基于液晶显示器的电加热控制器设计.docx
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基于液晶显示器的电加热控制器设计
基于液晶显示器的电加热控制器设计
设计总说明
本设计研究的是基于大屏幕液晶显示全自动电加热系统,它可以设定四个温度段与一个常温段,可以设定温度段的温度值、起始时间、终止时间,还具有时钟调校功能,能够显示当前时间值,可作为数字钟。
该控制器还具有超压、超温、缺水等安全保护,能够让用户放心地使用。
随着电力工业的发展,电力出现过剩,用电政策由限制用电向鼓励合理用电转变;再加上环保要求越来越高,在主要大中城市中的能耗大、热效率低、污染严重的小型燃煤锅炉都将面临淘汰的命运。
面对这样的能源政策和环保政策,电加热锅炉以其特有的优势跃居前台。
目前,市场上只有根据设定温度进行控制的电锅炉温控仪表,而具有可以分时段控制的电锅炉控制器则非常少,所以我们设计的这种电锅炉控制器可以根据需要分时段地控制电锅炉。
本系统比较适合在离城市供暖管线比较远的别墅,农村等自己使用取暖设备的地方,不但比烧煤等取暖方法更方便更环保之外,而且还可以根据需要进行控制。
在需要加热时就控制电锅炉加热,不需要时就设定电锅炉停止工作,真正实现了无人操作。
本系统的设计采用先进的液晶显示技术提供给用户一个友好的界面,使操作者可以方便地根据界面的提示操作,避免出现误操作。
这样不仅可以满足人们的生活的需要,也节省一部分的电能。
本设计的提出是基于大屏幕液晶显示,利用单片机STC89C516RD+控制的电加热控制器的设计。
硬件电路部分,采用LM35作为温度传感器,将感应到的温度的变化转变成电压值的变化,经模数转换器ADC0809将模拟量转换成数字量输入单片机。
单片机选用最常用的STC89C516RD+,存储器选用E2PROMAT93C46作为存储器,用于存储系统的设定值,即各时间段的温度值、起始时间、终止时间等。
AT93C46还具有很强的抗干扰性能,在外界环境有干扰的情况下,存储内容也不会发生变化。
显示部分采用大屏幕液晶显示器SMG12864,界面非常友好,方便的菜单驱动很难发生误操作。
利用实时时钟DS12887产生当前时间,使系统除了可以作为锅炉的控制器还具有了时钟功能,并可通过编程修改当前值,这样即使在显示时间与当前时间不符的情况下,也可以方便地更改DS12887中的内容。
键盘采用了独立式键盘,因为本设计采用液晶显示,菜单驱动,所用键的数量很少,只有五个独立式键盘使接口电路变的很简单。
输出部分采用了光耦输出,光电耦合技术具有很高的抗干扰性能,它有效地隔离了输入和输出部分,可以提高系统的抗干扰性。
系统的软件是根据系统的功能要求而设计的,主要结合硬件电路设计电加热控制器的主程序、模拟量输入子程序、模拟量输出子程序、键盘子程序、液晶显示子程序等。
本设计是采用51单片机C语言编程,模块化程序设计,主要模块有:
主程序、模拟量输入/输出程序、读键盘及键盘处理程序、读时间及AT93C46程序、显示及参数设定程序,以单片机STC89C516RD+为控制核心,利用ADC0809、DS12887、AT93C46、SMG12864等芯片来实现整个系统控制。
通过LM35传感器检测被测量的温度,经过放大器,对信号进行放大,再经过A/D转换器把模拟信号转换成数字信号,然后再传送给单片机。
单片机根据设定温度对加热器进行控制,使加热器内温度保持为设定温度。
并用单片机的AD0~AD7口来接收温度的数字信号,单片机定时扫描键盘并根据键盘输入对应的时间段和温度段进行设置,并在用显示器显示,此外,控制器还可以对温度进行分时段控制,根据需要设定不同的时间段及其该时间段的设定温度。
输出控制采用开关量分级逐次输出方式。
控制器还具有报警电路,如果电加热器缺水、过压、超温等,报警电路报警,同时切断电源。
本设计采用SMG12864大屏幕液晶显示器作为液晶显示模块,能够把温度曲线、设定的时间段和温度值显示出来。
设计中还采用E2PROM93C46用于存储设定数据,通过时钟芯片DS12887对时间进行读取,用以确定时间段。
本设计所研究的是基于液晶显示器电加热控制器的设计。
首先,确定温度传感器,将感应到的温度变化转变成电压的变化。
经模数转换器将模拟量转换成数字量。
然后,结合光电耦合器通过单片机控制继电器输出。
选择E2PROM存储器用于存储控制器的设定值,即各时间段的温度值、起始时间、终止时间等。
采用大屏幕液晶显示器显示设定的温度曲线、设定的温度段和温度值。
利用时钟芯片对时间进行读取。
最后,设计键盘电路用于与单片机进行通信。
关键词:
STC89C516RD+单片机;温度传感器;单片机;模数转换器;存储器;键盘;液晶显示器
TheDesignofElectiveHeatingControllerBasedonLCD
Introduction
Thedesignstudyisbasedonlarge-screenliquidcrystaldisplayautomaticelectricheatingsystem,whichcansetthetemperaturerangewithatemperatureoffoursegments,youcansetthetemperaturerangeofthetemperature,starttime,endtime,alsohasaclockadjustmentfunctionthatdisplaysthecurrenttimevaluecanbeusedasdigitalclock.Thecontrolleralsohasover-pressure,overtemperature,waterandothersecurityprotectionthatallowsuserstosafelyuse.Withthedevelopmentofpowerindustry,electricpowersurplus,limiteduseofelectricitybytheelectricitypolicytoencouragetherationaluseofelectricitytochange;coupledwithincreasingenvironmentalrequirements,inthemaincitiesoftheenergyconsumption,lowthermalefficiency,pollutionSmallcoal-firedboilersareseriousfacedemise.Facedwithsuchenergypoliciesandenvironmentalpolicies,electricheatingboilerfrontranksofitsuniqueadvantages.Currently,themarketsetthetemperaturecontrolonlyonthebasisofelectricboilertemperaturecontroller,whichcanbedividedwiththetimecontrolofelectricboilercontrollerisverysmall,sowedesignedthiselectricboilercontrollercancontrolthetimeneededpointselectricboiler.Thesystemissuitableforheatinginthepipelinefartherawayfromthecity'svillas,rural,etc.wheretheiruseofheatingequipment,coalandotherheatingmethodshavenotonlymoreconvenientthanmoreenvironmentallyfriendly,butalsocanbecontrolledasneeded.Theneedtocontrolelectricheatingboilerheatingboilerswhennotneededtosetthepowertostopworking,trulyunattendedoperation.Thesystemdesignusesadvancedliquidcrystaldisplaytechnologyprovidestheuserwithafriendlyinterfacethatallowstheoperatortoeasilyinterfacepromptsaccordingtoavoidmisuse.Thiswillnotonlymeettheneedsofpeople'slives,butalsopartoftheenergysavings.Theproposeddesignisbasedonlarge-screenLCDdisplay,theuseofSCMSTC89C516RD+controlledelectricheatingcontroller.Hardwarecircuit,useLM35astemperaturesensor,thesensortotemperaturechangesintovoltagechanges,theADCADC0809convertstheanalogmicrocontrollerdigitalinput.MCUselectionofthemostcommonlyusedSTC89C516RD+,memoryuseE2PROMAT93C46asamemoryforstoringsystemsettings,thatis,thetemperatureofthetime,starttime,endtime.AT93C46alsohasastronganti-interferenceperformance,interferenceintheexternalenvironment,thestoragecontentwillnotchange.Showsomeuselarge-screenliquidcrystaldisplaySMG12864,theinterfaceisveryfriendlyandconvenientmenu-drivenhardplacemisuse.GeneratedbythecurrenttimeDS12887realtimeclock,thesystemcanbeusedasboilercontrollerinadditionalsohasaclockfunction,andcanbeprogrammedtomodifythecurrentvalue,soevenifthedisplaytimeandthecurrenttimedoesnotmatchthecircumstances,itcaneasilychangetheDS12887content.Stand-alonekeyboardusingthekeyboard,becausethisdesignusesaliquidcrystaldisplay,menu-driven,theuseofasmallnumberofkeys,onlyfiveseparatekeyboardtotheinterfacecircuitbecomesverysimple.Optocoupleroutputispartlybasedontheoutput,optocouplertechnologywithahighanti-interferenceperformance,whicheffectivelyisolatestheinputandoutputsection,youcanimprovethesysteminterference.Systemsoftwareisbasedonthefunctionalrequirementsofthesystemdesignedmainlyhardwaredesigncombinedwithelectricheatingcontrollermainprogram,subroutineanaloginput,analogoutputsubroutine,subroutineskeyboard,LCDdisplayroutinesandsoon.Thisdesignproposedoneplanreferringtousingsingle-chipmicrocomputerSTC89C516RD+tocontroltheconstanttemperatureelectricheatingcontrolsystemwhichisbasedonthelargeLCD.Thisdesignuses51single-chipmicrocomputerClanguagetoprogram,modularizedprogramdesign,themainmoduleincludes:
Themainprogram,theanaloginput/outputprogram,readingthekeyboardandthekeyboarddisposalprogram,readingthetimeandAT93C46program,thedemonstrationandtheparametersetupprogram.Thisdesigntakessingle-chipmicrocomputerSTC89C516RD+asthecontrollingcore,UsingADC0809,DS12887,AT93C46,SMG12864soastorealizethewholesystemcontrol.TheLM35sensorexaminesthetemperature.Andthensignalsgothroughtheamplifier,toachievetheenlargement.AnalogsignalsareconvertedintodigitalsignalsthroughA/Dconversion.AtlasttheyaretransmittedtotheMCU.Themonolithicintegratedcircuitcarriesonthecontroltotheheateraccordingtothehypothesistemperature,tomaintainthetemperatureintheheaterwhichissetted.ReceivesthetemperaturedigitalsignalwithAD0~AD7portsofsingle-chipmicrocompyter,thesingle-chipmicrocomputerscansthekeyboardregularlyandsetsthetimesectionandthetemperaturesectionaccordingtothekeyboardinput,thendisplaystheinformationthroughtheLCD.Inaddition,Thecontrollermayalsocarryintervalcontrolontheminutetimetothetemperature,accordingtotheneedsofdifferenttimesectionsandthetimesectionhypothesistemperatureareestablished.Theoutputcontrolusesaquantityofswitchestooutputgradually.Thecontrolleralsohasthealarmcircuit,Iftheelectricheaterlacksthewater,orgetsoverthevoltage,orgetsoverthesettedtemperature,thealarmcircuitreportsandcutoffthepowersupply.ThisdesignusestheSMG12864largescreenliquid-crystaldisplay,anditcandisplaythetemperaturecurve,thehypothesistimesectionandthetemperaturevaluedemonstrates.ThisdesignalsousesE2PROM93C46tosavethehypothesisdata,readingthetimethroughclockchipDS12887toassurethetimesection.Thedesignstudyisbasedontheliquidcrystaldisplaycontrollerdesignofelectricheating.First,determinethetemperaturesensor,thesensortotemperaturechangesintovoltagechanges.TheADCconvertstheanalogdigital.Then,bycombiningopticalcouplerSCMcontrolrelayoutputs.SelectE2PROMmemoryforstoringthecontrollersettings,thetemperatureofeachtimeperiod,starttime,endtime.Large-screenLCDdisplaywiththesettemperaturecurve,thesettemperaturerangeandtemperature.Usingthetimeclockchiptoread.Finally,thedesignofthekeyboardcircuitusedtocommunicatewiththemicrocontroller.
Keywords:
STC89C516RD+single-chipmicrocomputer;temperaturesensor;microcontroller;ADC0809;Keyboard;memory;LCD
Introduction
3.1.3资源分配
6显示电路
6.1SMG12864芯片介绍
6.1.1SMG12864功能介绍
6.1.2SMG12864各个管角说明
6.1.3SMG12864串行连接时序图
6.2SMG12864与单片机接口电路
774LS165八位移位寄存器
7.174LS165芯片介绍
7.1.174LS165功能介绍
7.1.274LS165各个管角说明
7.1.374LS165功能表
7.274LS165与单片机接口电路
874LS1383线-8线译码器
7.174LS138芯片介绍
7.1.174LS138功能介绍
7.1.174LS138各个管角说明
7.274LS138与单片机接口电路
1绪论
1.1选题背景
目前我国的锅炉多以燃煤和燃油为主。
燃料燃烧时产生大量的废气和废渣,对环境造成了严重的污染,并且给人们的生产和生活带来了巨大的危害。
随着电力工业的不断发展,人们逐渐采用电能替代能源。
针对燃煤和燃油锅炉所存在的问题,我们开发了电锅炉控制器。
我国的电加热锅炉在10多年前问世,由于受到当时电力因素的制约,发展非常缓慢,只有几个非锅炉行业的厂家在生产。
1998年以来,特别是2000年,电热锅炉市场迅速发展。
行业内许多厂家都已经或者正在准备生产电热锅炉。
电热锅炉是一种机电一体化的高新技术产品,可将电能直接转化成热能,具有热效率高、体积小、无污染、噪声小、运行安全可靠、供热稳定、自动化程度高等优点,是理想节能环保型的供暖设备。
电加热供热技术是对利用电能作为供热源实现供热技术的总称。
电加热供热产品是将电能转换为热能的能量转换装置。
一般来讲,分为电阻式电热转换和电磁式电热转换。
电阻式电热转换技术是以电能作为能源,利用电加热管、电加热棒等金属电阻,碳纤维膜电热板条、陶瓷发热棒等非金属电阻以及电极式水介质电阻作为电热转换元件,使电能转换为热能。
电磁式电热转换技术是利用感应线圈等电磁转换设备,使电能转换为磁能,再转换为热能。
所有这些加热元件直接或间接将水或者其他介质加热到一定的温度供热用户使用,当然电加热装置除产生蒸汽和热水外,还可以产生过热蒸汽。
这种能量转换装置,我们称之为电加热装置,若这种装置用于传统锅炉供热范围时,也称为电加热锅炉。
电加热锅炉的控制与燃煤和燃油锅炉的控制有很大的不同。
由于起步较晚,国内电热锅炉的控制水平不高,主要表现在算法简单、粗糙,造成温度控制效果不佳,易产生输出控制量的振荡,系统压力不稳定的现象,而且自动化程度不高。
因此,电热锅炉控制存在较大难度。
本设计研究的是基于大屏幕液晶显示全自动电加热系统,它可以设定四个温度段与一个常温段,可以设定温度段的温度值、起始时间、终止时间,还具有时钟调校功能,能够显示当前时间值,可作为数字钟。
该控制器还具有超压、超温、缺水等安全保护,能够让用户放心地使用。
随着电力工业的发展,电力出现过剩,用电政策由限制用电向鼓励合理用电转变;再加上环保要求越来越高,在主要大中城市中的能耗大、热效率低、污染严重的小型燃煤锅炉都将面临淘汰的命运。
面对这样的能源政策和环保政策,电加热锅炉以其特有的优势跃居前台。
电锅炉突出优点如下:
1.电锅炉全套设备占地面积小,不需烟囱、燃料渣堆
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- 基于 液晶显示器 加热 控制器 设计