進行范圍的溫度檢測。本設(shè)計是對爐膛溫度進行實時監(jiān)測與控制，溫度傳感器DS18B20從設(shè)備環(huán)境的不同位置采集溫度，單片機AT89S51獲取采集的溫度值，經(jīng)處理后得到當前環(huán)境中一個比較穩(wěn)定的溫度值，再根據(jù)當前設(shè)定的溫度上下限值，通過加熱和降溫對當前溫度進行調(diào)整。設(shè)計的爐膛溫度控制系統(tǒng)實現(xiàn)了基本的溫度控制功能：當爐膛溫度低于設(shè)定下限溫度時，系統(tǒng)自動啟動加熱繼電器加溫，使爐膛溫度上升，同時綠燈亮。當爐膛溫度上升到下限溫度以上時，停止加溫；當爐膛溫度高于設(shè)定上限溫度時，系統(tǒng)自動啟動風扇降溫，使爐膛溫度下降，同時紅燈亮。當爐膛溫度下降到上限溫度以下時，停止降溫。爐膛溫度在上下限溫度之間時，執(zhí)行機構(gòu)不執(zhí)行。三個數(shù)碼管即時顯示爐膛溫度，精確到小數(shù)點一位。當由于環(huán)境溫度變化太劇烈或由于加熱或降溫設(shè)備出現(xiàn)故障，或者溫度傳感頭出現(xiàn)故障導(dǎo)致在一段時間內(nèi)不能將環(huán)境溫度調(diào)整到規(guī)定的溫度限內(nèi)的時候，單片機通過三極管驅(qū)動揚聲器發(fā)出警笛聲。 系統(tǒng)中將通過串口通訊連接PC機存儲溫度變化時的歷史數(shù)據(jù)，以便觀察整個溫度的控制過程及監(jiān)控溫度的變化全過程。如圖2.5爐膛溫度控制系統(tǒng)框圖所示。 PC機DS18B20溫度芯片數(shù)據(jù)傳輸 電源 AT89S51 單 片 機LED數(shù)據(jù)顯示 報警器 繼電器1 繼電器2 制冷器 加熱器圖2.5爐膛溫度控制系統(tǒng)框圖由上面的四個控制系統(tǒng)設(shè)計，可以看出鍋爐的燃燒控制是鍋爐控制中的一大難題，生產(chǎn)過程中的燃燒對象是典型的多變量組合、大時延、非線性且時變的對象，難以保證燃料量、煙氣含氧量的準確測量，以及鍋爐運行的最佳效率和安全穩(wěn)定。所以接下來采取爐膛溫度控制系統(tǒng)進行研究和設(shè)計。3 溫度控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計開發(fā)設(shè)計一個單片機應(yīng)用系統(tǒng)或者設(shè)計或者設(shè)計一種智能化的儀器，首先要明白做什么然后才是怎么做。目標任務(wù)即系統(tǒng)要求實現(xiàn)的功能以及指標。應(yīng)用的場合不同具體的要求也會不同。其次是根據(jù)功能以及技術(shù)指標的要求，確定系統(tǒng)的總體設(shè)計方案。系統(tǒng)的總體設(shè)計方案包括單片機的選擇、重要環(huán)節(jié)關(guān)鍵器件的選型、技術(shù)指標的實現(xiàn)、硬件設(shè)計功能的劃分等。3.1 單片機的介紹和芯片的選型3.1.1 單片機簡介單片機也被稱為微控制器（Microcontroller Unit），是微型計算機中的一類是將CPU、存儲器、總線、I/O接口電路集成在一塊大規(guī)模集成電路芯片上。常用英文字母的縮寫MCU表示單片機，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。單片機由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早的設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個芯片中，使計算機系統(tǒng)更小，更容易集成進復(fù)雜的而對體積要求嚴格的控制設(shè)備當中。早期的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因為簡單可靠而性能不錯 獲得了很大的好評。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機系統(tǒng)?；谶@一系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了16位單片機，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年代后隨著消費電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機技術(shù)得到了巨大提高。隨著 INTEL i960系列特別是后來的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位，并且進入主流市場。而傳統(tǒng)的8位單片機的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。目前，高端的32位單片機主頻已經(jīng)超過300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，當代單片機系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統(tǒng)。 單片機比專用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。事實上單片機 是世界上數(shù)量最多的計 算機?，F(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產(chǎn)品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠 標等電腦配件中都配有1-2部單片機。而個人電腦中也會有為數(shù)不少的單片機在工作。汽車上一般配備40多部單片機，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺單片機在同時工作,單片機的數(shù)量不僅遠超過PC機和其他計算的總和，甚至比人類的數(shù)量還要多。 單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯 片上。相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設(shè)備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學習、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。3.1.2 芯片的選型ATMEL公司是世界上高級半導(dǎo)體產(chǎn)品設(shè)計、制造和行銷的領(lǐng)先者，產(chǎn)品包括了微處理器、可編程邏輯器件、非易失性存儲器、安全芯片、混合信號及RF射頻集成電路。ATMEL公司在AT89C系列單片機的基礎(chǔ)上，推出了以MSC-51核心技術(shù)為其內(nèi)核，采用該公司高性能、低功耗、非易失性存儲器技術(shù)的AT89S系列單片機，包括AT89S51、AT89S52、AT89S53和AT89S8252。與AT89C系列相比，AT89S系列的運算速度有了很大的提高，在功能上新增加了雙數(shù)據(jù)指針、定時監(jiān)視器等，能更好地滿足各種不同的應(yīng)用需要。本節(jié)重點介紹AT89S51單片機的硬件組成結(jié)構(gòu)及其引腳功能。3.2 AT89S51單片機的基本結(jié)構(gòu)AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，AT89S51在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。3.2.1 AT89S51單片機的主要特征主要特征：1、4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器； 2、128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM）； 3、32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口； 4、5個中斷優(yōu)先級、2層中斷嵌套中斷； 5、6個中斷源； 6、2個16位可編程定時器/計數(shù)器； 7、2個全雙工串行通信口； 8、看門狗（WDT）電路； 9、片內(nèi)振蕩器和時鐘電路； 10、與MCS-51兼容； 11、全靜態(tài)工作：0Hz-33MHz； 12、三級程序存儲器保密鎖定； 13、可編程串行通道； 14、低功耗的閑置和掉電模式。3.2.2 AT89S51單片機的引腳介紹AT89S51主要有PDIP封裝、PLCC封裝和TQFP封裝。雖然封裝形式不同但是各引腳的功能相同。接下來詳細的介紹AT89S51單片機引腳排列及功能。如圖3.1 AT89S51引腳圖所示。圖3.1 AT89S51引腳圖引腳功能：VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口除了作為普通I/O口，還有第二功能： P3.0 /RXD（串行輸入口） P3.1 /TXD（串行輸出口） P3.2 /INT0（外部中斷0） P3.3 /INT1（外部中斷1） P3.4 /T0（記時器0外部輸入） P3.5 /T1（記時器1外部輸入） P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 I/O口作為輸入口時有兩種工作方式，即所謂的讀端口與讀引腳。讀端口時實際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)，而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線，經(jīng)過某種運算或變換后再寫回到端口鎖存器。只有讀端口時才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線。89C51的P0、P1、P2、P3口作為輸入時都是準雙向口。除了P1口外P0、P2、P3口都還有其他的功能。 RST：復(fù)位輸入。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。 PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 3.3 DS18B20溫度傳感器DS18B20溫度傳感器是美國達拉斯(DALLAS)半導(dǎo)體公司推出的應(yīng)用單總線技術(shù)的數(shù)字溫度傳感器。該器件將半導(dǎo)體溫敏器件、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲器等做在一個很小的集成電路芯片上。它具有微型化、低功耗、高性能抗干擾能力、強易配處理器等優(yōu)點，特別適合用于構(gòu)成多點溫度測控系統(tǒng)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號（按9位二進制數(shù)字）給單片機處理，且在同一總線上可以掛接多個傳感器芯片，它具有三引腳TO-92小體積封裝形式，溫度測量范圍55125，可編程為912位A/D轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達0.0625，被測溫度用符號擴展的16位數(shù)字量方式串行輸出，其工作電源既可在遠端引入，業(yè)可采用寄生電源方式產(chǎn)生，多個DS18B20可以并聯(lián)到三根或者兩根線上，CPU只需一根端口線就能與多個DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。DS18B20溫度傳感器只有三根外引線：單線數(shù)據(jù)傳輸總線端口DQ ，外供電源線VDD，共用地線GND。DS18B20有兩種供電方式：一種為數(shù)據(jù)線供電方式，此時VDD接地，它是通過內(nèi)部電容在空閑時從數(shù)據(jù)線獲取能量，來完成溫度轉(zhuǎn)換，相應(yīng)的完成溫度轉(zhuǎn)換的時間較長。這種情況下，用單片機的一個I/O口來完成DS18B20總線的上拉。另一種是外部供電方式(VDD接+5V)，相應(yīng)的完成溫度測量的時間較短。如圖3.2 DS18B20三引腳所示。圖3.2 DS18B20三引腳DS18B20主要由斜率累加器、溫度系數(shù)振蕩器、減法計數(shù)器、溫度寄存器等部分組成。斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計數(shù)器的欲置值。溫度系數(shù)振蕩器用于產(chǎn)生減法計數(shù)脈沖信號，其中低溫度系數(shù)振蕩器受溫度的影響很小,用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器1,高溫度系數(shù)振蕩器隨溫度變化其振蕩頻率明顯改變,所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器2的脈沖輸入.減法計數(shù)器對脈沖信號進行減法計數(shù)。溫度寄存器暫存溫度數(shù)值。DS18B20的測溫原理如圖3.3所示。 設(shè)置/清除 最低有效位停止 斜率累加器預(yù)置低溫度系數(shù)振蕩器高溫度系數(shù)振蕩器 減法計算器 1 減法計算器 2 計算比較器 溫度寄存器減到零 預(yù)置減到零增加圖3.3 DS18B20的測溫原理圖中還隱含著計數(shù)門，當計數(shù)門打開時，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖后進行計數(shù)，進而完成溫度測量。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將-55 所對應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在-55 所對應(yīng)的一個基數(shù)值。減法計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當減法計數(shù)器1的預(yù)置值減到0時溫度寄存器的值將加1，減法計數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，減法計數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器2計數(shù)到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。3.4 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計3.4.1 單片機最小系統(tǒng)電路單片機最小系統(tǒng)指的是由最基本的電路元件組成的，外接部分簡單的電路就能夠獨立成一定的工作任務(wù)的單片機系統(tǒng)。51單片機的最小系統(tǒng)由單片機芯片、電源、時鐘電路、和復(fù)位電路組成。如圖3.4 單片機最小系統(tǒng)電路所示。圖3.4 單片機最小系統(tǒng)電路3.4.2 顯示電路顯示電路采用了7段共陰數(shù)碼管掃描電路，節(jié)約了單片機的輸出端口，便于程序的編寫。如圖3.5顯示電路圖所示。圖3.5顯示電路圖3.4.3 溫度控制及報警電路當采集的溫度經(jīng)處理后超過規(guī)定溫度上限時，單片機通過 P1.4 輸出控制信號驅(qū)動三極管 D1 ，使繼電器 K1 開啟降溫設(shè)備：當采集的溫度經(jīng)處理后低于設(shè)定溫度下限時，單片機通過 P1.5 輸出控制信號驅(qū)動三極管 D2 ，使繼電器 K2 開啟升溫設(shè)備。當由于環(huán)境溫度變化太劇烈或由于加熱或降溫設(shè)備出現(xiàn)故障，或者溫度傳感頭出現(xiàn)故障導(dǎo)致在一段時間內(nèi)不能將環(huán)境溫度調(diào)整到規(guī)定的溫度限內(nèi)的時候，單片機通過三極管驅(qū)動揚聲器發(fā)出警笛聲。具體電路連接如圖 3.6溫度控制及報警電路所示。圖 3.6溫度控制及報警電路3.4.4 DS18B20溫度傳感器電路如圖3.7 DS18B20溫度傳感器電路引腳圖所示。圖3.7 DS18B20溫度傳感器電路引腳圖4 溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計整體思路一個應(yīng)用系統(tǒng)要完成各項功能，首先必須有較完善的硬件作保證。同時還必須得到相應(yīng)設(shè)計合理的軟件的支持，尤其是微機應(yīng)用高速發(fā)展的今天，許多由硬件完成的工作，都可通過軟件編程而代替。甚至有些必須采用很復(fù)雜的硬件電路才能完成的工作，用軟件編程有時會變得很簡單，如數(shù)字濾波，信號處理等。因此充分利用其內(nèi)部豐富的硬件資源和軟件資源，采用與S51系列單片機相對應(yīng)的51匯編語言和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法進行軟件編程。程序設(shè)計語言有三種：機器語言、匯編語言和高級語言。機器語言是機器唯一能“懂”的語言，用匯編語言或高級語言編寫的程序（稱為源程序）最終都必須翻譯成機器語言的程序（成為目標程序），計算機才能“看懂”，然后逐一執(zhí)行。高級語言是面向問題和計算過程的語言，它可通過于各種不同的計算機，用戶編程時不必仔細了解所用的計算機的具體性能與指令系統(tǒng)，而且語句的功能強，常常一個語句已相當于很多條計算機指令，于是用高級語言編制程序的速度比較快，也便于學習和交流，但是本系統(tǒng)卻選用了匯編語言。原因在于，本系統(tǒng)是編制程序工作量不大、規(guī)模較小的單片機微控制系統(tǒng)，使用匯編語言可以不用像高級語言那樣占用較多的存儲空間，適合于存儲容量較小的系統(tǒng)。同時，本系統(tǒng)對位處理要求很高，需要解決大量的邏輯控制問題。MCS51指令系統(tǒng)的指令長度較短，它在存儲空間和執(zhí)行時間方面具有較高的效率，編成的程序占用內(nèi)存單元少，執(zhí)行也非常的快捷，與本系統(tǒng)的應(yīng)用要求很適合。而且MCS51指令系統(tǒng)有豐富的位操作（或稱位處理）指令，可以形成一個相當完整的位操作指令子集，這是MCS51指令系統(tǒng)主要的優(yōu)點之一。對于要求反應(yīng)靈敏與控制及時的工控、檢測等實時控制系統(tǒng)以及要求體積小、系統(tǒng)小的許多“電腦化”產(chǎn)品，可以充分體現(xiàn)出匯編語言簡明、整齊、執(zhí)行時間短和易于使用的特點。本裝置的軟件包括主程序、讀出溫度子程序、復(fù)位應(yīng)答子程序、寫入子程序、以及有關(guān)DS18B20的程序（初始化子程序、寫程序和讀程序）。4.2 系統(tǒng)程序流圖系統(tǒng)程序主要包括系統(tǒng)主程序，讀出溫度子程序，復(fù)位應(yīng)答子程序，寫入子程序等。4.2.1 系統(tǒng)主程序主程序的主要功能是負責溫度的實時顯示、讀出并處理DS18B20的測量的當前溫度值，溫度測量每1s進行一次。這樣可以在一秒之內(nèi)測量一次被測溫度，如圖4.1系統(tǒng)主流程圖所示。程序見附錄。 初始化DS18B20 設(shè)定溫度上、下限 判斷當前溫度值 顯示當前溫度 超過設(shè)定 溫度上限 低于設(shè)定 溫度下限 綠燈亮 啟動升溫設(shè)備 開始紅燈亮啟動降溫設(shè)備 YNYN圖4.1系統(tǒng)主流程圖4.2.2 讀出溫度子程序讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9字節(jié)，在讀出時需進行CRC校驗，校驗有錯時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫。DS18B20的各個命令對時序的要求特別嚴格，所以必須按照所要求的時序才能達到預(yù)期的目的，同時，要注意讀進來的是高位在后低位在前，共有12位數(shù)，小數(shù)4位，整數(shù)7位，還有一位符號位。如圖4.2 讀出溫度子程序流程圖所示。DS18B20復(fù)位、應(yīng)答子程序跳過ROM匹配命令 寫入子程序溫度轉(zhuǎn)換命令寫入子程序DS18B20復(fù)位、應(yīng)答子程序顯示子程序(延時) 寫入子程序跳過ROM匹配命令讀溫度命令子程序 終止圖4.2 讀出溫度子程序流程圖4.2.3 復(fù)位、應(yīng)答子程序如圖4.3復(fù)位、應(yīng)答子程序所示。 開始P1.0口清0 延時537usP1.0口置150us是否有低電平 標志位置1有234us低電平 P1.0口置1 終止 標志位置1Y NY N圖4.3復(fù)位、應(yīng)答子程序4.2.4 寫入子程序如圖4.4 寫入子程序所示。 開始 進位C清0 P1.0清0 延時12us帶進位右移延時46us P1.0置 0R2是否為0 終止圖4.4 寫入子程序4.3 系統(tǒng)調(diào)試主程序的功能是：啟動DS18B20測量溫度，將測量值與給定值進行比較，若測得溫度小于設(shè)定值，則進入加熱階段，置P1.1為低電平，這期間繼續(xù)對溫度進行監(jiān)測，直到溫度在設(shè)定范圍內(nèi)，置P1.1為高電平斷開可控硅，關(guān)閉加熱器，等待下一次的啟動命令。當測得溫度大于設(shè)定值，則進入降溫階段，則置P1.2為低電平，這期間繼續(xù)對溫度進行監(jiān)測，直到溫度在設(shè)定范圍內(nèi)，置P1.2為高電平斷開，關(guān)閉風扇，等待下一次的啟動命令。第一次接電調(diào)試，設(shè)置溫度上限，溫度下限。加熱后，溫度有時超過溫度上限卻不報警，后經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)是進位C沒有清0，