1、 1 控制技术课程设计控制技术课程设计 关于锅炉温度控制的系统设计 该设计以单片机为控制器，对显示电路，温度检测电路，人机接口电路，键 盘电路， 报警电路， 执行电路等主要电路进行具体设计， 以实现锅炉水温的控制。 所选硬件：51 单片机、热电阻 Pt100、78M 系列三端集成稳压器、 控制系统原理框图 图 1 控制系统原理框图 系统系统电源选择电源选择：主控电路所需的+5V 电源；外围电路（如继电器、运算放大 器）所需的+12V 和-12V 电源，这里考虑实际性价比、体积等因素后，选用了 78M12、79M12、78M05 三端稳压器提供相应的稳定电压。 采用采用单片机最小系统原理单片机最
2、小系统原理 51 单片机的最小系统由单片机芯片、电源、时钟电路、和复位电路组成。 晶振时钟电路用来产生时钟信号， 以提供单片机片内各种数字逻辑电路工作 的时间基准。按键 S6_1 能实现手动复位，电容 C6_1 能实现上电复位，复位电路 用来使片内电路完成初始化的操作，具体功能是使程序计数器 PC=0000H，引导 程序从 0000H 地址单元开始执行； SFR 中的 21 个特殊功能寄存器复位后的状态 是确定。 Pt100 温度信号处理 A/D 转换 键盘电路 51 单片机 显示和报警电路 加热机构 PWM 控制 SSR SSR 工作指示 2 图 2 单片机最小系统原理图 温度信号测量电路温
3、度信号测量电路 如下图，温度信号测量处理电路，利用热电阻 Pt100 作为温度传感器件，然 后通过运算放大器 OP-07 构建差分放大电路将温度信号转换成 ADC0809 模拟通 道的输入标准电压信号。 将 Pt100 接入到电桥中， 如图 6 温度测量信号处理电路 所示，由 Pt100 的阻值来反映锅炉的温度的变化，电桥输出电压为： Uba=VccR1_4/( R1_2+R1_4)- R1_3/( R1_1+R1_3) （其中下桥臂 R1_3=100， R1_4=1K ， 上 桥 臂R1_2=1K ， Vcc=5V ）， 所 以Uba=5*1K/( 1K+1K)- R1_3/( R1_1+1
4、00)=2.5-5* 100/( R1_1+100) 其中 AR1 作用是将电桥电位 Vb、Va 作差分比例放大作用，由差分比例运 算放大电路的计算方式： Auf = Uo1/(U1_ - U1+)=- R1_8/R1_6 （其中 R1_8=100K， R1_6=10K，U1_ - U1+=-Uba）从而得到：Uo1=10Uba=25-50* 100/( R1_1+100)。 3 图 3 温度测量信号处理电路 查资料可得 PT100 铂电阻的电阻-温度关系线性度非常好， 电阻-温度的关系 可以近似确实测量上限温度，Uo1=25-50* 100/( R1_1+100)，当 Uo1=5V 时，可 以计算出测量上限温度时对应的电阻为：150 欧姆，查 Pt100 的分度表，可得： 测量上限温度为131， 即当t=0时， 可得Uo1=0V； 当 t=131时， 可得Uo1=5V。 A/DA/D 转换单元转换单元 经过温度信号测量处理电路后所得到的 05V 电压模拟信号要经过 A/D 转 换后才能送给单片机，如下温度信号 AD 转换电路图所示，电压模拟信号输入给 IN
