1、供暖水壓水溫的檢測系統1設計的緣由:供暖站的熱水供暖系統需要時刻對熱水進行水溫和水壓的實時監控，才能保證供暖的有效性和穩定性。這就需要有一個可靠地水溫、水壓數據采集的監控系 統來實現這樣的需求。2 .系統功能的流程圖:如圖所示:3 .檢測系統的硬件設計3.1 單片機 AT89C51單片機是一種集成在電路芯片，是采用超大規模集成電路技術把具有數據處 理能力的中央處理器CPU隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O 口和 中斷系統、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、 模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路）集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的 計算機系統。設計用到的 A

2、T89C51是一種帶4K字節FLASH存儲器的低電壓、 高性能CMOS 8位微處理器，其主要特性有：128 X8位內部RAM、32可編程I/O線、兩個16位定時器/計數器、5個中斷源、可編程串行通道、低功耗的閑置和 掉電模式、片內振蕩器和時鐘電路。圖1 51單片機引腳接線圖本設計用到定時器/計數器的功能，在時間計數設置時，用定時器/計數器0 的計數功能，外部以脈沖形式輸入作為計數器的計數脈沖，這里外部脈沖間隔約為1s,計數實現時間計數功能。3.2 數字溫度傳感器ds18b20數字溫度傳感器就是能把溫度物理量，通過溫度敏感元件和相應電路轉換成 方便計算機、plc、智能儀表等數據采集設備直接讀取得

3、數字量的傳感器。設計 用到的ds18b20數字溫度傳感器耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣， 適用于各種狹小空間設備數字測溫和控制領域。其主要性能描述：1 .獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現微處理器與DS18B20的雙向通訊；2 .測溫范圍 一55C+125C,固有測溫分辨率0.5C；DALLAS 1AB201 2 33 .支持多點組網功能，多個DS18B20可以并聯在BOTTOM 陳財唯一的三線上，最多只能并聯8個，實現多點測溫；4 .工作電源：35V/DC ;5 .在使用中不需要任何外圍元件；6 .測量結果以912位數字量方式串行傳送。本設計

4、中，用ds18b20來采集供暖水的水溫數 據，以單線串口形式將數據輸送給單片機處理。圖2 ds18b20引腳圖PORT OPTIONCASE 367B-04, STYLE 13.3壓力傳感器mpx4250壓力傳感器是工業實踐中最為常用的 一種傳感器，而我們通常使用的壓力傳感器 主要是利用壓電效應制造而成的，這樣的傳 感器也稱為壓電傳感器。壓電傳感器結構簡 單、體積小、質量累世、功耗小、壽命長， 特別是它具有良好的動態特性，因此適合有 很寬頻帶的周期作用力和高速變化的沖擊 力。mpx4250的主要性能指標：圖3 mpx4250引腳功能圖1 .工作壓力0 36.3 PSI;2 .輸出 0.2 4.

5、9V;3 .精確度土 .4%;4 .電源電壓 4.85 V 5.35 V;5 .工作溫度-40 C 125 Co本設計中，用mpx4250來采集供暖水壓數據，1端口輸出采集的水壓數據到 adc0808模數轉換芯片。3.4模數轉換芯片adc0808ADC0808是美國國家半導體公司生產的 CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D模數轉換器。其內部有一個 8通道多路開關，它可以根據地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進行 A/D轉換adc0808主要特性：1.8路輸入通道，8位A/D 轉換器，即分辨率為8位；2 .具有轉換起停控制端；3 .轉換時間為100仙s（時 鐘為640kH

6、z時），130卜s （時 鐘為500kHz時）；4 .單個+5V電源供電；5 .模擬輸入電壓范圍0 +5V,無需零點和滿刻度校 準；6 .工作溫度范圍為-40一4丁孫詁乒。721 .05加'CM 18 一口3 g卻1適FOO 17U3，匚 LQCKSTARTEOCUT2QUT3QU74DUT5DLT6 0UT7 0UT80EADC0U80 12 3 4 5 6 7 N N N N N N N NADDAADDBAD"ALEVREF(+)VREF(-)2512圖5數碼管引腳定義圖4 adc0808引腳接線圖+85攝氏度;7.低功耗,約15mW本設計中，adc0808模數芯片用于

7、壓力傳感器 mpx4250的水壓模擬量串口輸入的數據轉化為數字量并口輸出給單片機 P0 口的數據3.5 8個8段數碼管與數碼管顯示驅動芯片 max7219led數碼管是由多個發光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內部連接完成，只需引出它們的各 個筆劃，公共電極。led數碼管根據LED的接法不同分 為共陰和共陽兩類。8段led數碼管分為8個顯示段，分別是：a、b、c、d、e、f、g、dp, dp是小數點位段。根據數碼管的驅動方式的不同，可以分為靜態式 和動態式兩類。靜態驅動顯示也稱直流驅動。靜態驅動是指每個數碼管的每一個段碼 都由一個單片機的I/O端口進行驅動，或者使用如BCD碼二-

8、十進制譯碼器 譯碼進行驅動。動態掃描顯示即輪流向各位數碼管送出字形碼和相應的位選，利用發 光管的余輝和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數碼管同時都在顯小OMAX7221是一種集成化的串行輸入 /輸出共陰極顯示驅動器，它連接微處理器與8位數字的7段數字LED顯示，也可以連接條線圖顯示器或者64個獨立的LED。具上包括一個片上的 B型BCD編碼器、多路掃描回路，段 字驅動器，而且還有一個8*8的靜態RAM用來存儲每一個數據。MAX7221顯示驅動芯片的主要功能特點：1.10MHz連續用行口；2 .獨立的LED段控制；3 .高電壓中斷顯示；4 .共陰極LED顯示驅動；5 .限制回轉電流的段驅動來

9、減少EMI。c»pQO o oo q9.53k1,3DIG O-DIG 7niN MAX花19D,N MAX7221-3 0IGTS1213LOAD'CS>CLXSEG A-&SEG DPGN口gND& SEGMENTS圖6 max7221的典型應用電路本設計中，8個8段共陰極數碼管與max7221顯示芯片配合驅動顯示數據。顯示方式為動態顯示。前 4個數碼管顯示水溫數據，精確到 0.1 C。后4個數碼管顯示水 壓數據，精確到0.1kpa。同時可以切換顯示計數的時間，即系統開啟后運行時間的計時。3.6 繼電器的工作原理繼電器是一種電控制器件。它具有控制系統

10、（又稱輸入回路）和被控制系統（又稱輸出回路）之間的互動關系。通常應用于自動化的控制電路中，它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種“自動開關”。當輸入量達到規定值時，繼電器使被控制的輸出電路導通或斷開。繼電器具有動作快、工作穩定、使用壽命長、體積小等優點。廣泛應用于電力保護、自動 化、運動、遙控、測量和通信等裝置中。本設計中，用了兩個電磁繼電器對報警燈回路進行接通或斷開操作。圖7本設計中的繼電器和報警燈的電路圖3.7 供暖水壓水溫系統的原理圖前四位顯示當前溫度歷四位顯示當前水任0950 1590I門-4.供暖水壓水溫系統的軟件設計4.1 系統硬件控制描述1 .控制器用at89c51,12M晶振

11、；2 .采集的水壓數據輸入P0 口；3 .采集的水溫數據輸入P2.7；4 .數碼管、max7221 顯示驅動 P2.0P2.2；5 .adc0808 模數芯片的控制 P2.3P2.5；6 .切換數碼管顯示的按鈕端 P2.6；7 .繼電器控制端 P3.0、 P3.1。4.2 c 程序語言設計自定義的h 文件：#ifndef _MAIN_H_#define _MAIN_H_#include<regx51.h>#include<intrins.h>#include<absacc.h>#define uchar unsigned char#define uint u

12、nsigned int#define addo (260.0/255.0)sbit DIN = P2A0;sbit CS = P2A1；sbit CLK = P2A2;sbit START = P2A3;sbit EOC = P2A4;sbit OE = P2A5;sbit KEY = P2A6;sbit DQ = P2A7;sbit NPN1 = P3A0;sbit NPN2 = P3A1;#endif#ifndef _DISPLAY_H_#define _DISPLAY_H_#include"main.h"extern uchar table8;extern uchar

13、 table18;extern uchar table28;void WriteByte(uchar dat);void MAX7221_WRITE(uchar addr,uchar dat);void MAX7221_Initial(void);void Display(uchar *str);void HEXTOBCD_One(void);void HEXTOBCD_Two(void);#endif#ifndef _DELAY_H_#define _DELAY_H_#include"main.h"void delay_us(uchar n);void delay_ms(

14、uint n);#endif#ifndef _ADC0808_H_#define _ADC0808_H_#include"main.h"uchar ADC0808_READ(void);#endif#ifndef _DS18B20_H_#define _DS18B20_H_#include"main.h"extern uchar flag;void DS18B20_RST(void);uchar DS18B20_READ(void);void DS18B20_WRITE(uchar dat);uint DS18B20_ReadTemp(void);#en

15、dif#ifndef _TIME0_H_#define _TIME0_H_#include"main.h"extern uchar secs;extern uchar minutes;extern uchar hours;void Time0_Initial(void);#endif程序正文：#include"main.h"#include"delay.h"#include"display.h"#include"adc0808.h"#include"ds18b20.h"#in

16、clude"time0.h"uchar ADC0808_READ(void)uchar temp;START = 0;START = 1;START = 0;while(EOC=0);OE = 1;temp = P0;return temp;void delay_us(uchar n)while(n-);void delay_ms(uint n)uchar i;while(n-)for(i=0;i<100;i+);uchar table9 = 15,15,15,15,15,15,15,15;uchar table18 = 1,2,3,4,5,6,7,8;uchar t

17、able28 = 1,2,3,4,5,6,7,8;void WriteByte(uchar dat)uchar i;for(i=0;i<8;i+)DIN = (dat<<i)&0x80)?1:0;CLK = 0;_nop_();CLK = 1;_nop_();void MAX7221_WRITE(uchar addr,uchar dat) CS = 0;WriteByte(addr);WriteByte(dat);CS = 1;void MAX7221_Initial(void)MAX7221_WRITE(0x0A,0x07);MAX7221_WRITE(0x0B,0

18、x07);MAX7221_WRITE(0x0C,0x01);MAX7221_WRITE(0x0F,0x00);MAX7221_WRITE(0x09,0xFF);void Display(uchar *str)uchar i;for(i=0;i<8;i+)MAX7221_WRITE(i+1,stri); void HEXTOBCD_One(void) table10 = hours/10;table11 = hours%10;table12 = 10;table13 = minutes/10;table14 = minutes%10;table15 = 10;table16 = secs/

19、10;table17 = secs%10; void HEXTOBCD_Two(void)uint temp1,temp2;temp1 = DS18B20_ReadTemp();temp2 = (int)(ADC0808_READ()*addo*10);if(temp1>1000)NPN1 = 1;elseNPN1 = 0; if(temp2>1600)NPN2 = 1;elseNPN2 = 0;if(flag=0)table20 = temp1/1000;elsetable20 = 10;table21 = temp1%1000/100;table22 = (temp1%100/

20、10)|0x80;table23 = temp1%10;table24 = temp2/1000;table25 = temp2%1000/100;table26 = (temp2%100/10)|0x80;table27 = temp2%10;uchar flag = 0;void DS18B20_RST(void)DQ = 1;delay_us(4);DQ = 0;delay_us(100);DQ = 1;delay_us(40);uchar DS18B20_READ(void)uchar i,temp = 0;for(i=0;i<8;i+)DQ = 0;temp >>=

21、 1;DQ = 1;if(DQ)temp |= 0x80;delay_us(10);return temp;void DS18B20_WRITE(uchar dat)uchar i;for(i=0;i<8;i+)DQ = 0;DQ = (dat&0x01)?1:0;delay_us(10);DQ = 1;dat >>= 1;uint DS18B20_ReadTemp(void)uchar temp_h,temp_l;uint temp = 0;DS18B20_RST();DS18B20_WRITE(0xcc);DS18B20_WRITE(0x44);DS18B20_RST();DS18B20_WRITE(0xcc);DS18B20_WRITE(0xbe);temp_h = DS18B20_READ();temp_l = DS18B20_READ();temp = temp_l;temp <<= 8;temp |= temp_h;if(temp<0x0fff)flag = 0;elseflag = 1;temp = temp+1;temp = temp*(0.625);return temp;uchar secs = 0;uchar minutes = 0;uchar