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红外控制智能锅炉温控系统

专家
2013-01-31 10:47:22     打赏

作者:郑州升达经贸管理学院 董远阔 张洁亮 李旭

指导教师:潘杰 王丽娟

 

  作品简介

 

  


  开发背景:

  温度是生活及生产中最基本的物理量,它表征的是物体的冷热程度。自然界中任何物理、化学过程都紧密地与温度相联系。在很多生产过程中,温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术经济指标相联系。自18世纪工业革命以来,工业过程离不开温度控制。温度控制广泛应用于社会生活的各个领域,如家电、汽车、材料、电力电子等。温度控制的精度以及不同控制对象的控制方法选择都起着至关重要的作用,温度是锅炉生产质量的重要指标之一,也是保证锅炉设备安全的重要参数。同时,温度是影响锅炉传热过程和设备效率的主要因素。基于此,运用单片机对锅炉进行温度控制,满足了工业生产的需求,提高了生产力。因此,我们采用以STC15F2K61S2芯片为控制核心单片机来模拟实现温度控制的功能。

  结构说明:

  以STC15F2K61S2芯片为控制核心,同时我们添加了以红外模块1838,、温度传感器ds18b20、时钟芯片pcf8563、液晶显示模块lcd1602、继电器和蜂鸣器为外围器件的电路。

  功能和使用说明:

  实时显示时间和温度,当温度达到设定温度时、蜂鸣器报警,然后我们可以通过红外遥控控制继电器断开锅炉电源从而达到温度控制的作用。

 

  平台选型说明

 

  1、 采用宏晶公司最新STC15系列IAP15F2K61S2芯片。ISP/IAP,在系统可编程/在应用可编程,无需编程器,无需仿真器。可当仿真器使用。

  2、增强型8051CPU,1T,单时钟/机器周期,速度比普通0851快8-12倍。

  3、61K字节片内Flash程序存储器,擦写次数10万次以上。

  4、片内大容量2048字节的SRAM。

  5、共8通道10位高速ADC,速度可达30万次/秒,3路PWM还可当3路D/A使用。

  6、共以通道 捕获/比较单元(CCP/PWM/PCA)。

  7、内部高可靠复位,8级可选复位门槛电压,彻底省掉外部复位电路。

  8、内部高精度R/C时钟,内部时钟从5MHz ~ 35MHz可选,相当于普通8051的60MHz ~ 420MHz。

  9、一组高速异步串行通信端口SPI。

 

  设计说明

 

  


  一:红外原理

  采用脉宽调制的串行码,以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”;以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”,其波形如图2所示。

  


  遥控器在按键按下后,周期性地发出同一种32位二进制码,周期约为108ms。一组码本身的持续时间随它包含的二进制“0”和“1”的个数不同而不同,大约在45~63ms之间,图4为发射波形图。

  




关键词: 红外     控制     智能     锅炉     温控     系统    

专家
2013-01-31 10:48:33     打赏
2楼

  当一个键按下超过36ms,振荡器使芯片激活,将发射一组108ms的编码脉冲,这108ms发射代码由一个引导码(9ms),一个结果码(4.5ms),低8位地址码(9ms~18ms),高8位地址码(9ms~18ms),8位数据码(9ms~18ms)和这8位数据的反码(9ms~18ms)组成。如果键按下超过108ms仍未松开,接下来发射的代码(连发码)将仅由起始码(9ms)和结束码(2.25ms)组成。

  


  遥控信号接收

  接收电路可以使用一种集红外线接收和放大于一体的一体化红外线接收器,不需要任何外接元件,就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作,而体积和普通的塑封三极管大小一样,它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。

  接收器对外只有3个引脚:Out、GND、Vcc与单片机接口非常方便,如图7所示。

  


  ① 脉冲信号输出接,直接接单片机的IO 口。

  ② GND接系统的地线(0V);

  ③ Vcc接系统的电源正极(+5V);

  二:1602液晶原理

  1602LCD 分为带背光和不带背光两种,基控制器大部分为 HD44780,带背光的比不带背光

  的厚,是否带背光在应用中并无差别

  1602LCD 主要技术参数:

  显示容量:16×2 个字符

  芯片工作电压:4.5—5.5V

  工作电流:2.0mA(5.0V)

  模块最佳工作电压:5.0V

  字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm

  引脚功能说明

  1602LCD 采用标准的 14脚(无背光)或 16脚(带背光)接口,各引脚接口说明如表 10-13

  所示:

  编号 符号 引脚说明      编号 符号 引脚说明

  1      VSS   电源地         9     D2     数据

  2      VDD   电源正极     10    D3     数据

  3      VL     液晶显示偏压 11   D4    数据

  4      RS     数据/命令选择 12 D5     数据

  5      R/W    读/写选择    13   D6     数据

  6      E       使能信号      14    D7     数据

  7      D0      数据           15   BLA   背光源正极

  8       D1      数据          16    BLK   背光源负极

  表 10-13:引脚接口说明表

  第 1 脚:VSS 为地电源。

  第 2 脚:VDD接 5V正电源。

  第 3 脚:VL为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地时对比度最高,对

  比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个 10K 的电位器调整对比度。

  第 4 脚:RS 为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。

  第 5 脚:R/W 为读写信号线,高电平时进行读操作,低电平时进行写操作。当 RS和 R/W

  共同为低电平时可以写入指令或者显示地址,当 RS 为低电平 R/W 为高电平时可以读忙信

  号,当 RS 为高电平 R/W为低电平时可以写入数据。

  第 6 脚:E端为使能端,当 E 端由高电平跳变成低电平时,液晶模块执行命令。

  第 7~14脚:D0~D7为 8 位双向数据线。

  第 15脚:背光源正极。

  第 16脚:背光源负极。

  LCD寄存器的选择

  


  LCD指令表

  


  作品特色

 

  在一般的温度报警系统的基础上,我们又添加了红外遥控模块,通过远程控制的断开锅炉电源,从而避免了工作人员烫伤的危险。

 

系统演示视频:http://v.eepw.com.cn/video/play/id/2790


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