51單片機(jī)在鍋爐水處理控制中的應(yīng)用

1．2 工藝過程對自動系統(tǒng)的要求
根據(jù)需要各個工位的運行時間長度不同。要求控制系統(tǒng)應(yīng)能夠設(shè)置、修改、存儲各工位的運行時間長度，并能按照設(shè)置的各工位時間長度自動切換工作流程，控制各閥門的開關(guān)。并且能夠隨時手動干預(yù)當(dāng)前工位使之快速進(jìn)入下一個工位。
配合水位檢測器，系統(tǒng)應(yīng)能自動檢測存儲軟化水容器的水位高低。達(dá)到上限時，系統(tǒng)應(yīng)能自動停止運行，達(dá)到下限應(yīng)能自動啟動系統(tǒng)重新運行。水處理不管在怎樣的情況下停止，設(shè)置的數(shù)據(jù)不能丟失，停止之前的運行狀態(tài)應(yīng)能保存下來，重新運行時接著原來的狀態(tài)運行。面板顯示當(dāng)前系統(tǒng)所處狀態(tài)：停機(jī)或運行；四個工位的哪個工位在運行，相應(yīng)的指示燈亮；當(dāng)前工位所剩時間長度等。面板設(shè)計如圖2所示。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
2．1 單片機(jī)的選擇
本控制系統(tǒng)采用C8051F2xx系列的混合信號系統(tǒng)級MCU芯片，兼容8051內(nèi)核，有8 KB的FLASH存儲器還有硬件實現(xiàn)的UART和SPI串行接口。片內(nèi)還集成了VDD監(jiān)視器，看門狗WDT和時鐘振蕩器。芯片功能強(qiáng)大，簡化了硬件部分，省去了不必要的外圍芯片設(shè)計。
2．2 顯示與按鍵功能設(shè)計
根據(jù)要求本系統(tǒng)顯示柱號、工位號和分鐘內(nèi)容。這些內(nèi)容都是數(shù)字。所以采用LED數(shù)碼管作為顯示器即可。為了簡化顯示，每一工位的運行時間精確到分，設(shè)置最長時間到百位，因而，采用三位數(shù)碼管顯示時間。再用一位顯示工位號和柱號，共四位。運行時，顯示當(dāng)前運行柱號及當(dāng)前工位所剩時間；設(shè)置時，顯示當(dāng)前要設(shè)置的工位號及設(shè)置的時分。當(dāng)前運行工位時間采用倒計時顯示。除了數(shù)碼管顯示器，面板上還要有7個發(fā)光二極管指示當(dāng)前的各種工作狀態(tài)。
設(shè)置(修改)各工位運行時間，系統(tǒng)需要有按鍵，本系統(tǒng)共設(shè)計5個按鍵。這些鍵有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)了選位，移位，設(shè)置時間和位號，復(fù)位等強(qiáng)大功能。在設(shè)置期間，整個軟化水系統(tǒng)照常運行。只是顯示器暫時不顯示當(dāng)前運行工位號及所剩時間，而改為顯示所設(shè)置值罷了。
2．3 時間的獲取與設(shè)置值的存儲
系統(tǒng)整個工作流程是按照設(shè)定的時間間隔，控制各工位的輪換，這都由內(nèi)部時鐘來提供參考時間。通過按鍵設(shè)置的工位時間長度能保存起來，由數(shù)據(jù)存儲器來保存。這些功能結(jié)合起來在一個芯片上實現(xiàn)，以便減少芯片數(shù)量，簡化硬件設(shè)計，提高了系統(tǒng)抗干擾性能。