专利名称：嵌入式锅炉控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种锅炉用的自动控制装置，尤其是指一种燃油、燃气、 燃煤锅炉的嵌入式的控制器。
背景技术：
目前对大型锅炉的控制一般都是采用计算机控制，将各种监测数据输入到 计算机中，通过计算机对锅炉的运行状况进行监控，来实现锅炉的启动、运行、
联锁、报警等功能。如中国专利申请91111660. 5公开了一种多功能锅炉控制器 是可在室内通过使用微机控制锅炉各项功能的多功能锅炉控制器。此控制器包 括一个无线电遥控器、室内控制器及设在锅炉上的主控制器；对锅炉的控制方 法是通过锅炉主控制器直接控制或者通过室内控制器接收来自无线电遥控器的 功能选择信号及控制信号控制，本控制器并能显示诸如室温，设定温度、计时 装置的累计时间及所选定的各种功能，遇有故障并能自动报警。但是计算机需 要一些复杂的设备和连线的布置，会增加锅炉的制造成本，这种技术的结构也 比较复杂，体积比较庞大。
而对于小型锅炉，由于控制变量少，所以控制器的就结构简单，现在市场 上大部分都是采用电气控制柜直接控制。但是电气控制柜所采用的电气产品相 对于微机控制来说则存在故障率高的缺点，容易出现故障，较难满足锅炉安全 稳定运行的要求。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种微型的嵌入式锅炉控制器，它 可应用于燃油、燃气、燃煤锅炉的自动控制，可实现温度信号测量和数据显示 功能，判断锅炉的运行参数变化，控制电动机的启停，实现事故报警与联锁保护功能，保证锅炉的安全。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是
嵌入式锅炉控制器由进行参数设定的键盘、开关电源、液晶屏、控制单元 构成。键盘为非编码矩阵键盘，开关电源为具有直流12V与5V两种输出的电
源，液晶屏的点阵128X64，可实现字符显示；控制单元包括C8051F020控制 芯片及其外围电路、以及与C8051F020控制芯片连接的电源电路、液晶屏连接 电路、键盘接口电路、开关量输入电路、温度测量电路、开关量输出电路。
本实用新型的控制芯片及外围电路与各电路的具体连接结构为控制芯片 Ul采用有100个引脚并自带模/数与数/模转换引脚的C8051F020芯片，控制芯 片U1的引脚1、 2、 3、 4分别与编程接口 J7及复位电路相连；Ul的引脚10、 13、 38、 63、 89接地；Ul的引脚11、 14、 28、 37、 64、 90与3.3V电源正极相 连；Ul的引脚12、 15、 16、 17分别与并联的电容C3、 C4相连，电容C3、 C4 的另一端接地；Ul的引脚18、 19与两路温度测量电路的输出信号端AD-T1、 AD-T2相连；Ul的引脚26、 27与晶振电路连接；Ul的第39 46引脚与开关 量输入电路相连；Ul的引脚54 49与键盘接口电路连接；Ul的引脚72 65 作为数据传输接口与阻排PR1; Ul的引脚48、引脚78、 79及引脚91、 92同液 晶屏连接电路的接头J10相连；Ul的引脚88 85与开关量输出电路连接；Ul 的其余引脚为备用引脚，不接元件。
本实用新型的控制芯片及外围电路具体连接方式为Ul的引脚l、 2、 3、 4 分别与编程接口 J7的引脚5、 4、 7、 6相连；Ul的引脚2又与电阻R1相连， Rl的另一端与3.3V电源的正极相连接。编程接口 J7的引脚1与3.3V电源相连， J7的引脚2、 3、 9与地相连；Ul的引脚5与电阻R15、电容C2、电阻R14、 3.3V 电源形成Ul的复位电路。晶振电路由电容C5、 C6、电阻R19、晶振Y2 (Y222.1184M晶振)组成，串联的电容C5、 C6和电阻R19、晶振Y2并联连 接，电容C5、 C6之间接地。
本实用新型的键盘接口电路的具体连接结构为Ul的引脚54、 53、 52、 51、50、 49被定义为P30、 P31、 P32、 P33、 P34、 P35，译码器U3的引脚1、 2、 3 分别与P30、 P31、 P32相连，再又分别与电阻R7、 R8、 R9相连，电阻R7、 R8、 R9的另一端与5V电源的正极相连；U3的引脚4、 5、 8接地，引脚6和16接 5V电源；电阻R5、 R6、 R10与5V电源相连。电阻R5、 R6、 R10的另一端与 引脚P35、 P34、 P33相连，并分别与电阻R13、 R12、 Rll相连;电阻R13、 R12、 Rll与接头Jl的引脚8、 9、 IO相连;U3的引脚15、 14、 13、 12、 11、 10、 9 与Jl的1、 2、 3、 4、 5、 6、 7相连。
本实用新型的电源电路的具体连接结构为开关电源的12V电源正、负极 分别与接头J17或J14的引脚1、 2相连。在接头J17、 J14的引脚l、 2之间并 联滤波电容C17、 C7、 C8、 C16、 C15、 C20、 C21;同时，开关电源的5V电源 的正、负极与接头J3的1、 2相连，接头J3引脚1、 2之间连接电阻R23、起电 源指示作用的发光二极管D2;另外，接头J3引脚1、2之间也并联滤波电容Cll、 C12、C18、C22、C23;通过连接三端稳压器U7，可获得直流3.3V电源(VDD3.3V); 在U7的引脚2、 1之间并联滤波电容C13、 C14、 C24、 C25、 C26、 C15。
本实用新型的液晶屏连接电路的具体连接结构为Ul的引脚72、 71、 70、 69、 68、 67、 66、 65被定义为DO、 Dl、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6、 D7， Ul的引 脚78、 79定义为LCD-CD、 LCD-CE， Ul的引脚91、 92定义为WR-S、 RD-S, Ul的引脚88、 87、 86、 85定义为P50、 P51、 P52、 P53。八同相三态收发器 U6的引脚2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9与DO、 Dl、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6、 D7 相连;U6的引脚20接5V电源的正极，引脚19与LCD-CE相连，引脚1与RD-S 相连；U6的引脚18、 17、 16、 15、 14、 13、 12、 11被定义为LCDDO、 LCDD1、 LCDD2、 LCDD3、 LCDD4、 LCDD5、 LCDD6、 LCDD7，并同阻排RP3的引脚 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9相连，阻排RP3的引脚1与5V电源的正极相连；同 时，液晶屏接头J10的引脚2、 18接地，引脚3、 19接5V电源的正极，引脚4 与20之间连接电位器R20， R20又连接5V电源的正极；接头J10的引脚5、 6 连接WR-S、 RD-S，引脚7、 8、 9连接LCD-CE、 LCD-CD、 LCDRST;接头JIO的引脚IO、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17连接LCDD0、 LCDD1、 LCDD2、 LCDD3、 LCDD4、 LCDD5、 LCDD6、 LCDD7。
本实用新型的开关量输入电路的具体连接结构为接头Jll的引脚2、 4、 6、 8、 10、 12、 14、 16接地，引脚l、 3、 5、 7、 9、 11、 13、 15分别与光电耦合器 U8、 U9、 UIO、 Ull、 U12、 U13、 U14、 U15的引脚2相连，电阻R24、 R25、 R26、 R27、 R28、 R29、 R30、 R31的一端与12V电源的正极相连，另一端分别 与发光二极管D3、 D4、 D5、 D6、 D7、 D8、 D9、 D10相连，发光二极管D3、 D4、 D5、 D6、 D7、 D8、 D9、 D10的另一端与光电耦合器U8、 U9、 UIO、 Ull、 U12、 U13、 U14、 U15的引脚1相连；Ul的引脚39、 40、 41、 42、 43、 44、 45、 46作为开关量输入引脚被分别定义为P27、 P26、 P25、 P24、 P23、 P22、 P21、 P20，光电耦合器U8、 U9、 UIO、 Ull、 U12、 U13、 U14、 U15的引脚4分别与 P20、 P21、 P22、 P23、 P24、 P25、 P26、 P27禾目连；光电耦合器U8、 U9、 UIO、 Ull、 U12、 U13、 U14、 U15的引脚4又分别与阻排RP4的2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9相连，阻排RP4的引脚1与接头J4的引脚2相连；接头J4的引脚3接5V 电源的正极，引脚l接地；光电耦合器U8、 U9、 UIO、 Ull、 U12、 U13、 U14、 U15的引脚3接地。
本实用新型的温度测量电路的具体连接结构为接头J8的引脚1与热电阻 (PT100)的一根引线(PT3A)相连，热电阻的另一根引线与引脚2相连，并 接地；PT3A又与电阻R71、滤波电容C27及放大器LM358相连，R71的另一 端接5V电源的正极，C27的另一端接地；放大器采用LM358， U34A、 U34B 由LM358的有关引脚组成，U34A的引脚8接5V电源的正极，引脚4接地， U34A的引脚3与PT3A、电阻R71、电容C27相连，引脚2与电位器R82相连， R82的另一端与电阻R83相连，R83的另一端接地；在U34A的引脚2、 1之间 并联有电容C28、电阻R72， U34A的引脚1与电阻R73相连，R73的另一端接 电容C29与U34B的引脚5，电容C29的另一端接地；U34B的引脚6与电阻 R84相连，R84的另一端与地和电容C31相连；U34B的引脚7与电阻R75相连，R75与电容C31的另一端相连；U34B的引脚6、 7之间并联电阻R74、电容C30、 电位器R85;电阻R75的电压被定义为AD-T1，与控制芯片的引脚18连接。
本实用新型的开关量输出电路的具体连接结构为光电耦合器U25的引脚 1接电阻R44， R44的另一端接5V电源的正极；U25的引脚2接控制芯片Ul 的输出引脚88 (Ul的输出引脚88被定义为P50); U25的引脚4接12V电源的 正极，弓I脚3接电阻R58与八重达林顿反相器U30的引脚1， R58的另一端接 地；八重达林顿反相器U30的引脚18被定义为OUTl，与继电器Zl的线圈相 连，线圈的另一端接12V电源的正极；继电器Z1的线圈两端并联连接有二极管 D17和串联的发光二极管D18与电阻R40;继电器Z1的触点N、 Ol与接头J2 的引脚7、 l相连。
由于采用了上述技术方案，本实用新型所取得的技术进步在于
本实用新型为嵌入式的锅炉控制器，它体积小，结构紧凑，不需要使用计 算机等复杂的设备和连线的布置，可减少锅炉的制造成本。它采用具有100脚 的C8051F020控制芯片，芯片上自带模/数与数/模转换引脚，可实现模拟量输入 与输出功能通过编写控制程序，可使输出引脚的输出状态发生变化，可实现温 度信号测量和数据显示功能，从而实现自动控制功能，判断锅炉的运行参数变 化，控制电动机的启停，实现事故报警与联锁保护功能。它可应用于燃油、燃 气、燃煤锅炉的自动控制，保证锅炉的安全，满足大部分工业锅炉的控制需要。
本实用新型的温度电路采用了两级放大与软件分段线性化结构，把热电阻 两端的电压放大到0 5V，然后通过控制芯片的A/D转换接口，将电压值转换 成数字量，在控制程序中，在PT100分度表的基础上，通过分段线性化方法， 可计算出与该电压值对应的温度值，实现温度测量功能，可提高温度的测量精 度。本实用新型设计了键盘接口电路，并结合单片机C8051F020的内置FLASH 存储器，可修改控制参数的数值，省去了外接存储器，仍能满足工业控制的要 求，提高了产品的稳定性。
图1是本实用新型的C8051F020控制芯片与其外围电路及其它电路的连接 示意图2是本实用新型的键盘接口电路、电压电路、液晶屏连接电路图； 图3是本实用新型的开关量输入电路图4是本实用新型的温度测量电路图，图中画出了两路测温电路； 图5是本实用新型的开关量输出电路图； 图6是本实用新型的总体连接结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详细说明
嵌入式锅炉控制器由键盘、开关电源、液晶屏、控制单元构成。键盘为非 编码矩阵键盘，采用7X3矩阵，共有21个按键，每个按键占有唯一的行与列 的交叉点，通过行列扫描，判断按键的状态，可实现参数设定功能。开关电源 选用可提供直流12V与5V两种输出的电源，为外购产品。液晶屏的点阵128 X64，可实现字符显示，为外购产品。控制单元由控制芯片及外围电路、电源 电路、液晶屏连接电路、键盘接口电路、开关量输入电路、温度测量电路、开 关量输出电路七部分组成。
控制芯片及外围电路如图1所示。控制芯片Ul是C8051F020/2芯片，有 IOO个引脚，依次设定为引脚1 100，自带模/数与数/模转换引脚，可实现模拟 量输入与输出功能通过编写控制程序，可使输出引脚的输出状态发生变化，从 而实现自动控制功能。
其中，控制芯片U1引脚1、 2、 3、 4分别与编程接口 J7的引脚5、 4、 7、 6 相连。控制芯片U1的引脚2又与电阻R1相连，Rl的另一端与3.3V电源的正 极相连接。编程接口 J7的引脚1与3.3V电源相连，J7的引脚2、 3、 9与地相 连。控制芯片U1的引脚5与电阻R15、电容C2、电阻R14、 3.3V电源形成U1 的复位电路。
控制芯片U1的引脚10、 13、 38、 63、 89与地相连，Ul的引脚11、 14、 28、37、 64、 90与3.3V电源正极相连。控制芯片Ul的引脚12、 15、 16、 17分别 与电容C3、 C4相连，电容C3、 C4的另一端接地；Ul的引脚18、 19与两路温 度测量电路的输出信号端AD-T1、 AD-T2相连；Ul的引脚26、 27与晶振电路 连接，晶振电路由电容C5、 C6、电阻R19、晶振Y2 (Y222.1184M晶振)组成， 串联的电容C5、 C6和电阻R19、晶振Y2并联连接，电容C5、 C6之间接地。
控制芯片U1的引脚39、 40、 41、 42、 43、 44、 45、 46被分别定义为P27、 P26、 P25、 P24、 P23、 P22、 P21、 P20,作为开关量输入引脚，并与图3中的开 关量输入电路中的光电耦合器U15、 U14、 U13、 U12、 Ull、 UIO、 U9、 U8的 引脚相连；Ul的引脚48定义为LCD-RST，与图2中的液晶屏接头J10的引脚 9相连，可使液晶屏复位；Ul的引脚54、 53、 52、 51、 50、 49被定义为P30、 P31、 P32、 P33、 P34、 P35，并分别与图2中的键盘接口电路中译码器U3的引 脚l、 2、 3与电阻R10、 R6、 R5相连；Ul的引脚72、 71、 70、 69、 68、 67、 66、 65被定义为D0、 Dl、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6、 D7，当作数据传输接口， 与阻排PR1的引脚2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9相连接，阻排PR1的引脚1接5V 直流电源；Ul的引脚78、 79定义为LCD-CD、 LCD-CE同液晶屏接头J10的 引脚7、 8相连；Ul的引脚91、 92定义为WR-S、 RD-S，与图2中J10的引脚 5、 6相连；Ul的引脚88、 87、 86、 85定义为P50、 P51、 P52、 P53与图5中 的光电耦合器U25、 U26、 U27、 U28的引脚2相连接，控制开关量输出。Ul 的其余引脚不接元件。
上述的键盘接口电路如图2所示。其中译码器U3的引脚1、 2、 3分别与 P30、 P31、 P32相连，再分别与电阻R7、 R8、 R9相连，电阻R7、 R8、 R9的 另一端与5V电源的正极相连；U3的引脚4、 5、 8接地，引脚6和16接5V电 源。电阻R5、 R6、 R10与5V电源相连，电阻R5、 R6、 R10的另一端与引脚 P35、 P34、 P33相连，并与电阻R13、 R12、 Rll相连；电阻R13、 R12、 Rll 与接头J1的引脚8、 9、 IO相连。译码器U3的引脚15、 14、 13、 12、 11、 10、 9与Jl的1、 2、 3、 4、 5、 6、 7相连。P30、 P31、 P32的不同输出状态(高、低电平)，可使YO、 Yl、 Y2、 Y3、 Y4、 Y5、 Y6中的一个引脚输出低电平，而 另外6个引脚输出高电平，并判断P33、 P34、 P35的状态，由此可识别键盘是 否被按下，根据按键情况，并利用单片机C8051F020/2的内置FLASH存储器， 可进行控制参数的设定与存储。
电源电路也绘制在如图2中，开关电源的12V电源正、负极与接头J17或 J14的引脚l、 2相连。在接头J17、 J14的引脚l、 2之间并联电容C17、 C7、 C8、 C16、 C15、 C20、 C21，这些电容起滤波作用。开关电源的5V电源的正、 负极与接头J3的1、 2相连，引脚l、 2之间连接电阻R25、发光二极管D2，可 起到电源指示作用。引脚1、 2之间并联电容C11、 C12、 C18、 C22、 C23，起 到滤波作用。在U7的引脚2、 1之间并联电容C13、 C14、 C24、 C25、 C26、 C15，可起到滤波作用。通过连接三端稳压器U7，可获得直流3.3V电源 (VDD3.3V)。
液晶屏连接电路也绘制在图2中，八同相三态收发器U6的引脚2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9与DO、 Dl、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6、 D7相连。U6的引脚20 接5V电源的正极，引脚19与LCD - CE相连，引脚1与RD - S相连。U6的 引脚18、 17、 16、 15、 14、 13、 12、 11被定义为LCDDO、 LCDD1、 LCDD2、 LCDD3、 LCDD4、 LCDD5、 IXDD6、 LCDD7，并同阻排RP3的弓l脚2、 3、 4、
5、 6、 7、 8、 9相连，阻排RP3的引脚1与5V电源的正极相连。同时，液晶屏 接头J10的引脚2、 18接地，引脚3、 19接5V电源的正极，引脚4与20之间 连接电位器R20， R20又连接5V电源的正极。可通过调节电位器的阻值，来调 节液晶屏的显示效果。接头J10的引脚5、 6连接WR-S、 RD-S，引脚7、 8、 9连接LCD-CE、 LCD-CD、 LCDRST，实现读写时序的控制。接头J10的引 脚IO、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17连接LCDD0、 LCDD1、 LCDD2、 LCDD3、 LCDD4、 LCDD5、 LCDD6、 LCDD7。当U6的引脚19、脚1分别低电平、高电 平时，引脚18、 17、 16、 15、 14、 13、 12、 11的状态分别与引脚2、 3、 4、 5、
6、 7、 8、 9相同，这样可向液晶屏进行数据传输。开关量输入电路如图3所示。图中的接头Jll的引脚2、 4、 6、 8、 10、 12、 14、 16接地，引脚1、 3、 5、 7、 9、 11、 13、 15分别与光电耦合器U8、 U9、 UIO、 Ull、 U12、 U13、 U14、 U15的引脚2相连，电阻R24、 R25、 R26、 R27、 R28、 R29、 R30、 R31的一端与12V电源的正极相连，另一端分别与发光二极 管D3、 D4、 D5、 D6、 D7、 D8、 D9、 D10相连，发光二极管D3、 D4、 D5、 D6、 D7、 D8、 D9、 D10的另一端与光电耦合器U8、 U9、 UIO、 Ull、 U12、 U13、 U14、 U15的引脚l相连。光电耦合器U8、 U9、 UIO、 Ull、 U12、 U13、 U14、 U15的弓l脚4分另U与P20、 P21、 P22、 P23、 P24、 P25、 P26、 P27相连。光电 耦合器U8、 U9、 UIO、 Ull、 U12、 U13、 U14、 U15的引脚4又分别与阻排RP4 的2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9相连，阻排RP4的引脚1与接头J4的引脚2相连。 接头J4的引脚3接5V电源的正极，引脚1接地。当电路需要接低电平或者高 电平时，可将接头J4的引脚短接。光电耦合器U8、 U9、 UIO、 Ull、 U12、 U13、 U14、 U15的引脚3接地。当接头Jll对应引脚(如1与2、 3与4等)接通时， 光电耦合器的发光二极管导通，使三极管接通，光电耦合器的引脚4由高电平 变为低电平，引脚4的状态做为开关量输入信号，输入至控制芯片的相关引脚。
温度测量电路如图4所示，图中绘出了两路温度测量电路。图中的接头J8 的引脚1与热电阻(PT100)的一根引线(PT3A)相连，热电阻的另一根引线 与引脚2相连，并接地。PT3A又与电阻R71相连，R71的另一端接5V电源的 正极。PT3A与R71都和电容C27相连，C27的另一端接地，起滤波作用。放大 器采用LM358， U34A、 U34B由LM358的有关引脚组成。U34A的引脚8接5V 电源的正极，引脚4接地。U34A的引脚3与PT3A、电阻R71、电容C27相连， 引脚2与电位器R82相连，R82的另一端与电阻R83相连，R83的另一端接地。 在U34A的引脚2、 l之间，并联电容C28、电阻R72。 U34A的引脚1与电阻 R73相连，R73的另一端接电容C29与U34B的引脚5，电容C29的另一端接地。 U34B的引脚6与电阻R84相连，R84的另一端与地和电容C31相连。U34B的 引脚7与电阻R75相连，R75与电容C31的另一端相连。U34B的引脚6、 7之 间并联电阻R74、电容C30、电位器R85。电阻R75的电压被定义为AD-Tl， 与控制芯片的引脚18连接。此电路经过两级放大，把热电阻两端的电压放大到0 5V，然后通过控制芯片的A/D转换接口，将电压值转换成数字量，在控制 程序中，在PT100分度表的基础上，通过分段线性化方法，可计算出与该电压 值对应的温度值，实现温度测量功能。第二路温度测量电路结构与原理与上述 情况相同，如图四下半部分所示不再一一叙述。
开关量输出电路如图5所示。本产品设计了 4路开关量输出电路，现介绍 第一路，其它三路的结构与原理与此路相同，只是图中的电器元件的符号不同。 光电耦合器U25的引脚1接电阻R44， R44的另一端接5V电源的正极。U25的 引脚2接控制芯片的输出引脚88 (被定义为P50)。 U25的引脚4接12V电源的 正极，引脚3接电阻R58与八重达林顿反相器U30的引脚1， R58的另一端接 地。U30的引脚18被定义为OUT1，与继电器Z1的线圈相连，线圈的另一端接 12V电源的正极。继电器Z1的线圈两端并联发光二极管D18与电阻R40，线圈 两端又并联二极管D17。继电器Z1的触点N、 01与接头J2的引脚7、 l相连。 当P50为高电平时，光电耦合器U25的发光二极管没有电流通过，引脚3、4之 间为断路状态，U30的引脚l为低电平，OUTl为高电平，因此，继电器Z1的 线圈不能吸合，触点N、 Ol之间为断开状态。当P50为低电平时，光电耦合器 U25的发光二极管有电流通过，引脚3、 4之间连通，U30的引脚l为高电平， OUTl为低电平，因此，继电器Z1的线圈吸合，触点N、 Ol之间为连通状态。 这样就可以实现电气开关控制。
权利要求1、一种嵌入式锅炉控制器，包括控制单元以及与控制单元连接的开关电源、液晶屏、键盘，其特征在于控制单元包括具有100个引脚并自带模/数与数/模转换引脚的控制芯片(U1)及其外围电路、以及与控制芯片连接的电源电路、液晶屏连接电路、键盘接口电路、开关量输入电路、温度测量电路、开关量输出电路。
2、 根据权利要求1所述的嵌入式锅炉控制器，其特征在于所述控制芯片及 其外围电路与各电路的具体连接结构为控制芯片的前四个引脚分别与编程接 口相连， 一个引脚复位电路相连，控制芯片中相应设置有五个引脚接地、六个 与3.3V电源正极相连的引脚，控制芯片的引脚中有四个分别连接有并联后接地 的滤波电容，两个引脚连接晶振电路；控制芯片的两个引脚与两路温度测量电 路的输出信号端相连，八个引脚与开关量输入电路相连，六个引脚与键盘接口 电路连接，五个引脚同液晶屏连接电路相连，四个引脚与开关量输出电路连接， 八个引脚作为数据传输接口与阻排相连；控制芯片的其余引脚不接元件。
3、 根据权利要求1或者2所述的嵌入式锅炉控制器，其特征在于所述控制 芯片的外围电路包括复位电路、晶振电路、编程接口电路，控制芯片(Ul)与 外围电路的连接方式为控制芯片(Ul)的引脚(1、 2、 3、 4)分别与编程接 口 (J7)的引脚(5、 4、 7、 6)相连，编程接口 (J7)的引脚(1)以及控制芯 片(Ul)的引脚(2)均与3.3V电源相连，编程接口 (J7)的其余引脚(2、 3、 9)接地；控制芯片(Ul)的一个引脚(5)与电阻(R14、 R15)、电容(C2)、 3.3V电源组成的复位电路连接；控制芯片(Ul)的两个引脚(26、 27)与由电 容(C5、 C6)、电阻(R19)、晶振(Y2)组成的晶振电路连接。
4、 根据权利要求1或者2所述的嵌入式锅炉控制器，其特征在于所述键盘 接口电路包括与控制芯片(Ul)的相应引脚(54、 53、 52)分别相连的译码器(U3)，与控制芯片(Ul)相连的译码器(U3)的引脚(1、 2、 3)上分别连接有电阻(R7、 R8、 R9)，电阻(R7、 R8、 R9)的另一端以及译码器(U3)的两 个引脚(6和16)都与5V电源的正极相连，译码器(U3)的三个引脚(4、 5、 8)接地；译码器(U3)的另外的引脚与接头(Jl)连接，译码器(U3)与5V 电源的正极相连的一个引脚与接头(Jl)之间设置有三路与控制芯片(Ul)相 连电阻(R5和R13、 R6和R12、 R10和R11)。
5、 根据权利要求1或者2所述的嵌入式锅炉控制器，其特征在于所述电源 电路包括连接在开关电源的12V电源正、负极之间的并联滤波电容(C17、 C7、 C8、 C16、 C15、 C20、 C21)、与开关电源的5V电源的正、负极连接三端稳压 器(U7)， 5V电源的正、负极和三端稳压器(U7)接地引脚(1)与输入引脚(3) 之间连接有串联的电阻(R23)和发光二极管(D2)以及与电阻和发光二极管并 联的滤波电容(Cll、 C12、 C18、 C22、 C23)，在三端稳压器(U7)的接地引 脚(1)与输出引脚(2)之间并联滤波电容(C13、 C14、 C24、 C25、 C26、 C15)。
6、 根据权利要求1或者2所述的嵌入式锅炉控制器，其特征在于所述液晶 屏连接电路包括与控制芯片(UO的引脚相应连接的八同相三态收发器(U6)， 八同相三态收发器(U6)上连接有阻排(RP3)、液晶屏接头(JIO)，液晶屏接 头(J10)上设置有接地的引脚和接5V电源的正极的引脚以及连接电位器(R20) 的引脚；八同相三态收发器(U6)设有接5V电源的正极引脚和接地引脚，其 余引脚被定义为与液晶屏、控制芯片(Ul)相应的接口。
7、 根据权利要求1或者2所述的嵌入式锅炉控制器，其特征在于所述开关 量输入电路包括八个光电耦合器(U8、 U9、 UIO、 Ull、 U12、 U13、 U14、 U15)， 每个光电耦合器的一个引脚(1)分别通过发光二极管和电阻与12V电源的正极 相连，每个光电耦合器的一个引脚(4)分别与被定义为开关量输入引脚控制芯 片(Ul)的相应引脚以及阻排(RP4)的引脚对应相连；每个光电耦合器的引 脚(3)接地。
8、 根据权利要求1或者2所述的嵌入式锅炉控制器，其特征在于所述温度 测量电路包括通过接5V电源正极的电阻(R71)、接地的电容(C27)与热电阻相连的放大器(LM358)，放大器(LM358)的第一级放大器(U34A)的输出 端与第二级放大器(U34B)的输入端之间连接有电阻、滤波电容及电位器，第 二级放大器的输入端上连接有与控制芯片(Ul)的引脚连接的电阻(R75)。
9、根据权利要求1或者2所述的嵌入式锅炉控制器，其特征在于所述开关 量输出电路包括八重达林顿反相器(U30)、与八重达林顿反相器(U30)相应 引脚连接的四路分别与12V电源正极连接的光电耦合器及继电器，每路光电耦 合器的一个引脚还通过电阻接5V电源的正极，另一个引脚接控制芯片(Ul)， 八重达林顿反相器(U30)与光电耦合器的接点通过电阻接地；每路继电器的线 圈两端并联连接有二极管和串联的发光二极管与电阻。
专利摘要本实用新型公开了一种嵌入式锅炉控制器，包括控制单元、与控制单元连接的开关电源、液晶屏以及进行参数设定的键盘，控制单元包括具有100个引脚并自带模/数与数/模转换引脚的控制芯片及其外围电路、以及与控制芯片连接的电源电路、液晶屏连接电路、键盘接口电路、开关量输入电路、温度测量电路、开关量输出电路。它可应用于燃油、燃气、燃煤锅炉的自动控制，并可完成事故报警与联锁保护功能，它可实现对两路温度信号测量，测量精度高，并有液晶屏数据显示功能，可判断锅炉的运行参数变化，控制交流电动机的启停，从而实现锅炉的安全保护与自动控制功能。它体积小，结构紧凑，直接安装在锅炉控制柜上，可减少锅炉的制造成本。
文档编号F22B35/00GK201298154SQ200820106490
公开日2009年8月26日 申请日期2008年11月11日 优先权日2008年11月11日
发明者刘淑明, 夏士涛, 杨宝栓, 杨静涛, 伟 王, 王富强, 窦海平, 峰 高, 高志颖 申请人:河北华信锅炉集团有限公司