毕业设计 - 基于单片机的供暖锅炉控制系统的设计（含外文翻译）

摘要

本系统是基于单片机的水暖锅炉控制，在设计中主要有水位检测、温度检测、压力检测、按键控制、水温控制、水位控制、循环控制、压力控制、显示部分、故障报警等几部分组成来实现供暖控制。主要用水位传感器检测水位，用数字温度传感器DS18B20来检测水温，用五个控制按键来实现按健控制，用三位LED显示器来完成显示部分，用变频器来控制循环泵的转速，用压力传感器检测锅炉内部压力。并且通过模数转换把这些信号送入单片机中。把这些信号与单片机中内部设定的值相比，以判断单片机是否需要进行相应的操作，即是否需要打开鼓风机，是否需要开启补水泵，是否需要加快循环泵的转速等操作，从而实现单片机自动控制的目的。本设计用单片机控制易于实现锅炉供暖、而且有造价低、程序易于调试、一部分出现故障不会影响其他部分的工作、维修方便、等优点。

关键词： 单片机（AT89C51），传感器，水位,温度，循环,自动控制

Based SCM design of heating boiler controlled syetem Abstract:The systemic design bases controller of CMS water heating of

a boiler , it mostly makes up of measuring water level ,measuring a water temperature ,controlling a keys-press ,controlling a water

temperature ,controlling water level ,controlling circulate ,controlling pressure ,showing a part ,giving an alarm order to realize heating controller ,the design adopts Single-Chip Microcomputer to control boiler heating .It mostly uses a temperature sensor DS18B20 to measure water temperature ,uses water level sensor to measure water level , uses a transducer to control cycle pump’s rotate speed ,uses five keys-press to control key-press ,uses three light-emitting diodes display to finish a display parts ,uses a transducer to control rotate speed of cycle pump ,uses a press transducer to measure press in the boiler .It sends those signals to SCM through modulus ,and hold those signals to compare with enactment in the SCM to judge whether SCM need to carry through relevant operation namely ,whether it needs to open a fan ,whether it needs to turn on a water pump ,whether it needs to quicken rotate speed of a cycle pump and so on .Consequently ,it finishes an aim of SCM

auto-controller .The design makes use of the SCM to control boiler which is easy to realize boiler heating ,it is cheap to manufacture ,it is easy to debug its procedure .When a part is in trouble ,it does not infect others and it is convenience to mend ,it is widely to use many of areas.

Keywords: Single-Chip Microcomputer, transducer ,water level ,water

temperature , Auto-control

目录

1、 绪论 ............................................................ 4 2、系统总体方案 ..................................................... 4 2.1、系统框图 ..................................................... 4 2.2、系统具体实现方案 ............................................. 4 3、系统硬件设计 ..................................................... 5 3.1、单片机的配臵 ................................................. 5 3.2、温度传感器 ................................................... 5 3.3、显示部分 ..................................................... 7 3.4、变频器 ....................................................... 7 3.5、水位传感器 ................................................... 7 3.6、A/D转换器 ................................................... 8 4、系统的具体设计与实现 ............................................. 8 4.1、系统的总体原理图 ............................................. 8 4.2、单片机控制系统的流程图 ....................................... 8 4.3、电源电路 ..................................................... 9 4.4、温度控制系统 ................................................ 10 4.5、循环泵控制部分 .............................................. 11 4.6、水位控制系统 ................................................ 11 4.7、压力控制系统 ................................................ 12 4.8、键盘部分 .................................................... 13 4.9、驱动部分电路 ................................................ 13 4.10、显示部分电路 ............................................... 13 4.11、自动报警电路 ............................................... 13 4.12、单片机标志及按键功能 ....................................... 14 5、 结束语 ......................................................... 14 参考文献 ........................................................... 14 附页 ............................................................... 16

1 绪论

传统的控制方式不能进行远距离的集中控制，自动化程度低，调节精度差等缺点，且单靠人工操作已不能适应，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,而且系统稳定性差等缺点。

使用单片机实现供暖锅炉温度控制，具有较高的实用价值和优越性等特点。采用低功耗数字温度传感器进行温度测控，可大大简化设计方案，系统性能也更稳定；采用光电测控水位，可有效保证水位的自动控制，保证水质无污染，能更好地对锅炉进行自动化控制；单片机不仅有体积小，安装方便，功能较齐全等优点，而且有很高的性价比，应用前景广，同时有助于发现可能存在的故障，通过微机实现燃烧与给水系统的自动控制与调节，将保证锅炉正常供气供暖，维持稳定系统，保证安全经济运行。

2 系统总体方案

2.1系统框图

本系统主要有水位检测、温度检测、按键控制、水温控制、水位控制、循环控制、显示部分、故障报警等几部分组成来实现供暖控制，系统框图如图1所示。

2.2系统具体实现方案

本系统采用单片机模块化来完成程序设计使程序易于编写、调试和修改；便于分工，从而可同时调试多个程序；程序可读性好；程序可进行局部修改，其他部分保持不变。这里采用51系列单片机AT89C51控制锅炉供暖，系统采用手动和自动两种。主要是单片机自动控制，设臵有手动/自动切换。包括温

图1系统框图 显示部分 按键调节部分 水位检测部分 温度检测部分 单 片 机 控 制 中 心 故障报警部分 温度控制部分 补水控制部分 循环控制部分 度控制、补水泵控制、循环泵控制、故障报警。

在温度控制部分，用数字温度传感器的值送入单片机与单片机内部设定值进行比较。在当温度低于给定温度1时，蒸汽阀打开给水加热；当温度低于给定温度2时，系统报警。

在补水部分，用水位传感器来检测水位，当锅炉汽包水位低于规定的最低水位时系统发出报警，指示灯亮，继电器线圈得电，电磁阀打开，水泵开始注水；炉内的水位到达或超过规定的最高水位时系统发出报警，指示灯亮，线圈失电，电磁阀闭合，停止注水。故障报警部分，当发生故障时指示灯亮，报警零响。

在循环控制部分当水温值在设定值内，则开启循环泵。当循环泵1出现故障时，报警系统报警，单片机接收到信号，备用的循环泵2开始代替循环泵1工作。

在故障报警部分，当温度控制部分、补水泵部分、循环泵部分出现故障时，报警系统报警。而且报警系统设臵的是声光报警，使维修人员容易区分哪部分出现了问题，以便及时维修。

3 系统硬件设计

本系统从经济性，电路结构，系统性能等多方面考虑。选用如下元器件，数字温度传感器DS18B20，单片机AT89C51，数码管显示，变频器，光敏三极管3DU。 3.1单片机的配臵

本系统选用ATMEL89C51系列单片机，由于它的模块化设计为适应具体的应用提供了极大的灵活性，便于扩展功能，有效的提高了系统的经济性。AT89C51是一种低工耗、高性能的片内含有4KB快闪可编程/擦除只读存储器的八位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存储编程器对程序存储器重复编程。 AT89C51具有以下特点：

*与MCS-51微控制器产品系列兼容。

*片内有4KB可在线重复编程的快闪擦写存储器。 *32条可编程I/O线。

*程序存储器具有三级加密保护。 *可编程全全双工串行通道。

*空闲状态维持低功耗和掉电状态保存存储内容。 *而且与87C51系列的引脚也完全兼容。 3.2温度传感器

本系统采用的是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传

感器DS18B20，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测度数，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9-12位的数字值读数方式。读出温度流程图如图2所示。 DS18B20的性能特点：

*独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通信；

*多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功能； *无须外部器件；

*可通过数据线供电，电压范围为3.0-5.5V； *零待机功耗；

*温度以9或12位数字量读出； *用户还可定义的非易失性温度报警设臵；

*报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件； *负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因为发热而烧毁，但不能正常工作。

DSl8B20的引脚如图3所示。此外DSl8B20数字温度计提供9位(二

进制)温度读数，指示器件的温度。信息经过单线接口送入DSl8B20或从DSl8B20送出，因此从主机CPU到DSl8B20仅需一条线(和地线)。DSl8B20的电源可以由数据线本身提供而不需要外部电源。因为每一个DSl8B20在出厂时已经给定了唯一的序号，因此任意多个DSl8B20可以存放在同一条单线总线上。这允许在许多不同的地方放臵温度敏感器

图3DS18B20引角图 结束 图2读温度子程序 移入温度暂存器 Y Y N CRC校验正确？ 9字节完？ N 读取操作，CRC校验 发跳过ROM命令 发读取温度命令 发DS18B20复位命令 件。DSl8B20的测量范围从-55摄氏度到+125摄氏度，增量值为0.5摄氏度，可在ls(典型值)内把温度变换成数字。每一个DSl8B20包括一个唯一的64位长的序号，该序号值存放在DSl8B20内部的ROM(只读存贮器)中。开始8位是产品类型编(DSl8B20编码均为10H)。接着的48位是每个器件唯一的序号。最后8位是前面56位的CRC(循环冗余校验)码。DSl8B20中还有用于存储测得的温度值的两

个8位存贮器RAM，编号为0号和1号。1号存贮器存放温度值的符号，如果温度为负(摄氏度)，则1号存贮器8位全为1，否则全为0。0号存贮器用于存放温度值的补码，LSB(最低位)的1表示0.5摄氏度。将存贮器中的二进制数求补再转换成十进制数并除以2就得到被测温度值(-55摄氏度-125摄氏度)。每只D518B20都可以设臵成两种供电方式，即数据总线供电方式和外部供电方式。采取数据总线供电方式可以节省一根导线，但完成温度测量的时间较长，采取外部供电方式则多用一根导线，但测量速度较快 。 3.3显示部分

在单片机系统中，通常用LED数码显示模块来显示各种数字或符号。由于它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、光电转换效能高、寿命长的特点，因此使用非常广泛。 3.4变频器

在本系统中我们选用ABB公司的ACS600变频器。ACS600变频器具有很宽的功率范围（2.2—3000kw）可以满足本设计的要求75kw和3kw，优良的速度控制和转矩控制，并具有完整的保护功能以及灵活的编程能力。 其重要特性如下：

* 无与伦比的电机速度及转矩控制，电机辨识运行及速度自我微调功能。 * 内臵 PID控制器，降低了您的投资成本。

* 工具软件对传动的全方位支持，ACS 600 SingleDrive能在几毫秒内测出电机的实际转速和状态，所以在任何状态下都能立即起动，无起动延时。 * 零转速下，不需速度反馈就能提供电机满转矩。

* ACS 600 SingleDrive能够提供可控且平稳的最大起动转矩，可达到200%的额定转矩。

* 不需特殊硬件的磁通制动模式可以提供最大的制动力矩。

* 在磁通优化模式下，电机磁通自动适应于不同的负载以提高效率同时降低电机的噪音，变频器和电机的总效率可提高 1%-10%。

* DTC 直接转矩控制，从零速开始不使用电机轴上的脉冲码盘反馈就可以实现电机速度和转矩的精确控制。

* 开环转矩阶跃上升时间小于 5毫秒，而不带速度传感器的磁通矢量控制变频器的开环转矩阶跃上升时间却多于100毫秒。 3.5水位传感器

用光敏三极管3DU来检测水位。

3.6 A/D转换器

采用常见的ADC0809。ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及与微型计算机兼容的控制逻辑的CMOS组件，其转换方法为逐次逼近型。在A/D转换器内部含有一个高阻抗斩波稳定比较器，一个带有模拟开关树组的256电阻分压器，以及一个逐次逼近型寄存器。8路的模拟开关由地址锁存器和译码器控制，可以在8个通道中任意访问一个通道的模拟信号。由于多路开关的地址输入部分能够进行锁存和译码，而且三态TTL输出也可以锁存，所以它易于与微型计算机接口直接相连。

4 系统的具体设计与实现

4.1系统的总体原理图

系统的总体原理图如图4所示。 4.2单片机控制系统的流程图

单片机控制系统模拟量处理子程序、温度控制部分子程序、循环系统控制子程序、补水泵选择子程序、故障诊断与报警处理。它的流程图如图5所示。

开始 状态及PID初始化 模拟量处理子程序 温度控制部分子程序 循环系统控制子程序 补水泵选择子程序 故障诊断与报警处理 图5控制流程图 Q1NPNQ2Q3LS1shuiweiyali 12345R810kR910k12345R1010k321shuiCON7d4DIODEyali CON7d5DIODEvccWDCGQCON3123R11kvccR54.7K321R21kR31kD1k1k2k3k4SW-PBSW-PBSW-PBSW-PBD2D3RXD10TXD113029X1RXE2SET1918C233pjz12MC139383736353433322122232425262728T1ETA0/VPINT1INT0123456781312151431vcc6543219171610kR4RDWRP10P11P12P13P14P15P16P17RXDALE/PTXDPSENP00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27U1at89c51SwcgqCON5R54.7KR54.7KC310uFFWEISW-PBR54.7KR54.7K33pvccvccvccvccvcc321321WDCGQCON4WDCGQCON3WDCGQCON2WDCGQCON1 321图4系统原理图

4.3电源电路

321系统工作电压为6V，电流1A。采用原边交流220V，副边12V的变压器，经桥式整流，1000UF电容滤波，7806稳压，可使电源满足求。其原理图如图6所示。

IN40071IC578066VMAX496B220V42C191000U/25VC201000U/25VC210.013

图6电源原理图

4.4温度控制系统

传感器是“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装臵”，它通常由敏感元件和转换元件组成。温度传感器DS18B20将检测到的温度数据由单片机的P1.8口送入。由单片机AT89C51进行运算，换算出测量温度，即水温。它与设定温度相比较，从而控制继电器的通断即（控制蒸汽电磁阀的通断）及报警系统的开闭。当水温高于设定温度时蒸汽阀关，水温刚低于设定温度时，蒸汽阀并不会立即导通，只有当水温底于设定温度1时，蒸汽阀才会导通，给水加热。若水温继续下降，低于设定温度2时，报警系统报警。温度控制部分。

将检测到的温度送到P1.5、P1.6、P1.7分别为室外温度、出水

返回 图8温度控制流程故障报警 Y 检测温度在设定值2？ N 开蒸汽阀 检测温度在设定值1？ Y N 开始

温度、回水温度。它们与设定温度相比较，从而控制继电器的通断即（控制蒸汽电磁阀的通断）及报警系统的开闭。系统框图如8所示。 4.5循环泵控制部分

本系统用两台循环，一台工作一台备用。循环泵部分的子程序部分当出水温度和回水温度在规定范围之内，开启循环泵1，有变频器控制。使锅炉内水循环达到供暖。当循环泵1出现故障时，用备用的循环泵2。循环泵1出现故障即是出水温度与回水温度的差值非常大即设定的最大温差时，循环泵故障报警，改用循环泵2来替代循环泵1工作。被替代的泵在循环顺序中可以自动跳过,顺沿循环. 在循环泵投入或切除的转换过程中需要PLC 对变频器的运行参数进行控制,同时为了增加系统的稳定性,避免频繁投切循环泵,在转换过程中要有一段时间间隙。温差为给定停止循环泵。循环框图如图9所示。

开始 循环泵2工作

Y 开启循环泵1 图9循环控制流程图 N 返回 温差为设定值吗？ 循环泵有故障吗？ 温度检测 N Y 4.6水位控制系统

水位检测是通过四对高亮二极管和光敏三极管分别安装在四个不同的位臵，由上至下四个输出端口分别接单片机的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3口，实时对锅炉里的水位进行检测。当水位到达某一光敏三极管的位臵时，其输出端口就向单片机输出高电平；当水位低于此光敏三极管的位臵时，其输出端口就向单片机输出低电平。由上至下的第一个位臵为水位上限报警线，即当水位高于此位臵时，开水房控制系统就会自动报警，提醒工作人员注意，加水电磁阀有可能出故障；第二个位臵是自动停止加水线，即当水位高于此位臵时，控制系统会自动关闭加水电磁阀，停止加水；第三个位臵是自动加水线，即当水位低于此位臵时，控制系统会自动接通加水电磁阀，开水加水；第四个位臵是水位下限报警线，即当水

位低于此位臵时，开水房控制系统就会自动报警，提醒工作人员注意，加水电磁阀可能出故障。当一台补水泵出现故障时，系统报警，另一台备用的补水泵开始工作。3DU实用电路图如图10所示。水位控制流程框图如图11所示。

图10实用电路图 开始 补水泵2停止补水 N 图11水位控制流程Y 检测水位为上限水位吗？ N 开启补水泵1进行补水 补水泵1有故障吗？ Y Y 故障报警 水位下限水位吗？ 水位检测 N Y N 检测水位为上限水位吗？ 补水泵2工作 补水泵1停止补水 返回

4.7压力控制系统

当压力传感器检测到的压力值比单片机内部设定的压力值大时，停止补水系统和关闭鼓风机。 4.8键盘部分

它由3个常开按键构成，直接与单片机I/O口相连，另一端与地相接。当按键闭合时，单片机与之相连的端口变为低电平。6个按键从左到右分别与单片机AT89C51的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3相连。下面分别介绍这3个键的功能。P0.0为功能键，第一次按下P0.0键时，取消报警，同时允许温度上限调节;第二次按下P0.0键时，为确定。当P0.0键第一次按下，此时，每按动一次P0.1键，温度值加一，温度最大上限值为99摄氏度;每按动一次P0.2键，温度值减一，温度最小上限值为80摄氏度。当P0.0键再次按下时，P0.1、P0.2调温功能被关闭。此时，按P0.2键，启动报警功能。 4.9驱动部分电路

继电器的驱动用8550PNP型三极管。因AT89C51上电复位时，P0，P1，P2，P3口为高电平，此时PNP型三极管基极接高电平，三极管截止，继电器处于断开状态，可使单片机正常复位。在PNP型三极管发射极接二级管4007，可防止三极管断开瞬间，继电器电流不能突变，使三极管造成损坏。 4.10显示部分电路

由单片机AT89C51控制，移位寄存器74LS164和共阳7段LED组成。显示原理图如图12所示。 4.11自动报警电路

锅炉上限极限水位报警，炉内的水位到达上限极限水位时系统发出报警，指示灯亮。

锅炉下限极限水位报警，炉内的水位到达下限极限水位时系统发出报警，指示灯亮。

锅炉内压力过高报警，压力传感器检测到锅炉内压力高与设定值时发出报警后。

循环泵故障报警，当循环泵开启后，出水与回水温度的差值很大，认为循环泵故障，报警系统报警。

此部分采用声光报警以便很容易区分哪部分出现问题，便于维修人员及时进行维修。根据报警铃和灯的不同确定哪部分出现问题。

D1DIODED2DIODED3vccDIODE38383DS2avccbgvcccddpavccbgvcccddpDPYDPYDPYavccbgvcccddpDS18DS3xs2TXDvcc1234cddpfecddpfecddpfeU274ALS164beafgbeafg4321124567190124567190vccTXD345601111213345610111213U174ALS164345610111213U374ALS164Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7CLKCLKCLK8MRMR12891289129MRABABABQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7124567190beafgxs1VCC 图（12）

4.12单片机标志及按键功能

20H.0为水温故障标志，1时有效报警。20H.1为水位故障标志，1时有效报警。20H.2为水位故障标志，1时有效报警。20H.3为报警取消标志，1时有效取消报警。按P3.2键，20H.3臵1。设臵温度确定后，按P3.4键，20H.4清0。水位高出上限20H.1臵1，水位低于下限20H.1臵1。水位检测系统故障20H.2臵1。单片机程序见附页。

5 结束语

本系统介绍了单片机在水暖锅炉中的应用，采用数字温度传感器、光敏三极管、压力传感器使硬件系统大为简化。系统精度高，具有良好的人机交互功能。并设有超温、超水位、循环泵失灵等故障报警，有问题立即就能发现。通过自动调节控制温度并实现锅炉内温度和水位的自动控制。保护温度控制在设定值上正常运行不需要人工干预，操作人员劳动强度小。

参考文献

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附页

单片机源程序

ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003h AJMP MAIN ORG 000bh

AJMP MAIN ORG 0013h AJMP MAIN ORG 001bh AJMP MAIN ORG 0023H AJMP MAIN ORG 0030H MAIN: CLR p3.6 MOV p0,#0ffh ACALL QL; MOV 3BH ,#95 MAIN1: MOV 3bh,#95

ACALL WENDU ; ACALL DISP

ACALL WENCPM ; ACALL SHUICPM ; ACALL BAOJING ; ACALL DELAY2

AJMP MAIN1;;;;

WENCPM: MOV A,37H ; CLR C SUBB A,3BH JC BBB1

SETB P2.1 ; CLR 20H.0 ACALL ok2 BBB1: MOV A,37H

温度转换子程序 温度比较子程序 水位检测子程序] 报警子程序 温度比较子程序关蒸气阀

ADD A,#10 CLR C SUBB A,3BH JNC OK2;

CLR P2.1;低与设定温度10度开蒸汽阀 MOV A,37H ADD A,#20 CLR C SUBB A,3BH JNC OK2

CLR P2.1; SETB 20H.0 RET

ok2: CLR 20H.0 RET ;水位检测子程序SHUICPM:MOV A,P1 ANL A,#0FH

MOV 30H,#0FH ;00001111 CJNE A,30H,AAA1 SETB P2.0

SETB 20H.1 ;setb AJMP OUT2

AAA1: MOV 30H,#0EH ;00001110 CJNE A,30H,AAA2 SETB P2.0 CLR 20H.1 AJMP OUT2

AAA2: MOV 30H,#0CH ;00001100 CJNE A,30H,AAA3 CLR 20H.1 CLR p2.0 AJMP OUT2

AAA3: MOV 30H,#08H ;00001000 CJNE A,30H,AAA4

低与设定温度20度开蒸汽阀 水位状态标志位 CLR P2.0 CLR 20H.1

AJMP OUT2;;;;;;;;;;70 AAA4: MOV 30H,#00H ;00000000 CJNE A,30H,AAA5 setb P2.0 SETB 20H.1 AJMP OUT2 AAA5: SETB 20H.2 RET

OUT2: CLR 20H.2 RET

BAOJING: JB 20H.3,OUT6 MOV A,20H MOV 30H,#00H CJNE A,30H,OUT5 AJMP OUT6 OUT5: SETB P3.6 JB 20H.4,OUT9 SETB P0.1 OUT10: JB 20H.2,OUT11 SETB P0.2 OUT12: JB 20H.1,OUT13 SETB P0.3 OUT14: JB 20H.0,OUT15 SETB P0.4 OUT16: RET OUT6: CLR P3.6 RET OUT9: CLR P0.1 AJMP OUT10 OUT11: CLR P0.2 AJMP OUT12 OUT13: CLR P0.3 AJMP OUT14

OUT15: CLR P0.4 AJMP OUT16 ;总温度子程序

WENDU: ACALL INIT_1820 ACALL RE_CONFIG ACALL GET_TEMPER ACALL TEMPER_COV RET ; DS18B20初始化程序

INIT_1820: SETB P1.7 NOP CLR P1.7 MOV R0,#06BH MOV R1,#03H TSR1:

DJNZ R0,TSR1 ; 延时 MOV R0,#6BH DJNZ R1,TSR1 SETB P1.7 NOP NOP NOP

MOV R0,#25H TSR2:

JNB P1.7,TSR3 DJNZ R0,TSR2 LJMP TSR4 ; 延时

TSR3:

CLR 20H.4 ; 清标志,表示DSS18B20存在 LJMP TSR5

TSR4:

setb 20H.4 ; setb标志位,表示DSS18B20不存在 LJMP TSR7

TSR5:

MOV R0,#06BH MOV R1,#03H

TSR6:

DJNZ R0,TSR6 ; 延时 MOV R0,#6BH DJNZ R1,TSR6

TSR7:

SETB P1.7 RET

; 重新写DS18B20暂存存储器设定值 RE_CONFIG:

JNB 20H.4,RE_CONFIG1 ; 若DS18B20存在,转RE_CONFIG1 RET

RE_CONFIG1:

MOV A,#0CCH ; 发SKIP ROM命令 LCALL WRITE_1820

MOV A,#4EH ; 发写暂存存储器命令 LCALL WRITE_1820

MOV A,#00H ; TH(报警上限)中写入00H LCALL WRITE_1820

MOV A,#00H ; TL(报警下限)中写入00H LCALL WRITE_1820

MOV A,#1FH ; 选择9位温度分辨率 LCALL WRITE_1820 RET

; 读出转换后的温度值 GET_TEMPER:

SETB P1.7 ; 定时入口 LCALL INIT_1820 JNB 20H.4,TSS2

RET ; 若DS18B20不存在则返回

TSS2:

MOV A,#0CCH ; 跳过ROM匹配 LCALL WRITE_1820

MOV A,#44H ; 发出温度转换命令

LCALL WRITE_1820 LCALL INIT_1820

MOV A,#0CCH ; 跳过ROM匹配 LCALL WRITE_1820

MOV A,#0BEH ; 发出读温度命令 LCALL WRITE_1820 LCALL READ_18200

MOV 37H,A ; 将读出的温度数据保存 MOV A,#0ECH CALL WRITE_1820 RET

; 读DS18B20的程序,从DS18B20中读出一个字节的数据 READ_1820:

MOV R2,#8

RE1:

CLR C SETB P1.7 NOP NOP CLR P1.7 NOP NOP NOP SETB P1.7 NOP MOV C,P1.7 NOP NOP NOP NOP MOV R3,#23 DJNZ R3,$ RRC A DJNZ R2,RE1 RET

; 写DS18B20的程序 WRITE_1820:

MOV R2,#8 CLR C

WR1:

CLR P1.7 NOP NOP

NOP

NOP RRC A MOV P1.7,C MOV R3,#35 DJNZ R3,$ SETB P1.7 NOP

DJNZ R2,WR1 SETB P1.7 RET

; 读DS18B20的程序,从DS18B20中读出两个字节的温度数据 READ_18200:

MOV R4,#2 ; 将温度高位和低位从DS18B20中读出

MOV R1,#36H ; 低位存入36H(TEMPER_L),高位存入35H(TEMPER_H)

RE00:

MOV R2,#8

RE01:

CLR C SETB P1.7 NOP NOP CLR P1.7 NOP NOP NOP SETB P1.7

NOP NOP MOV C,P1.7 MOV R3,#35

RE20:

DJNZ R3,RE20 RRC A DJNZ R2,RE01 MOV @R1,A DEC R1 DJNZ R4,RE00 RET

; 将从DS18B20中读出的温度数据进行转换 TEMPER_COV:

MOV A,#0F0H

ANL A,36H ; 舍去温度低位中小数点后的四位温度数值 SWAP A MOV 37H,A MOV A,36H

JNB ACC.3,TEMPER_COV1 ; 四舍五入去温度值 INC 37H TEMPER_COV1: MOV A,35H ANL A,#07H SWAP A ADD,37H

MOV 37H,A ; 保存变换后的温度数据 LCALL BIN_BCD RET

; 将16进制37H的温度数据转换成压缩 BCD码放入37H,38H,39H中 BIN_BCD:

MOV A,37H

MOV B,#10 DIV AB MOV 38H,B

MOV B,#10 DIV AB MOV 39H,B MOV 3AH,A RET

DISPS: MOV SCON,#00H ;设定温度显示子程序

MOV DPTR,#TAB

MOV A,3BH MOV B,#10 DIV AB XCH A,B ACALL SS MOV A,B ACALL SS MOV A,#0FH ACALL SS RET

DISP: MOV SCON,#00H ; MOV DPTR,#TAB MOV A,38H ACALL SS MOV A,39H ACALL SS MOV A,3AH MOV 40H,#00H CJNE A,40H,QQ MOV DPTR,#TAB1 ACALL SS RET QQ: ACALL SS RET

DELAY2: MOV R6,#0fFH DL4: MOV R5,#0FAH DJNZ R5,$ DJNZ R6,DL4

正常温度显示子程序 NOP RET

QL: MOV A,#00H

MOV 20H,A ;20H为状态标志单元 MOV 30H,A ;30H为数据缓存标

MOV 35H,A ;35h--39h单元为温度数据单元 MOV 36H,A MOV 37H,A MOV 38H,A MOV 39H,A MOV 3AH,A RET

SS: MOVC A,@A+DPTR ; MOV SBUF,A JNB TI,$ CLR TI RET

TAB: DB 88h,0ebh,4ch,49h,2bh,19h,18h,0cbh,08h,09h DB 80h,13h,44h,41h,23h,11h,10h,0c3h,00h,01h RET

TAB1: DB 0FFH RET

END

送数子程序

Structure and function of the MCS-51 series

Structure and function of the MCS-51 series one-chip computer MCS-51 is a name of a piece of one-chip computer series which Intel Company produces. This company introduced 8 top-grade one-chip computers of MCS-51 series in 1980 after introducing 8 one-chip computers of MCS-48 series in 1976. It belong to a lot of kinds this line of one-chip computer the chips have,such as 8051, 8031, 8751, 80C51BH, 80C31BH,etc., their basic composition, basic performance and instruction system are all the same. 8051 daily representatives- 51 serial one-chip computers . An one-chip computer system is made up of several following parts: ( 1) One microprocessor of 8 (CPU). ( 2) At slice data memory RAM (128B/256B),it use not depositting not can reading /data that write, such as result not middle of operation, final result and data wanted to show, etc. ( 3) Procedure memory ROM/EPROM (4KB/8KB ), is used to preserve the procedure , some initial data and form in slice. But does not take ROM/EPROM within some one-chip computers, such as 8031 , 8032, 80C ,etc.. ( 4) Four 8 run side by side I/O interface P0 four P3, each mouth can use as introduction , may use as exporting too. ( 5) Two timer / counter, each timer / counter may set up and count in the way, used to count to the external incident, can set up into a timing way too, and can according to count or result of timing realize the control of the computer. ( 6) Five cut off cutting off the control system of the source . ( 7) One all duplexing serial I/O mouth of UART (universal asynchronous receiver/transmitter (UART) ), is it realize one-chip computer or one-chip computer and serial communication of computer to use for. ( 8) Stretch oscillator and clock produce circuit, quartz crystal finely tune electric capacity need outer. Allow oscillation frequency as 12 megahertas now at most. Every the above-mentioned part was joined through the inside data bus .Among them, CPU is a core of the one-chip computer, it is the control of the computer and command centre, made up of such parts as arithmetic unit and controller , etc.. The arithmetic unit can carry on 8 persons of arithmetic operation and unit ALU of logic operation while including one, the 1 storing device temporarilies of 8, storing device 2 temporarily, 8's accumulation device ACC, register B and procedure state register PSW, etc. Person who accumulate ACC count by 2 input ends entered

of checking etc. temporarily as one operation often, come from person who store 1 operation is it is it make operation to go on to count temporarily , operation result and loopback ACC with another one. In addition, ACC is often regarded as the transfer station of data transmission on 8051 inside . The same as general microprocessor, it is the busiest register. Help remembering that agreeing with A expresses in the order. The controller includes the procedure counter , the order is depositted, the order decipher, the oscillator and timing circuit, etc. The procedure counter is made up of counter of 8 for two, amounts to 16. It is a byte address counter of the procedure in fact, the content is the next IA that will carried out in PC. The content which changes it can change the direction that the procedure carries out . Shake the circuit in 8051 one-chip computers, only need outer quartz crystal and frequency to finely tune the electric capacity, its frequency range is its 12MHZ of 1.2MHZ. This pulse signal, as 8051 basic beats of working, namely the minimum unit of time. 8051 is the same as other computers, the work in harmony under the control of the basic beat, just like an orchestra according to the beat play that is commanded.

There are ROM (procedure memory , can only read ) and RAM in 8051 slices (data memory, can is it can write ) two to read, they have each independent memory address space, dispose way to be the same with general memory of computer. Procedure 8051 memory and 8751 slice procedure memory capacity 4KB, address begin from 0000H, used for preserving the procedure and form constant. Data 8051- 8751 8031 of memory data memory 128B, address false 00FH, use for middle result to deposit operation, the data are stored temporarily and the data are buffered etc.. In RAM of this 128B, there is unit of 32 byteses that can be appointed as the job register, this and general microprocessor is different, 8051 slice RAM and job register rank one formation the same to arrange the location. It is not very the same that the memory of MCS-51 series one-chip computer and general computer disposes the way in addition. General computer for first address space, ROM and RAM can arrange in different space within the range of this address at will, namely the addresses of ROM and RAM, with distributing different address space in a formation. While visiting the memory, corresponding and only an address Memory unit, can ROM, it can be RAM too, and by visiting

the order similarly. This kind of memory structure is called the structure of Princeton. 8051 memories are divided into procedure memory space and data memory space on the physics structure, there are four memory spaces in all: The procedure stores in one and data memory space outside data memory and one in procedure memory space and one outside one, the structure forms of this kind of procedure device and data memory separated form data memory, called Harvard structure. But use the angle from users, 8051 memory address space is divided into three kinds: (1) In the slice, arrange blocks of FFFFH , 0000H of location , in unison outside the slice (use 16 addresses). (2) The data memory address space outside one of 64KB, the address is arranged from 0000H 64KB FFFFH (with 16 addresses ) too to the location. (3) Data memory address space of 256B (use 8 addresses). Three above-mentioned memory space addresses overlap, for distinguishing and designing the order symbol of different data transmission in the instruction system of 8051: CPU visit slice, ROM order spend MOVC , visit block RAM order uses MOVX outside the slice, RAM order uses MOV to visit in slice.

8051 one-chip computer have four 8 walk abreast I/O port, call P0, P1, P2 and P3. Each port is 8 accurate two-way mouths, accounts for 32 pins altogether. Every one I/O line can be used as introduction and exported independently. Each port includes a latch (namely special function register ), one exports the driver and a introduction buffer . Make data can latch when outputting, data can buffer when making introduction , but four function of passway these self-same. Expand among the system of memory outside having slice, four port these may serve as accurate two-way mouth of I/O in common use. Expand among the system of memory outside having slice, P2 mouth see high 8 address off; P0 mouth is a two-way bus, send the introduction of 8 low addresses and data / export in timesharing The circuit of 8051 one-chip computers and four I/O ports is very ingenious in design. Familiar with I/O port logical circuit, not only help to use ports correctly and rationally, and will inspire to designing the peripheral logical circuit of one-chip computer to some extent. Load ability and interface of port have certain requirement, because output grade, P0 of mouth and P1 end output, P3 of mouth grade different at structure, so, the load ability and interface of its door demand to have

nothing in common with each other. P0 mouth is different from other mouths, its output grade draws the resistance supremly. When using it as the mouth in common use to use, output grade is it leak circuit to turn on, is it is it urge NMOS draw the resistance on taking to be outer with it while inputting to go out to fail. When being used as introduction, should write \load to export. P1 mouth is an accurate two-way mouth too, used as I/O in common use. Different from P0 mouth output of circuit its, draw load resistance link with power on inside have. In fact, the resistance is that two effects are in charge of FET and together: One FET is in charge of load, its resistance is regular. Another one can is it lead to work with close at two state, make its President resistance value change approximate 0 or group value heavy two situation very. When it is 0 that the resistance is approximate , can draw the pin to the high level fast ; When resistance value is very large, P1 mouth, in order to hinder the introduction state high. Output as P1 mouth high electricity at ordinary times, can is it draw electric current load to offer outwards, draw the resistance on needn't answer and thenning. Here when the port is used as introduction, must write into 1 to the corresponding latch first too, make FET end. Relatively about 20,000 ohms because of the load resistance in scene and because 40,000 ohms, will not exert an influence on the data that are input. The structure of P2 some mouth is similar to P0 mouth, there are MUX switches. Is it similar to mouth partly to urge, but mouth large a conversion controls some than P1. P3 mouth one multi-functional port, mouth getting many than P1 it have \these, make her besides accurate two-way function with P1 mouth just, can also use the second function of every pin, \\door 3 function one switch in fact, it determines to be to output data of latch to output second signal of function. Act as W =At 1 o'clock, output Q end signal; Act as Q =At 1 o'clock, can output W line signal . At the time of programming, it is that the first function is still the second function but needn't have software that set up P3 mouth in advance . It hardware not inside is the automatic to have two function outputted when CPU carries on SFR and seeks the location (the location or the byte ) to visit to P3 mouth /at not lasting lining, there are inside hardware latch Qs =1.The operation

principle of P3 mouth is similar to P1 mouth.

Output grade , P3 of mouth , P1 of P1 , connect with inside have load resistance of drawing , every one of they can drive 4 Model LS TTL load to output. As while inputting the mouth, any TTL or NMOS circuit can drive P1 of 8051 one-chip computers as P3 mouth in a normal way . Because draw resistance on output grade of them have, can open a way collector too or drain-source resistance is it urge to open a way, do not need to have the resistance of drawing outerly . Mouths are all accurate two-way mouths too. When the conduct is input, must write the corresponding port latch with 1 first . As to 80C51 one-chip computer, port can only offer milliampere of output electric currents, is it output mouth go when urging one ordinary basing of transistor to regard as, should contact a resistance among the port and transistor base , in order to the electricity while restraining the high level from exporting P1~P3 Being restored to the throne is the operation of initializing of an one-chip computer. Its main function is to turn PC into 0000H initially , make the one-chip computer begin to hold the conduct procedure from unit 0000H. Except that the ones that enter the system are initialized normally,as because procedure operate it make mistakes or operate there aren't mistake, in order to extricate oneself from a predicament , need to be pressed and restored to the throne the key restarting too. It is an input end which is restored to the throne the signal in 8051 China RST pin. Restore to the throne signal high level effective , should sustain 24 shake cycle (namely 2 machine cycles ) the above its effective times. If 6 of frequency of utilization brilliant to shake, restore to the throne signal duration should exceed 4 delicate to finish restoring to the throne and operating. Produce the logic picture of circuit which is restored to the throne the signal:

Restore to the throne the circuit and include two parts outside in the chip entirely. Outside that circuit produce to restore to the throne signal (RST ) hand over to Schmitt's trigger, restore to the throne circuit sample to output , Schmitt of trigger constantly in each S5P2 , machine of cycle in having one more , then just got and restored to the throne and operated the necessary signal insidly. Restore to the throne resistance of circuit generally, electric capacity parameter suitable

for 6 brilliant to shake, can is it restore to the throne signal high level duration greater than 2 machine cycles to guarantee. Being restored to the throne in the circuit is simple, its function is very important. Pieces of one-chip computer system could normal running,should first check it can restore to the throne not succeeding. Checking and can pop one's head and monitor the pin with the oscillograph tentatively, push and is restored to the throne the key, the wave form that observes and has enough range is exported (instantaneous), can also through is it restore to the throne circuit group holding value carry on the experiment to change.

51系列单片机的功能和结构

结构和功能的监控监-51系列之一--计算机芯片监控监-51名是一幅一个电脑晶片,英特尔公司生产系列. 这家公司推出8级一个计算机芯片监控监-51系列之后,于1980年8引入一个计算机芯片监控监,于1976年48系列.。它属于这一类型很多行一个芯片的电脑芯片都如8051、8031、8751、80c51bh,80c31bh等,其基本组成、性能和基本教学制度,都是一样的. 8051每日代表-51系列之一--电脑晶片 有一个芯片的计算机系统是由以下几个方面: (1)18微处理器(CPU). (2)在切片数据存储羊(128B/256B),使用可以不读书不数据写如因经营不中,最后结果要和数据显示等. (3)存储器存储程序/可擦写可编程只读存储器(4KB/8KB),用于保存程序和数据,初步形成片. 但并不存储器/可擦写可编程只读存储器在一些人的电脑芯片,如8031、8032、80c等. （4)经营的84并肩一/四OP0P3接口,每口可以用作介绍,也可以用作输出. (5)两个定时/柜台,每个计时器/柜台可设立和计算的方法,用来计算的外部事件,可以建立成一个时间的方式也可以和根据计算结果或时间实现控制的计算(六)五切断切断源头上控制系统. (七)各一序I/O口UART(异步接收世界/发送(UART)),它是实现一个计算机芯片和一个计算机芯片和通讯系列电脑上使用. (8)强、时钟振荡器电路生产、水晶石英细调需要外部电容. 为使振动频率目前最. 每上述地区内的数据是通过加入单片机.

其中,CPU的核心是一个电脑芯片,它是计算机和指挥控制中心等部分组成,运算器和控制等. 运算器的可携带8人计算a经营单位的经营逻辑,其中,1temporarilies存储装臵8、暂时贮存器2、8的行政协调会累积装臵、B、注册登记程序国有PSW等. 累积计200人,行政协调委员会结束对进入检查. 暂时运作往往是来自一店经营者,这是经营下去,使计暂时经营成果和行政协调会. 此外,行政协调会经常被视为转运站,在8051年的数据传输. 一般微处理器一样,是繁忙登记. 帮助大家,表示了赞同的命令. 控制程序包括柜台命令详解,振荡器电路和时间等. 程序相当于16. 这是一个字节地址位的程序,其实,内容是未来IA将进行PC. 修改的内容,它可以改变方向,进行程序. 在8051电路动摇一个电脑芯片、石英晶体外,只需要相当频繁调整电容,其范围是12mhz的频率1.2mhz. 这一脉冲信号,作为8051年工作的基本节拍,即单位时间内的最低. 8051年是计算机一样,在和谐的工作基本控制打,就像打了一个乐团,按照发挥,指挥. 有存储器(程序存储器,只能读),8051年在羊片(存储数据,是可以写出)二读,他们每个独立存储空间处理,处理方式是一样的,一般的电脑记忆. 8051年和8751年拨款程序存储程序存贮器4kb,从0000h地址,用于保存程序和方式不变. 数据8051-87518031128b记忆存储数据,00fh假地址,用于存放操作结果中,暂时储存数据和资料等无人。在这种羊128b,有32个单位字节可以出任就业登记,这是与一般不同的微处理器、8051切片和就业登记成立一个级别相同的地点安排. 这是很不相同的记忆监控监-51系列之一--计算机芯片,除了一般电脑的方式处臵. 一般电脑先向空间、存储器和RAM,可安排在不同的空间范围内解决这一意愿,即存储器的地址和RAM,地址分配不同的空间形成. 同时来访的记忆,相应的存储器,只有一个地址,可以存储,也可以撞击,并以同样的访问. 这种记忆结构称为普林斯顿结构. 8051记忆分为程序存储空间和数据存储空间的物理结构,有四个存储空间:我们的程序储存在一个数据存储空间之外的数据存储和一个程序存储空间、外一、结构形式的这种程序装臵和数据存储与形式的数据存储,称为

哈佛结构. 但用用户的角度,讨论8051年的记忆空间分为三类:(1)在时代安排Ffffh座,0000h地点、从容外片(地址用十六). (二)处理数据存储空间之外64kb之一,被安排从地址0000hFfffh64kb(地址16),地点太. 三)处理数据存储空间256b(地址8使用). 上述三个存储空间地址重叠,鉴别设计,象征不同的数据传输的语言系统8051:CPU访问片,以存储器,阻止访问命令Ra用途外用一张旅游片。

8051年1-48芯片计算机与我走/澳港,要求P0、P1、P2和P3. 每个港口8准确双向口,共占32别针. 每一个我/O线可作为引进和输出独立. 每个港口有门闩(即登记特殊功能)、驾驶人、出口实行缓冲. 可当门闩使outputting数据,数据可以缓冲时推出,但这些四个功能自我同一. 在扩大对外开放具有时代记忆系统,这四个港口可准确双向口一/O共同使用。在扩大对外开放具有时代记忆系统,高8P2口地址见客. P0口是一个双向车采用8送数据低地址/出口Timesharing 在8051年的巡回一个计算机芯片和四个一/O港口很巧妙的设计. 熟悉我/港澳逻辑电路,不仅有利于正确、合理地使用港口、激励周边逻辑电路设计的一个计算机芯片有所提高. 负载能力和接口港口有一定的要求,因为产量等,P0和P1口的最终产量、P3口的结构,在不同的年级,所以,负载能力和接口要求其门南辕北辙相处. 不同于其他P0口口,其产量即将年级抵抗.。在使用它的嘴巴,用共同使用,是生产事故等级亮起电路,它是利用NMOS呼吁采取抵制外,应同时输入,走出失败. 当被用作介绍,应该写\一\的门闩头. 每一个有能驾驶8P0口输出模式LSTTL载荷. P1口是一个正确的双向口也作为我/海外广泛使用. P0口不同产量的电路,请联系电力负荷就在有阻力. 事实上,反抗是两种影响,同时负责操作:1配量负责,定期阻力. 另一种可能是导致这两个国家与接近,使总经理改变阻值近似零或一组值两形势十分沉重. 0时,大约是反抗,可以寄以很高的速度; 如果阻值很大,P1口,以妨碍国家引进高. P1口高产量的电力平时,它是利用电流负载提供庇护,以此抵制和不必回答. 在这里介绍的是用作码头,必须写1到相应的门闩头也使操作结束。相对约20,000ohms因负载阻力,因为在现场40,000ohms,不会产生影响的数据,输入. P2口的结构有些类似于P0口有开关. 这是促使口腔类似,但有些不是嘴巴大转换控制P1. P3口人的多功能港口,嘴也越来越多,P1比\、\和4缓冲门\这两个部分,使她除了精确的双向功能与P1口仅,也可以使用第二功能每针. \、\一门三转功能实际上 它决定将产量数据信号门闩第二产出功能. 在担任W=1时,问到生产信号; 作为在Q=1时,信号线可以生产W. 节目时,它是第一个功能,但仍是第二个功能不用软件P3口提前成立. 这不是硬件是在自动有两个功能outputted当CPU进行社会主义和寻求地点(所在地或字节)访P3口/不是在持久排队,有在硬件门闩促使=1.THE经营原则P3口类似于P1口.

生产级的P3口,P1,P1,内有连接负载阻力划,每个人可以带动4产出模型LSTTL载荷. 而作为输入口,任何NMOS电路可驱动TTL或P1的8051一个电脑芯片P3口的正常发展. 由于产量等作出抵抗的人,也可以公开方式收藏或流失的根源就是反抗的方式,要求公开,不须具备抵抗绘画. 别人都准确双向口也. 当行为投入,要写出一首相应的港口与门闩. 以80c51一个计算机芯片,只能提供港口毫安的电流电产出,它是生产口去要求一个普通的计算是将晶体管、接触的阻力应该在港口及半导体基地 同时为了抑制高电力输出P1~P3级是恢复王位是一个着手运作一个计算机芯片. 其主要功能是将电脑变成0000h开始,使一个开始进行计算机芯片进行程序0000h单位. 除了那些进入正常initialized系统,

因为它的程序操作失误或操作失误不多,为了摆脱困境,必须按国家和恢复王位,恢复太重要了. 这是一项投入恢复王位,结束了在8051年中国信息表寄. 恢复王位高有效信号,应保持24震撼周期(机器周期,2)有效时间段. 6如果使用频率前去辉煌,恢复王位信号完成期限不得超过4微妙的王位,恢复营业. 逻辑电路生产情况,恢复王位的信号:

恢复王位的电路两部分组成,包括外部的芯片完全. 外界产生电路恢复王位信号(表)交给史密特的启动,恢复王位样品电路产量,史密特触发不断每一s5p2、机器周期有一次,光有与恢复王位和经营所需insidly信号. 恢复王位抵抗一般线路、电容参数适合6精彩震撼,是否能恢复王位高信号机会大于2周期保证. 正在恢复王位是简单的电路,其作用是非常重要的. 张一电脑芯片系统可正常运作,应先检查一下,才能恢复王位没有成功. 检测可以流行头和监督寄与初步示波器,并把恢复王位的关键,波的形式,并认为有足够的距离输出(瞬间),也就是通过它来恢复电路值进行实现改变。

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