基于单片机的锅炉温度控制系统的设计(4)

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3.3.2 复位电路

单片机上电后，在其9脚（RESET）出现24个振荡周期以上的高电平后，单片机内部初始复位。为了确保单片机正常复位，必需使其第9脚上出现的高电平保持2μs以上。复位电路如图 3.6 所示。

图3.6 复位电路

系统的复位电路是由RC电路组成，外加一个手动复位按钮。刚上电时或者触动按钮后C5两端的电压为0，这时RST为高电平，而其高电平保持时间是由R和C的时间常数决定，由公式(3-1)可知，C充电的时间常数τ等于0.22ms，远远大于2μs，即使RST高电平的时间保持2μs以上，确保了单片机正常复位。

τ＝R*C (3-1)

3.4温度检测电路设计及温度传感器选择 3.4.1 DS18B20简介

Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。

DS18B20可以程序设定9-12位的分辨率，精度为0.5摄氏度。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。如图3.7所示DS18B20引脚排列图

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图3.7 DS18B20引脚排列图

(A)DS18B20特性：

1.独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯。 2.简单的多点分布应用。 3.无需外部应用。 4.无需外部器件。 5.可通过数据线供电。 6.零待机功耗。

7.测温范围－55～＋125℃，以0.5℃递增。 8.温度以8位数字量读出。

9.温度数字量转换时间200ms（典型值）。 10.用户可定义的非易失性温度报警设置。

11.报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度的器件。

12.应用包括温度控制，工业系统，消费品，温度计或任何热感测系统 (B)ROM操作品令 ：

总线主机检测到DSl820的存在，便可以发出ROM操作命令之一，这些命令如

指令 代码 1.Read ROM(读ROM) 2.Match ROM(匹配ROM) 3.Skip ROM(跳过ROM) 4.Search ROM(搜索ROM)

[33H]

[55H] [CCH] [F0H]

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5.Alarm search(告警搜索) [ECH] (C)存储器操作命令

指令 代码 1.Write Scratchpad(写暂存存储器) [4EH] 2.Read Scratchpad(读暂存存储器)

[BEH]

3.Copy Scratchpad(复制暂存存储器) [48H] 4.Convert Temperature(温度变换) 5.Recall EPROM(重新调出) 6.Read Power supply(读电源)

[44H] [B8H] [B4H]

(D)DS18B20管脚功能表，如表3.1所示

表3.1 DS18B20管脚功能表

引脚序号 1 2 3

引 脚 名 称 GND DQ VDD

接地

数据输入/输出脚 接5V电源

功 能 3.4.2温度采集电路

温度采集电路只有一个DS18B20温度传感器，它与单片机的接口比较简单，如图3.8所示。只要给传感器5V的供电并把它的单总线接到单片机的P口就可以了。

图3.8 温度采集电路

3.5 温度控制电路设计

本系统采用继电器进行对燃烧器工作方式控制，从而锅炉控制温度。当P口输出

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高电平时，经反相驱动器7406变为低电平，使发光二极管发光，从而使光敏三极管导通，进而是Q3导通，因而继电器的线圈通电,接通锅炉燃烧器。本部分电路与单片机的接口如图3.9所示。

1.当P1.7输出高电平时，燃烧器通电，燃烧器对锅炉加热，进行加热处理。 2.当P1.7输出低电平时，燃烧器断电，燃烧器对锅炉加热，不进行加热处理。

图3.9 温度控制电路

3.6 水位控制电路

锅炉在正常加温工作情况下，同时对锅炉液位检测。当锅炉的水位满足条件时开始工作。

本系统设计利用普通水的导电性质采用不绣钢管作为测量液位的器件，放于锅炉上下限的金属棒是否正在导电的情况判断锅炉的水位是不是在上下限范围之间，单片机通过采集的水位变化的信号，发出对给水泵控制的命令，控制锅炉内水位符合条件。

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图3.10水位检测电路

如图3.10水位检测电路所示，金属棒1放于水位上限位置，金属棒2放于水位下限位置，金属棒3放于水位以下比较远点的位置。其中金属棒1和金属棒2用限流电阻分别与单片机相连接，金属棒3接+5v的电源。单片机不断的检测单片机端口p1.2和p1.3的电平情况。

(1)当P1.2＝高电平和P1.3＝高电平时，即实际水位在水位上限以上的位置，这时系统发出报警命令,系统停止工作。

(2)当P1.2＝高电平和P1.3＝低电平时，即实际水位在水位上限和水位下限之间的位置，单片机不进行处理，即保持给水泵的状态不变。

(3)当P1.2＝低电平和P1.3＝低电平时，即实际水位在下限以下的位置，这时系统控制给水泵工作，锅炉开始加水，并报警。

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