基于单片机的锅炉温度控制系统的设计(3)

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火焰探 测器型号:QRA-2 伺服马达型号:SQM

气阀密封检漏器型号:VDK200/VPS504/DK2F 燃烧器控制:外置

重量(kg):320 2.CHL系列立式不锈钢多级泵

流 量：最大22m3/h 扬 程：最大60m 液体温度：-50℃～120℃ 环境温度：最高+160℃ 工作压力：1.6MPa/2.5MPa 工作电压：220V/380V 3.不锈钢管

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3 硬件电路设计

3.1 主电路

1.温度控制电路

图3.1 温度控制电路

2.水位控制电路

图3.2 锅炉加水电路

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图 3.3 水位检测电路

3.2 单片机选择设计

AT89S51是美国ATMEL生产的低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4K bytes的可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器既可在线编程（ISP）也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片机芯片中，ATMEL公司的功能强大，低价位AT89S51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。

(1) AT89S51主要功能列举如下：

① 为一般控制应用的8位单芯片。

② 晶片内部具有时钟振荡器（传统最高工作频率可至12MHz）。 ③ 内部程式存储器（ROM为4KB）。 ④ 内部数据存储器（RAM为128B）。

⑤ 32条双向输入输出线，且每条均可以单独做 I/O的控制。 ⑥ 5个中断向量源。 ⑦ 2组独立的16位定时器。 ⑧ 单芯片提供位逻辑运算指令。

(2) AT89S51管脚排列及系统所用引脚功能介绍。管脚排列如图3.4所示,下面介

绍引脚的功能。

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图3.4 AT89S51引脚图

1.VCC:AT89S51 电源正端输入，接+5V。 2.GND:电源地端。

3.XTAL1:单芯片系统时钟的反相放大器输入端。 4.XTAL2:系统时钟的反相放大器输出端。

5.PORT0:（P0.0～P0.7）：端口0是一个8位宽的开路漏极（Open Drain）双向输出入端口。P0在当做I/O用时可以推动8个LS的TTL负载。

6.PORT2（P2.0～P2.7）：端口2是具有内部提升电路的双向I/O端口，每一个引脚可以推动4个LS的TTL负载，若将端口2的输出设为高电平时，此端口便能当成输入端口来使用。

7.PORT1（P1.0～P1.7）：端口1也是具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个LS TTL负载，同样地若将端口1的输出设为高电平，便是由此端口来输入数据。

8.PORT3（P3.0～P3.7）：端口3也具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个TTL负载，同时还多工具有其他的额外特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部数据存储器内容的读取或写入控制等功能。其引脚分配如下：

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9.P3.0：RXD,串行通信输入。P3.1：TXD，串行通信输出。P3.2：INT0，外部中断0输入。P3.3：INT1，外部中断1输入。P3.4：T0，计时计数器0输入。P3.5：T1，计时计数器1输入。P3.6：WR：外部数据存储器的写入信号。P3.7：RD，外部数据存储器的读取信号。

3.3 单片机最小系统

3.3.1时钟电路设计

AT89S51的时钟可由内部产生也可以由外部产生。在这个设计中只是用了内部产生。利用芯片内部振荡电路，在XTAL1，XTAL2（18，19脚）的引脚上外接定时元件，内部振荡器便能产生自激振荡，用示波器便可观察到XTAL2输出的正弦波，定时元件可以采用石英晶体和电容组成的并联谐振电路，它与单片机的接法的如图3-5所示。晶体可以在1.2MHz~12MHz之间所选，电容可以在20~60pF之间所选，通常选择30pF左右，电容C6，C7的大小对振荡频率有微小的影响，可起频率微调作用。在设计印制板时，晶体和电容应尽可能与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，保证振荡器可靠工作，一般采用瓷片电容。

图3.5 时钟电路

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