模糊溫度控制畢業(yè)設計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 前言１</b></p><p>　　1.1 課題背景１</p><p>　　1.2 課題相關知識的概述２</p><p>　　1.2.1 區(qū)域供暖系統(tǒng)發(fā)展的概述２</p><p>　　1.

2、2.2 模糊控制系統(tǒng)的概況２</p><p>　　1.3 本文的工作３</p><p>　　第二章 鍋爐自動控制系統(tǒng)整體分析與設計４</p><p>　　2.1 鍋爐自動控制與模糊控制的關系４</p><p>　　2.2 鍋爐供暖系統(tǒng)設計以及方案論證分析５</p><p>　　2.2.1 方案1６</

3、p><p>　　2.2.2 方案2７</p><p>　　2.2.3 方案3７</p><p>　　2.3 方案分析與制定８</p><p>　　第三章 系統(tǒng)硬件分析與設計１０</p><p>　　3.1 STC89C51單片機及外圍芯片介紹１０</p><p>　　3.1.1 STC8

4、9C51單片機介紹１０</p><p>　　3.1.2串口RS232芯片接口電路１２</p><p>　　3.1.3 數(shù)碼管的顯示設計１３</p><p>　　3.2 區(qū)域供暖系統(tǒng)設計１５</p><p>　　3.2.1 燃燒控制系統(tǒng)１５</p><p>　　3.2.2 送風量控制系統(tǒng)１８</p>

5、;<p>　　3.2.3 出口溫度控制系統(tǒng)１８</p><p>　　3.2.4 鍋爐水位控制系統(tǒng)１９</p><p>　　第四章 系統(tǒng)的軟件設計２２</p><p>　　4. 1 單片機源程序設計２２</p><p>　　4.2 數(shù)碼管的顯示２４</p><p>　　4.3 本系統(tǒng)中串口通信的流

6、程分析２５</p><p>　　4.3.1初始化的設定２５</p><p>　　4.3.2串口發(fā)送程序２６</p><p>　　第五章 結束語２７</p><p><b>　　參考文獻２８</b></p><p><b>　　致謝２９</b></p>

7、<p>　　摘要:隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，如何提高供暖的經(jīng)濟效益和社會效益，已經(jīng)成為急需要解決的重要課題。目前，在我國北方的冬季供暖形式主要是以鍋爐供暖為主，而且主要是以鏈條爐為主。對于這種鍋爐實際的運行效率遠遠低于設計的效率，而且鍋爐的自動控制系統(tǒng)的配置還是比較落后的。</p><p>　　在這種背景下，模糊控制理論得到了迅速的發(fā)展。將模糊控制方法運用到供暖控制系統(tǒng)中，可以克服區(qū)域供暖控制系統(tǒng)中存在

8、的嚴重滯后現(xiàn)象，同時在提高采樣頻率的基礎上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。</p><p>　　實現(xiàn)模糊溫度控制的方法有多種，可以用工控機作為模糊控制器，用熱電阻測量溫度；也可以用單片機作為模糊控制器，用熱電偶進行溫度測量。本文詳細列舉、說明了三種不同實現(xiàn)模糊溫度控制的方案，并分別畫出了其原理方框圖，對三種方案的優(yōu)缺點進行了對比，選出了最佳控制方案。</p><p>　　關鍵詞：模糊

9、控制；供暖控制系統(tǒng)；溫度控制；鍋爐</p><p>　　ABSTRACT：With the rapid development of social economy, how to improve the economic benefit and social benefit of heating, has become an important subject need to solve. At present,

10、 in our country is the main boiler heating on form of heating in winter in the north, is the main chain furnace on and. Actual operation for this kind of boiler efficiency is much lower than the efficiency of the design,

11、 configuration and boiler automatic control system is relatively backward. </p><p>　　In this context, the fuzzy control theory has been rapid development. Fuzzy control method is applied to the heating contr

12、ol system, can overcome the serious lag phenomenon existing in the regional heating control system, at the same time, on the basis of increase the sampling frequency can greatly improve the effect of control and control

13、accuracy. </p><p>　　Realize there are many methods of fuzzy temperature control, can use the industrial PC as a fuzzy controller, with thermal resistance measurement temperature; Can also use single chip mic

14、rocomputer as the fuzzy controller, with a thermocouple temperature measurement. Is listed in detail in this paper, illustrates three different fuzzy temperature control scheme, and draw its principle block diagram, resp

15、ectively, compares the advantages and disadvantages of three kinds of solutions, choose the b</p><p>　　KEY WORDS：Fuzzy control;Heating control system;Temperature control; The boiler </p><p><

16、b>　　第一章 前言</b></p><p>　　在傳統(tǒng)控制的領域里，控制系統(tǒng)動態(tài)模式的精確與否是能夠影響到控制優(yōu)劣的最主要因素，系統(tǒng)動態(tài)信息越詳細，則越能達到精確控制的目的。然而，對于很復雜的系統(tǒng)，由于變量太多，往往難以詳細的描述系統(tǒng)的動態(tài)。換言之，傳統(tǒng)的控制理論對于簡單而且明確的系統(tǒng)有強而有力的控制能力，能夠準確的控制，但對于過于復雜或難以精確描述的系統(tǒng)，則顯得無能為力了。因此人們便嘗試著以

17、模糊數(shù)學來處理這些控制問題，以達到能夠?qū)崟r、精確的控制系統(tǒng)，以達到現(xiàn)代工業(yè)對控制系統(tǒng)的要求。</p><p>　　將模糊控制算法運用到區(qū)域供暖控制系統(tǒng)之中，可以很好地克服區(qū)域供暖控制系統(tǒng)中存在著的嚴重滯后現(xiàn)象，同時在提高采樣頻率的基礎上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。把模糊控制應用到區(qū)域供暖系統(tǒng)中，可以很好地控制供暖系統(tǒng)，使控制系統(tǒng)更加精確。</p><p><b>　　1

18、.1 課題背景 </b></p><p>　　我國的區(qū)域供暖系統(tǒng)，特別是近些年來城市集中供熱發(fā)展很快，但是在實際運行中也存在很多的問題和不足。根據(jù)一些調(diào)研結果及近二十幾年的設計和運行管理經(jīng)驗可知，我國目前供暖系統(tǒng)普遍存在著很多的共性問題，如水力失調(diào)、系統(tǒng)積氣、系統(tǒng)失水以及系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定等。</p><p>　　對于這些系統(tǒng)來說采用傳統(tǒng)的方法包括基于現(xiàn)代控制理論的方法很多時候還不

19、如一個有實踐經(jīng)驗的操作人員的手動控制效果好，而模糊控制理論正是以人的經(jīng)驗為重要組成部分。這就使得模糊控制在一般情況下比傳統(tǒng)控制方法更加有效、安全。</p><p>　　隨著科學技術的迅猛發(fā)展，各個領域?qū)ψ詣涌刂葡到y(tǒng)的控制精度、響應速度、系統(tǒng)穩(wěn)定性和自適應能力的要求越來越高，被控對象或過程的非線性、時變性、多參數(shù)點的強烈耦合、較大的隨機擾動、各種不確定性以及現(xiàn)場測試手段不完善等等，使這些很難按數(shù)學方法建立被控對象的

20、精確模型。對于這些系統(tǒng)來說采用傳統(tǒng)的方法包括基于現(xiàn)代控制理論的方法往往不如一個很有實踐經(jīng)驗的操作人員的手動控制效果好，而模糊控制理論正是以人的經(jīng)驗為重要組成部分。</p><p>　　將模糊控制方法運用到供暖控制系統(tǒng)中，可以克服供暖控制系統(tǒng)中存在的水力失調(diào)、系統(tǒng)積氣、系統(tǒng)失水以及系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定等現(xiàn)象，同時在提高采樣頻率的基礎上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。</p><p>　　1.

21、2 課題相關知識的概述</p><p>　　1.2.1 區(qū)域供暖系統(tǒng)發(fā)展的概述</p><p>　　我國城市供熱事業(yè)在國家的重視和大力扶持下，每個城市都采取多種的途徑，因地制宜，廣開熱源，大力發(fā)展集中供熱事業(yè)，并取得了一定的成績。到1983年底，北方102個城市之中，建立起集中供熱設施的城市已有17個，共敷設供熱管道六百余公里，供熱面積3000萬平方米，且兼供了部分生產(chǎn)用蒸汽。這樣一來我國

22、平均每年可節(jié)約標準煤一百余萬噸，減少城市煙塵56000噸，減少有害氣體二氧化硫38000噸。目前，我國城市區(qū)域供暖廣泛應用的熱源形式主要是熱電廠和區(qū)域鍋爐房，集中供熱所用能源仍以煤炭為主。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國集中供熱產(chǎn)業(yè)熱源總熱量中，熱電聯(lián)產(chǎn)占62.9％；區(qū)域鍋爐供熱包括集中燃煤鍋爐房供熱、集中燃氣鍋爐房供熱和集中燃油鍋爐房供熱，占35.75％；其它占1.35％。我國城市集中供熱事業(yè)雖然有較快的發(fā)展，但由于起步較晚，與城市建設的其它事

23、業(yè)相比較，基礎還很薄弱，普及率不高，供需矛盾十分突出，與四個現(xiàn)代化建設的需要不相適應，仍需加倍努力發(fā)展。</p><p>　　1.2.2 模糊控制系統(tǒng)的概況</p><p>　　1965年美國加州大學的L.A.Zadeh教授在其發(fā)表的著名論文“Fuzzy Sets”中，第一次提出用“隸屬函數(shù)”的概念來定量描述事物模糊性的模糊集合的理論，從此奠定了模糊數(shù)學的基礎。 在短短的30多年時

24、間里，模糊數(shù)學獲得了迅速地發(fā)展，在理論和應用上都取得了令人驚嘆的豐碩成果。模糊數(shù)學的應用領域已涉及到自動控制、圖像識別和文字識別、人工智能、氣象分析、航空、航天、地質(zhì)、地震、醫(yī)療診斷、火車汽車輪船駕駛、交通管理、決策評價、企業(yè)管理和社會經(jīng)濟等諸多的方面。 在自動化技術中的應用是模糊數(shù)學非?；钴S而又碩果累累的一個領域。著名的自動控制權威Austrom 曾經(jīng)指出：模糊邏輯控制，神經(jīng)網(wǎng)絡控制與專家控制是三種典型的智能控制方法。上世紀8

25、0年代末到90年代中期先后提出了模糊近似推理、模糊自適應控制、模糊神經(jīng)元網(wǎng)絡和模糊自適應推理系統(tǒng)等。給模糊技術的應用注入了新的活力，開辟了十分誘人的光明前景。 我國對模糊控制的理論與應用研究起步比較晚，但發(fā)展較快，現(xiàn)在我國在模糊理</p><p>　　論領域的研究已經(jīng)處于世界先進水平，諸如在模糊控制、模糊辨識、模糊聚類分析、模糊圖像處理、模糊信息論、模糊模式識別等領域取得了不少有實際影響的結果。先后出版了

26、幾十本有關模糊領域的著作。但我們在工程技術應用方面較為薄弱，所以已經(jīng)提出了連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的設計方法和便于工程應用的模糊集成控制方法。上世紀90年代后期開始出現(xiàn)了模糊家電控制等。</p><p>　　模糊控制是基于模糊數(shù)學上發(fā)展起來的一門新的控制科學。其運算過程中有很多時候都要用到矩陣運算，但是控制其級別很少的時候可以進行離線計算，可以很方便的完成矩陣運算。這樣一來模糊控制就已經(jīng)簡化了，甚至比一般的PID運算還更簡單

27、。</p><p><b>　　1.3 本文的工作</b></p><p>　　詳細分析課題任務，對模糊控制和區(qū)域供暖控制的歷史和現(xiàn)狀進行分析，并對模糊控制的原理和區(qū)域供暖控制系統(tǒng)運行中的常見問題及處理辦法進行了深入的研究，并將其綜合。然后根據(jù)課題任務的要求設計出實現(xiàn)控制任務的硬件原理圖。</p><p>　　第二章 鍋爐自動控制系統(tǒng)整體分析與

28、設計</p><p>　　2.1 鍋爐自動控制與模糊控制的關系</p><p>　　最近幾年，對于經(jīng)典模糊控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的改善、模糊集成控制、模糊自適應控制、專家模糊控制與多變量模糊控制的研究，特別是針對復雜系統(tǒng)的自學習與參數(shù)自調(diào)整模糊系統(tǒng)方面的研究受到各國學者的重視。目前，將神經(jīng)網(wǎng)絡和模糊控制技術相互結合、取長補短，形成一種模糊神經(jīng)網(wǎng)絡技術，利用人腦的智能信息處理系統(tǒng)，其發(fā)展前景十分的

29、誘人。</p><p>　　模糊控制是以模糊集合論、模糊語言變量和模糊邏輯推理為基礎的微機數(shù)字控制，是模擬人的思維，構造一種非線形控制，以滿足復雜的、不確定的過程控制的需要。它屬于智能控制范圍。</p><p>　　模糊控制系統(tǒng)類似于常規(guī)的微機控制系統(tǒng)，由下列四部分構成：</p><p>　　1. 測量元件傳感器 </p><p>　　它將

30、被控對象輸出信號轉(zhuǎn)換為相應的電信號，測量元件的精度往往直接影響控制系統(tǒng)的精度，要注意選擇符合工程精度要求又穩(wěn)定可靠的測量元件。</p><p>　　2. 輸入輸出接口裝置 </p><p>　　它完成模/數(shù)、數(shù)/模轉(zhuǎn)換，電平轉(zhuǎn)換，信號采樣與濾波等工作。</p><p>　　3. 廣義對象 </p><p>　　它包括被控對象與執(zhí)行機構，

31、被控對象為復雜的工業(yè)過程，可是線性的或非線性的，也可能存在各種干擾，是模糊的、不確定的、沒有精確數(shù)學模糊的過程。</p><p><b>　　4. 模糊控制器 </b></p><p>　　它是一臺處理器，用于完成模糊推理的過程與根據(jù)輸入量和模糊運算做出模糊控制工作。</p><p>　　在區(qū)域控制系統(tǒng)中，傳感器用于感受控制對象的溫度，然后由與

32、溫度變化的線性關系產(chǎn)生與其大小相適應的變化量交給變送器處理。變送器傳感器輸入轉(zhuǎn)換成標準的電壓或者電流信號，再通過輸入輸出接口裝置進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，最后輸入到模糊處理器中進行模糊控制。</p><p>　　基于模糊算法的區(qū)域供暖控制系統(tǒng)，可用各類處理器，如微機、單片機、DSP等作為模糊控制器，其內(nèi)部運行模糊算法程序，用于根據(jù)輸入的各種信號進行處理從而達到做出模糊控制的目的。</p><p>　　

33、綜上所述，模糊控制的各個環(huán)節(jié)及其硬件組成非常適用于鍋爐自動控制系統(tǒng)，兩者有機結合，密不可分。</p><p>　　2.2 鍋爐供暖系統(tǒng)設計以及方案論證分析</p><p>　　傳統(tǒng)的鍋爐風機控制系統(tǒng)中，燃燒控制手動調(diào)節(jié)，鍋爐的燃燒控制就是依靠人工調(diào)節(jié)給煤，人工調(diào)節(jié)風門對鍋爐的鼓、引風風量進行控制，實現(xiàn)鍋爐燃燒狀態(tài)控制的目的。鍋爐鼓風、引風控制采用接觸器控制，故障率較高，影響了鍋爐的正常穩(wěn)

34、定運行，制約了生產(chǎn)；風量調(diào)節(jié)控制靠改變風門擋板的開度來實現(xiàn)的(電機恒速運行)，能源浪費大；鍋爐給水采用手動控制執(zhí)行器控制，在用汽量波動大時，安全性不夠高等。</p><p>　　而現(xiàn)在大多數(shù)中小鍋爐往往是通過人工調(diào)節(jié)的方式來完成這個燃燒狀態(tài)控制調(diào)節(jié)工作，通過人的感覺器官的識別并經(jīng)過大腦的分析處理做出動作的決定，借助壓力、溫度顯示儀表來實現(xiàn)鍋爐燃燒狀態(tài)控制。近年來，隨著我國經(jīng)濟建設的飛速發(fā)展，能源需求趨于緊張。企業(yè)

35、是電能消耗大戶，風機、泵類負載占比重大，作為耗能的主要負載，長期以來，由于負載變化大而動力源電機的轉(zhuǎn)速不變，浪費能源。</p><p>　　鍋爐單片機控制，是近年來開發(fā)的一項新技術，工業(yè)鍋爐采用微機控制和原有的儀表控制方式相比具有以下明顯優(yōu)勢：</p><p>　?。?）直觀而集中的顯示鍋爐各運行參數(shù)。能顯示液位、壓力、溫度的狀態(tài)。</p><p>　　（2）在運行

36、中可以隨時方便的修改各種運行參數(shù)的控制值，并修改系統(tǒng)的控制參數(shù)。可以方便的改變液位、壓力、溫度等的上限、下限。</p><p>　　（3）提高鍋爐的熱效率。由于工業(yè)鍋爐耗煤量大，燃燒熱效率每提高1％都會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。而采用PLC控制后熱效率可比以前提高5%-10%。</p><p>　　（4）鍋爐系統(tǒng)中包含鼓風機、引風機、給水泵等大功率電動機，由于鍋爐本身特性和選型的因素，這些風機大

37、部分時間里是不會滿負荷輸出的，原有方式采用閥門和擋板控制流量，浪費非常嚴重。通過對風機、水泵進行微機控制可以平均節(jié)電達到30%—40%。</p><p>　?。?）作為鍋爐控制裝置，其主要任務是保證鍋爐的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行，減輕操作人員的勞動強度。在采用計算機控制的鍋爐控制系統(tǒng)中，有十分周到的安全機制，可以設置多點聲光報警和自動連鎖停爐。杜絕由于人為疏忽造成的重大事故。</p><p>

38、　　實現(xiàn)模糊溫度控制的方法有多種，可以用工控機作為模糊控制器，用熱電阻測量溫度；也可以用單片機作為模糊控制器，用熱電偶進行溫度測量。本文詳細列舉、說明了三種不同實現(xiàn)模糊溫度控制的方案，并分別畫出了其原理方框圖，對三種方案的優(yōu)缺點進行了對比，選出了最佳控制方案。</p><p><b>　　2.2.1 方案1</b></p><p><b>　　1. 硬件組成

39、</b></p><p>　　PLC、A/D轉(zhuǎn)換器、熱電阻、調(diào)節(jié)閥、燃油供應子系統(tǒng)。</p><p><b>　　2. 工作原理</b></p><p>　　在本系統(tǒng)中，由分立的熱電阻做測量工具，對溫度變量進行檢測，并輸出到A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換器將數(shù)據(jù)進行A/D轉(zhuǎn)換后輸出到PLC。PLC根據(jù)給定量與測量量的偏差進行模糊運算，得出

40、模糊輸出量，控制調(diào)節(jié)閥。調(diào)節(jié)閥根據(jù)PLC的輸出量自動的調(diào)節(jié)進入燃燒爐內(nèi)的燃氣，從而起到了調(diào)節(jié)溫度的目的。LED顯示器用于實時顯示測量的溫度，燃油供應子系統(tǒng)起到了供應燃油的作用。</p><p><b>　　3. 系統(tǒng)原理框圖</b></p><p>　　圖2.1 方案1的原理框圖</p><p><b>　　2.2.2 方案2<

41、/b></p><p><b>　　1. 硬件組成</b></p><p>　　89C2051單片機、A/D轉(zhuǎn)換器、集成的熱電偶溫度變送器、固態(tài)繼電器、大功率發(fā)熱器和LED顯示器。</p><p><b>　　2. 工作原理</b></p><p>　　本系統(tǒng)由集成的熱電偶變送器檢測溫度，并完

42、成信號標準化和變送的功能。單片機執(zhí)行模糊控制的功能，由固態(tài)繼電器控制大功率發(fā)熱器電源的導通與斷開，從而達到控制溫度的目的。</p><p><b>　　3. 系統(tǒng)原理框圖</b></p><p>　　圖2.2 方案2的原理框圖</p><p>　　該系統(tǒng)硬件系統(tǒng)完全，但系統(tǒng)的運算與控制必須靠軟件支持，本控制系統(tǒng)采用的是控制，由于模糊控制量的求取

43、是采用查表法，因此軟件程序較簡單。</p><p>　　2.2.3 方案3</p><p><b>　　1. 硬件組成</b></p><p>　　工控機、集成的熱電偶溫度變送器、A/D轉(zhuǎn)換器、調(diào)節(jié)閥、燃料供應子系統(tǒng)和LCD顯示器。</p><p><b>　　2. 工作原理</b></p&

44、gt;<p>　　在本系統(tǒng)中，先由工控機輸出波形（此波形為理想控制過程），經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換后輸入到工控機，作為給定量（給定量是變化的）。熱電偶溫度變送器作為測量工具，對溫度變量進行檢測，并輸出到A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換后輸出到工控機。工控機利用模糊算法，根據(jù)給定量與被測量的偏差進行模糊運算，得出模糊輸出量，控制調(diào)節(jié)閥的開啟程度，自動的調(diào)節(jié)進入燃燒爐內(nèi)的燃氣，從而起到了調(diào)節(jié)出水溫度的目的。LED顯示器用于實時的顯示測量的溫度，

45、燃油供應子系統(tǒng)用于供應燃油。</p><p><b>　　3. 系統(tǒng)原理框圖</b></p><p>　　圖2.3 方案3的原理框圖</p><p>　　2.3 方案分析與制定</p><p>　　經(jīng)過上述的方案分析得到了鍋爐自動控制的方案：整體利用模糊控制的原理，并且在硬件方面緊密結合，在溫度與壓力控制方面主要應用自動

46、控制原理。</p><p><b>　　1. 處理器</b></p><p>　　每個方案都采用了不同的處理器，方案1用PLC為模糊控制器，在進行A/D、D/A轉(zhuǎn)換和LED顯示時出現(xiàn)許多難題，如引腳不夠用，數(shù)據(jù)并行輸入輸出困難（可以通過外部加入模擬輸入模塊來解決，但價格昂貴）、及內(nèi)部編程復雜等諸多不便。而方案2和方案3采用了單片機及工控機，能夠很好的解決上述問題。&l

47、t;/p><p><b>　　2. 測量元件</b></p><p>　　方案1采用的是分立的熱電阻，在測量精度及抗干擾性等方面都不能滿足要求。而方案2、3采用的是集成的熱電偶溫度變送器，具有冷端溫度補償、零點調(diào)整、零點遷移、量程調(diào)整以及線性化等功能。只要稍許的調(diào)整變送器即可很好的完成任務。</p><p><b>　　3. 顯示器<

48、;/b></p><p>　　方案1和方案2采用了價格便宜的LED顯示器，而方案3采用了相對昂貴的LCD顯示器。雖然LCD顯示器在顯示方面有其優(yōu)越性，可以多行顯示、文本顯示。但本系統(tǒng)中只要求實時顯示溫度即可，所以LED顯示器是一個不錯的選擇。</p><p><b>　　4. 能量供應</b></p><p>　　方案1和3采用燃料作為能

49、量供應，而方案2采用電能。方案1與方案3要考慮多方面的影響。如燃油的燃燒效率問題（通過采樣油爐排氣口的氧氣濃度完成），即要檢測的變量有兩個，爐內(nèi)溫度和排氣口的氧氣含量。而方案2可以減少裝配燃油子系統(tǒng)所用的成本，只有一個檢測量，減小了運算難度，還可以省去因為燃料的燃燒所造成的大氣污染，保護環(huán)境。</p><p>　　綜上所述：方案2是無論是從經(jīng)濟方面、科學性還是從實現(xiàn)的容易程度、環(huán)境保護上都優(yōu)于其它兩個方案，不失為

50、最佳的選擇。方案2在實行控制的時候不像其它方案采用D/A轉(zhuǎn)換后再控制調(diào)節(jié)閥的方法，而是直接外接一個固態(tài)繼電器，通過內(nèi)部改變定時器的中斷時間來調(diào)節(jié)一個周期內(nèi)電子開關的導通和斷開時間。這樣既節(jié)省了材料也可以很大程度上減少硬件電路的結構。</p><p>　　圖2.4 鍋爐控制系統(tǒng)的流程圖</p><p>　　第三章 系統(tǒng)硬件分析與設計</p><p>　　方案2在實行控

51、制的時候不像其它方案采用D/A轉(zhuǎn)換后再控制調(diào)節(jié)閥的方法，而是直接外接一個固態(tài)繼電器，通過內(nèi)部改變定時器的中斷時間來調(diào)節(jié)一個周期內(nèi)電子開關的導通和斷開時間。這樣既節(jié)省了材料也可以很大程度上減少硬件電路的結構。所以本設計選用單片機控制。</p><p>　　3.1 STC89C51單片機及外圍芯片介紹</p><p>　　3.1.1 STC89C51單片機介紹</p><

52、p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器[4]的低電壓存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory），而且是高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存AT89C51單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 它具有以下特性：與MCS-51 兼容，4K字節(jié)可編程閃爍存儲器，壽命：1000萬

53、次寫/擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時間：10年，全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz，三級程序存儲器鎖定，128×8位內(nèi)部RAM，32條可編程I/O線，兩個16位定時器/計數(shù)器，5個中斷源，可編程串行通道，低功耗的閑置和掉電模式，片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。</p><p>　　圖3.1 51系列單片機最小系統(tǒng)</p><p><b>　　管腳的說明： </b></p>

54、;<p>　　P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8 個TTL門電流。當P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。 </p><p>　　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4個TTL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

55、為第八位地址接收。 </p><p>　　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，并且作為輸入。 </p><p>　　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

56、平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 </p><p><b>　　RST：復位輸入。</b></p><p>　　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低位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取址期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部

57、數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 </p><p>　　/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間使用外部程序存儲器（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，此期間使用內(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）。 ?</p><p>　　XTAL1

58、：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 </p><p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p><p>　　3.1.2串口RS232芯片接口電路</p><p>　　RS232是美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）正式公布的，在異步串行通信中應用最廣泛的標準總線。它適用于終端設備（DTE）和數(shù)據(jù)通信設備（DCE）之間的接口。最高數(shù)據(jù)傳送速率可達19.2kB

59、ps，最長傳送電纜可達到15米。RS232標準的電平采用負邏輯，規(guī)定+3V～+15V之間的任意電平為邏輯0,-3V～-15V之間的任意電平為邏輯1。RS232標準定義了25根引線，對于雙向通信，使用了串行輸入RXD，串行輸出TXD和地線GND。但是在接口電路和計算機接口芯片中大都是TTL/CMOS電平，所以在通信時，必須進行電平轉(zhuǎn)換，以便與RS232標準的電平匹配。MAX232芯片可以實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。</p><p&g

60、t;　　MAX232芯片是MAXIM公司生產(chǎn)的低功耗，單電源雙RS232發(fā)送/接受器。MAX232C芯片內(nèi)部有一個電源電壓變換器，可以把輸入的+5V電源變換為RS232輸出電平所需要的±10V電壓，因此采用該芯片接口的串行通信系統(tǒng)只要單一的+5V電源即可。MAX232C外圍電路需要4個電解電容C1，C2，C3，C4，它們是內(nèi)部電源轉(zhuǎn)換所需電容，其取值均為1μF/16V，選用鉭電容并且應盡量靠近芯片。C5為0.1μF的去耦電容。

61、MAX232C的引腳T1OUT，T2OUT，R1IN，R2IN為接RS232C電平的引腳，引腳T1IN，T2IN，R1OUT，R2OUT為接TTL/CMOS電平的引腳，因此TTL/CMOS電平的T1IN，T2IN引腳應接MCS51的串行發(fā)送引腳TXD。與之對應的RS232C電平的T1OUT，T2OUT應接PC機的接收端RD。R1OUT，R2OUT應接MCS51的串行接收引腳RXD。R1IN，R2IN應接PC機的發(fā)送端TD。</p&

62、gt;<p>　　電路中選用其中的一路發(fā)送/接收，R1OUT接MCS51的RXD，T1IN接MCS51的TXD，DB-9連接器直接接到PC機上。采用MAX232接口電路如圖3.5所示：</p><p>　　圖3.2串口RS232芯片接口電路</p><p>　　3.1.3 數(shù)碼管的顯示設計</p><p>　　數(shù)碼管也稱LED數(shù)碼管，可以根據(jù)段數(shù)的不同

63、有八段和七段LED數(shù)碼管之分，他們的區(qū)別在于，八段要比七段LED數(shù)碼管多增加了一個發(fā)光二極管，這個發(fā)光二極管則是用于小數(shù)點的顯示。</p><p>　　數(shù)碼管按公共端的連接方有共陰極和共陽極之分。如果把數(shù)碼管的發(fā)光二極管中的陽極連接在一起，構成了公共的陽極端，再把它接到5V的電源上，于是就構成了共陽數(shù)碼管。要想對其中的某個字段點亮，就需要把該字段對應的發(fā)光二極管的陰極傳送低電平，否則該字段將不會被點亮。如果把數(shù)碼

64、管的發(fā)光二極管中的陰極連接在一起，構成了公共的陰極端，再把它接到GND端，于是就構成了共陰數(shù)碼管。要想對其中的某個字段點亮，就需要把該字段對應的發(fā)光二極管的陽極傳送高電平，否則該字段將不會被點亮。 </p><p>　　LED上顯示的數(shù)字，先把數(shù)字轉(zhuǎn)換成相應的段碼。因為電路接法不同，因此LED顯示器形成的段碼也不同，把顯示數(shù)字轉(zhuǎn)換成段碼的過程可通過硬件譯碼或軟件譯碼來實現(xiàn)。若要顯示多位數(shù)字時，采用硬件譯碼需要很

65、多的硬件譯碼器，無論是從儀表還是從儀表的耗電量來說都是不合適的。因此，設計中采用軟件譯碼的多位LED掃描顯示接口電路。設計思想是預先在內(nèi)存中存貯一張七位LED段碼表，根據(jù)需要顯示的數(shù)字去查表取的相應的段碼，然后將段碼加到七段LED的驅(qū)動器上即可顯示出字符。顯示過程是，采用掃描的方法控制某位LED被點亮，先從最后一位LED開始點亮，逐位左移，直到最后一個LED顯示完畢。圖3.4為串入并出移位寄存器74HC164擴展的6個8位并行輸出口。其

66、中74HC164為8位串入并出移位寄存器，可級聯(lián)使用。CLK為同步時鐘輸入端，AQ～HQ為并行數(shù)據(jù)輸出端，A，B為串行數(shù)據(jù)輸入端。要注意圖中數(shù)位和數(shù)據(jù)輸出的順序。輸出的8×6個數(shù)據(jù)位，低位在先，高位在后，輸出的6個數(shù)據(jù)Data1～Data6,Data1在最遠端。</p><p>　　圖3.3數(shù)碼管的顯示設計</p><p>　　3.1.4 溫度傳感器與報警電路的設計</p&

67、gt;<p>　　本系統(tǒng)溫度傳感器選用DS1820。</p><p>　　蜂鳴器報警電路及LED發(fā)光二極管報警電路如圖3.14所示：</p><p>　　圖3.4 蜂鳴器報警電路 圖3.5 發(fā)光二極管報警電路</p><p>　　LED是個近似于恒壓元件，導通時的工作電流通常在10～20mA左右，正向壓降

68、一般為1.6V或2.4V左右，反向擊穿電壓一般大于等于5V，因此電路中需串聯(lián)限流電阻。該系統(tǒng)如果正常工作時，單片機驅(qū)動綠色的LED二極管發(fā)光，當超過指定的上限值或者低于指定的下限值，則驅(qū)動紅色LED二極管發(fā)光,同時單片機驅(qū)動蜂鳴器報警。蜂鳴器的工作電流一般為30mA，需要串聯(lián)限流電阻。</p><p>　　3.2 區(qū)域供暖系統(tǒng)設計</p><p>　　3.2.1 燃燒控制系統(tǒng)</p&

69、gt;<p>　　1. 燃煤控制系統(tǒng)概述</p><p>　　鍋爐生產(chǎn)燃燒系統(tǒng)自動控制的基本任務，是使燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量，適應蒸汽負荷的需要，同時還要保證經(jīng)濟燃燒和鍋爐的安全運行。具體控制任務可概括為三個方面。</p><p>　　（1） 穩(wěn)定蒸汽母管的壓力</p><p>　　維持蒸汽母管蒸汽壓力不變，這是燃燒過程自動控制的第一項任務。如果蒸汽壓力

70、變了就表示鍋爐的蒸汽生產(chǎn)量與負荷設備的蒸汽消耗量不相適應，因此，必須改變?nèi)剂系墓?，以改變鍋爐的燃燒發(fā)熱量，從而改變鍋爐的蒸發(fā)量，恢復蒸汽母管壓力為額定值。這項控制任務就稱為汽壓控制或熱負荷控制。此外，保持汽壓在一定范圍內(nèi)，也是保證鍋爐和各個負荷設備正常工作的必要條件。穩(wěn)定蒸汽母管的壓力，對于單獨運行的鍋爐相對來說要簡單些，對于并列運行的鍋爐，在一母管上同時有幾臺鍋爐，因而保持母管蒸汽壓力不變，還必須解決好幾臺并列運行鍋爐之間的負荷分

71、配問題。</p><p>　?。?） 維持鍋爐燃燒的最佳狀態(tài)和經(jīng)濟性</p><p>　　維護鍋爐燃燒過程的最佳狀態(tài)和經(jīng)濟性是鍋爐燃燒過程自動控制的第二項任務。燃燒的經(jīng)濟性指標難于直接測量，常用鍋爐煙氣中的含氧量，或者燃料量與送風量的比值來表示。如果能夠恰當?shù)乇３秩剂狭颗c空氣量的正確比值，就能達到最小的熱量損失和最大的燃燒效率。反之，如果比值不當，空氣不足，結果導致燃料的不完全燃燒，當大部

72、分燃料不能完全燃燒時，熱量損失直線上升;如果空氣過多，就會使大量的熱量損失在煙氣之中，使燃燒效率降低。一般說來，對燃煤鍋爐，在煙氣保持的10%氧或40%的過?？諝馐亲詈线m的，這樣熱損失最小。</p><p>　　（3） 維持爐膛負壓在一定范圍</p><p>　　爐膛負壓的變化，反映了引風量與送風量的不相適應。通常要求爐膛負壓保持在50-100Pa的范圍內(nèi)。這時燃燒工況，鍋爐房工作條件，爐

73、子的維護及安全運行都最有利。如果爐膛負壓太小，爐膛容易向外噴火，既影響環(huán)境衛(wèi)生，又可能危及設備與操作人員的安全。負壓太大，爐膛漏風量增大，增加引風機的電耗和煙氣帶走的熱量損。因此，需要維持爐膛壓力在一定的范圍之內(nèi)。這三項控制任務是相互關聯(lián)的，它們可以通過控制燃料量、送風量和引風量來完成，對于燃燒過程自動控制系統(tǒng)的要求是：在負荷穩(wěn)定時，應使燃料量、送風量和引風量各自保持不變，及時地補償系統(tǒng)的內(nèi)部擾動，這些內(nèi)部擾動包括燃料的質(zhì)量變化，以及電

74、網(wǎng)頻率變化引起的燃料量、送風量和引風量的變化等。在負荷變化的外擾作用時，則應使燃料量、送風量和引風量成比例的改變，既要適應負荷的要求，又要使三個被控量：蒸汽母管壓力、爐膛負壓和燃燒經(jīng)濟性指標保持在允許范圍內(nèi)。</p><p>　　綜上分析，使燃料量與空氣量之間保持一定的比值關系，是確保經(jīng)濟燃燒的根本問題。這就需要正確地測量燃料量和空氣量。</p><p>　　由于本設計針對中小型鍋爐，考慮

75、到實際應用中造價等問題，此設計將不對燃燒狀況進行檢測，風煤比通過經(jīng)驗進行設置。</p><p>　　圖3.6鍋爐壓力控制</p><p>　　通過對蒸汽壓力的檢測，判斷對爐排變頻器和鼓風變頻器的輸出（對爐排變頻器和鼓風變頻器輸出大小關系便是風煤比，此值通過經(jīng)驗和對現(xiàn)場運行是進行調(diào)整），當蒸汽壓力變小時，PLC將提高對爐排和給煤變頻器的輸出值，加大給煤和鼓風量，增加鍋爐的輸出功率；相反當蒸汽

76、壓力增大時，PLC將減小對變頻器的輸出值。當只對蒸汽壓力進行檢測控制時，由于對對象的檢測時蒸汽壓力已經(jīng)有了變化，所以蒸汽壓力會有比較大的擾動。而通過將蒸汽流量信號引入，作為前饋信號，當蒸汽流量加大時，提前對爐排和鼓風變頻器提高輸出值，鍋爐動作時間將比只對蒸汽壓力進行控制時大大縮短，蒸汽壓力的波動將有很大的改觀。由于在實際的調(diào)節(jié)過程中阻力等其他原因，給煤量和鼓風量可能與PLC的輸出值有較大的差別，本設計還對爐排進給速度和鼓風量信號引回作為

77、反饋信號，形成一個閉環(huán)控制回路，直接測量其輸出值并做出相應的調(diào)整，減小控制過程的誤差。</p><p>　　2. 燃料量控制系統(tǒng)</p><p>　　從汽壓對象動態(tài)特性可知，它們都近似單容對象，是一個易控對象，但是考慮到大型單元機組容量大，各部分之間聯(lián)系密切，相互影響很大，尤其是燃料品種的多變，投入燃料供給裝置的臺數(shù)不同等因素對系統(tǒng)的影響，因此一般需要單獨設計一個燃料量控制系統(tǒng)。如下圖1-

78、7用鍋爐跟蹤方式時燃料量串極控制系統(tǒng)的方框圖。為了改善“爐跟機”的控制效果，圖中采用了帶有動態(tài)補償器的蒸汽流量前饋信號。</p><p>　　圖3.7 燃料量控制系統(tǒng)</p><p>　　3.2.2 送風量控制系統(tǒng)</p><p>　　為了使鍋爐適應負荷的變化，必須同時改變送風量和燃料量。恰能滿足完全燃燒所需的空氣量只取決于燃料的元素分析，稱為理論空氣量。一般實際送

79、風量都比理論空氣量大一些，用過量空氣系數(shù)α來衡量，有時又稱作空燃比。送風控制系統(tǒng)的最終任務是達到最高的鍋爐熱效率。但熱效率不能直接測量，因此通常采用間接的方法達到目的。根據(jù)不同的測量方法可以構成不同的系統(tǒng)。通常采用以下方案：</p><p>　　圖3.8 送風量控制系統(tǒng)</p><p>　　圖2.7所示為燃料量-空氣系統(tǒng)。此系統(tǒng)實現(xiàn)簡單，而且無論發(fā)生負荷變化還是燃料側(cè)的擾動，都能滿足空氣量

80、和燃料量之比要求。但由于給煤量難以測量，往往需要采取其它措施才能實現(xiàn)。</p><p>　　3.2.3 出口溫度控制系統(tǒng)</p><p>　　溫度傳感器主要有熱電阻傳感器和熱電偶等幾種類型：</p><p><b>　　1.熱電阻</b></p><p>　　熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測器。它的主要特點是測量精度

81、高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱是阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應用于工業(yè)測溫，而且被制成標準的基準儀。</p><p><b>　　2.熱電偶</b></p><p>　　熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一，熱電偶工作原理是基于賽貝克(setback)效應,即兩種不同成分的導體兩端連接成回路，如兩連接端溫度不同，則在回路內(nèi)產(chǎn)生熱電流的物理現(xiàn)象。</p>

82、<p>　　(1) 熱電偶測溫基本原理</p><p>　　將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來，構成一個閉合回路，如圖所示。當導體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。</p><p>　　(2) 熱電偶的種類及結構形成</p><p>　

83、　常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。所調(diào)用標準熱電偶是指國家標準規(guī)定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標準分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標準化熱電偶，一般也沒有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。</p><p>　　標準化熱電偶我國從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產(chǎn)，并指定S、B、E、K、R、J、

84、T七種標準化熱電偶為我國統(tǒng)一設計型熱電偶。</p><p>　　由于爐膛溫度過高超過千度，所以我們選用熱電偶作為我們的爐膛溫度傳感器。</p><p>　　3.2.4 鍋爐水位控制系統(tǒng)</p><p>　　鍋爐水位測量常用的方式主要有兩種:電接點式水位計、差壓式水位計。</p><p><b>　　1. 電接點水位計</b&g

85、t;</p><p>　　下圖是電接點水位計的原理示意圖。電接點水位計是通過連通管直接測量汽包水位，利用水與蒸汽的電導率差別大的特性把測得的水位離散化后遠傳指示水位。</p><p>　　圖3.9 電接點水位計原理圖</p><p>　　從理論上來看，測量筒適當大一點，接點分布密一點，對監(jiān)視是有利的。考慮安全、經(jīng)濟性和滿足最低監(jiān)視要求的平衡關系，通常測量筒的外徑為中

86、76mm或中89mm，沿測量筒的軸向間距巧一50mm交錯布置，電接點水位計具有就地水位計相同的測量特性，在后面的討論中將把它們歸為一類。但是如果水位計汽水臨界阻值設置不當可造成附加誤差;電接點水位計指示水位是不連續(xù)的，有指示盲區(qū)，一般不用于連續(xù)調(diào)節(jié)。由于電極的存在，電接點水位計測量的可靠性降低了，體現(xiàn)如下:</p><p>　　(1)當電接點筒體內(nèi)水比較“臟”時，在輕微狀況下接點反應滯后;嚴重時接點經(jīng)常掛水珠或檢

87、測部分接觸不到水，造成某些點長期指示“有水”或有些點長期指示“無水”。</p><p>　　(2)電極在測量筒內(nèi)與水、汽的長期電化學反應，造成接點極化，接點極化后將長期指示該點“有水”。</p><p>　　(3)電極在測量筒內(nèi)與水、汽的長期電化學反應造成電極絕緣體兩側(cè)金屬損失，密封面遭到破壞導致電極泄漏?？s短電極更換周期降低了電極座子安裝螺紋的壽命，安裝螺紋的破壞造成電極密封不良導致電極

88、泄露。</p><p>　　(4)電極的存在強化了測量筒體的散熱，因此對測量部分的保溫要求更高。在保溫不良情況下，測量誤差比就地水位計更大，受環(huán)境溫度影響更大。</p><p><b>　　2. 差壓式水位計</b></p><p>　　差壓式水位計是采用平衡容器，將水位的變化轉(zhuǎn)換為壓差的變化來進行測量的。最常用的有單室平衡容器和雙室平衡容器，

89、由于參比水柱的溫度要比汽包內(nèi)的飽和水溫度要低得多，為了保證測量盡量準確，在平衡容器的結構上，儀控工程師想出了很多補償辦法，最常用的如圖3-2，也有一些特殊的結構如三室平衡容器等在生產(chǎn)實踐中應用過。</p><p>　　圖3.10 差壓水位檢測原理簡圖</p><p>　　要通過差壓轉(zhuǎn)換方式準確測量鍋爐汽包水位，必須進行溫度或壓力補償。隨著熱控技術的發(fā)展進步，現(xiàn)在的變送器、運算單元(運算器、

90、DCS、PLC等)的測量精確度、可靠性、穩(wěn)定性都達到了非常高的程度，補償計算不再是技術難題，因此近來大型鍋爐汽包水位測量最常采用的測量筒的結構簡單，加工容易，可靠性更高的單室平衡容器。加上汽包壓力補償后，獲得了較高的測量精確度。</p><p>　　由于本設計為一全自動控制系統(tǒng)，需要精確測量鍋爐的水位來控制供水量的大小。連通式水位測量不能應用于自動控制系統(tǒng)，電接點式水位測量方法不能精確測量水位值，采用此控制方案，

91、水泵的啟停次數(shù)頻繁，不適用于變頻控制系統(tǒng)，因此應選用差壓式水位檢測。</p><p>　　第四章 系統(tǒng)的軟件設計</p><p>　　4. 1 單片機源程序設計</p><p>　　本設計采用STC89C51單片機，單片機與系統(tǒng)的相關軟件設計的流程圖如下：</p><p>　　圖4.1 單片機與系統(tǒng)的相關軟件設計的流程圖</p>

92、<p>　　AT89C51匯編源程序如下：</p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　AJMP MAIN</p><p>　　ORG 0003h</p><p>　　AJMP MAIN</p><p>　　ORG 000bh</p><

93、;p>　　AJMP MAIN</p><p>　　ORG 0013h</p><p>　　AJMP MAIN</p><p>　　ORG 001bh</p><p>　　AJMP MAIN</p><p>　　ORG 0023H </p><

94、p>　　AJMP MAIN</p><p>　　ORG 0030H</p><p>　　MAIN: CLR p3.6</p><p>　　MOV p0,#0ffh</p><p>　　ACALL QL;</p><p>　　MOV 3BH ,#95</p>

95、;<p>　　MAIN1: MOV 3bh,#95</p><p>　　ACALL SHUICPM ;水位檢測子程序</p><p>　　ACALL BAOJING ;報警子程序</p><p>　　ACALL DELAY2</p><p>　　AJMP MAIN1; </

96、p><p>　　BBB1: MOV A,37H</p><p>　　ADD A,#10</p><p>　　CLR C</p><p>　　SUBB A,3BH</p><p>　　JNC OK2;</p><p>　　CLR P2

97、.1; </p><p>　　MOV A,37H</p><p>　　ADD A,#20</p><p>　　CLR C</p><p>　　SUBB A,3BH</p><p>　　JNC OK2</p><p>　　CLR P2.1

98、; </p><p>　　SETB 20H.0</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　OK2: CLR 20H.0</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　4.2 數(shù)碼管的顯示</p>&

99、lt;p>　　函數(shù)是用P1口來是對數(shù)碼管陣列的選擇，主要采用動態(tài)數(shù)碼管選擇，隨后要將DS18B20驅(qū)動中轉(zhuǎn)化好的ASCII碼存放到P2口之中。在TempArray中存放好的是轉(zhuǎn)換好的ASCII碼值。此前在DS18B20驅(qū)動中己經(jīng)實現(xiàn)上述過程。當對寫入P2口時要用過寫入兩次，先寫個位，后寫十位。</p><p>　　數(shù)碼管動態(tài)顯示流程圖如下：</p><p>　　圖4.2數(shù)碼管動態(tài)顯示

100、流程圖</p><p>　　顯示程序采用簡潔實用的C語言：</p><p>　　unsigned char Array[12]={0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xFB, 0x80, 0x90, 0x7F, 0xFF}； </p><p>　　void LedDisplay(unsigned char m)&l

101、t;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　while (m--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Pl=Oxff-0x08;</p><p>　　P2=Array[TempArray [1]];</p><p&g

102、t;　　delay (3);</p><p>　　P1=Oxff-0x04; </p><p>　　P2=Array[TempArray [0]]; </p><p>　　delay (3);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　4.3 本系統(tǒng)中串口通信的流程分析<

103、/p><p>　　本系統(tǒng)中串口通信的流程圖如下面所示:</p><p>　　圖4.3 系統(tǒng)串口通信流程圖</p><p>　　4.3.1初始化的設定</p><p>　　#inelude(rg51.h)</p><p>　　Unsigned char tug=0;</p><p>　　Unsigne

104、d char tugl=0；</p><p>　　Void main()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　Td=0x20; </b></p><p>　　TR1=1; </p><p><b>　　TLI=0xfd；<

105、/b></p><p><b>　　THI=0xfd;</b></p><p>　　REN=l； </p><p>　　EA=1; </p><p><b>　　ES=1;</b></p><p><b>　　SM0=0;</b&

106、gt;</p><p>　　SM1=1; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　4.3.2串口發(fā)送程序</p><p>　　將要發(fā)送給上位機的數(shù)據(jù)存放在tug中。當要執(zhí)行Stug=tug時，tug中的內(nèi)容就會發(fā)送到上位機中,Stug代表著緩存的地址,因此上位機的終端中就可以收到串口數(shù)據(jù)

107、。需要注意的是要在發(fā)送數(shù)據(jù)之前要關中斷,如果此時不關閉中斷的話,將會導致后面的中斷線程和串口發(fā)送程序同時工作，將會導致數(shù)據(jù)不能發(fā)送至上位機上。</p><p>　　該部分的程序代碼如下:</p><p><b>　　While ( )</b></p><p><b>　　{</b></p><p>

108、　　If (tug==1)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　ES=0; </b></p><p><b>　　tug=0;</b></p><p><b>　　Stug=tug;</b></p><p

109、>　　While(!Ti); </p><p><b>　　ES=1;</b></p><p><b>　　Ti=0; </b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>

110、<b>　　第五章 結束語</b></p><p>　　基于模糊控制的區(qū)域供暖控制系統(tǒng)，利用溫度傳感變送器，將采樣到的溫度信號輸入到單片機中，再由單片機作為模糊控制器，根據(jù)測量溫度與設定溫度的差值和模糊算法生成控制信號，控制電爐的通電與斷電。整個系統(tǒng)結構緊湊、所用芯片少、控制精度高。在鍵盤、A/D轉(zhuǎn)換、顯示電路上都采用了串行方式，從而減小了單片機口線的使用，也使使用口線小的單片機成為可能，減

111、小了成本開支；電源電路雖未采用流行的開關穩(wěn)壓電源，但也經(jīng)濟實惠，性能穩(wěn)定。</p><p>　　在軟件上，基于模糊算法的溫度控制系統(tǒng)采用了經(jīng)典的模糊算法，從某個角度上說這種算法優(yōu)于傳統(tǒng)的控制算法，有更穩(wěn)定、控制精度更高等優(yōu)點，而控制量的輸出上采用了模擬的PWM變換，免去了一級D/A轉(zhuǎn)換器，減小了成本，且簡單易行。在程序的編寫過程中特別注意了人機的交互性及各種功能的實現(xiàn)，如鍵盤控制管理程序和模糊運算程序都是經(jīng)過深思

112、熟慮而精心設計，使系統(tǒng)的操作界面更容易讓人理解，同時使用鍵盤輸入控制溫度，雖然一定程度上增加了程序的復雜性，但同時也使系統(tǒng)的溫度更容易設定；加了，使系統(tǒng)能夠在掉電重啟動后繼續(xù)完成加熱。</p><p>　　很顯然，基于模糊算法的溫度控制系統(tǒng)能夠滿足一般溫度控制系統(tǒng)的要求，其有著控制精度高、算法簡單、成本低的優(yōu)點，有著很大的市場前景。當然，如果在其中加入更高級的算法，如模糊PID等，再將壓力等參數(shù)考慮到系統(tǒng)中，且控