單片機(jī)熱水器水溫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-06-22 13:07 本頁(yè)面
【正文】 30:ALE/當(dāng)訪問(wèn)外部程序器時(shí)，ALE(地址鎖存)的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)，ALE端將有一個(gè)1/6時(shí)鐘頻率的正脈沖信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以用于識(shí)別單片機(jī)是否工作，也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)鐘向外輸出。更有一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器，ALE會(huì)跳過(guò)一個(gè)脈沖。如果單片機(jī)是EPROM，在編程其間，將用于輸入編程脈沖。Pin29:當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此腳輸出負(fù)脈沖選通信號(hào)，PC的16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在P0和P2口上，外部程序存儲(chǔ)器則把指令數(shù)據(jù)放到P0口上，由CPU讀入并執(zhí)行。Pin31:EA/Vpp程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通線，8051和8751單片機(jī)，內(nèi)置有4kB的程序存儲(chǔ)器，當(dāng)EA為高電平并且程序地址小于4kB時(shí)，讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器指令數(shù)據(jù)，而超過(guò)4kB地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。如EA為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲(chǔ)器指令。顯然，對(duì)內(nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器的8031,EA端必須接地。 軟件介紹 介紹PROTEL99SE是一個(gè)全32位的電路板設(shè)計(jì)軟件，使用該軟件可以容易地設(shè)計(jì)電路原理圖、畫元件圖、設(shè)計(jì)電路板圖、畫元件封裝圖和電路仿真。在這里主要用它來(lái)繪制電路原理圖和生成印制電路板。原理圖的設(shè)計(jì)步驟如下：編輯和調(diào)整。編輯元件的屬性。包括元件名、參數(shù)、封裝圖等。調(diào)整元件和導(dǎo)線的位置等操作。對(duì)電路板的設(shè)計(jì)主要分為以下幾個(gè)步驟；人工布線是畫電路板的基礎(chǔ)，但比較耗時(shí)和費(fèi)力，另外由于自身經(jīng)驗(yàn)的不足，只得先采用自動(dòng)布線，在此基礎(chǔ)上作了適當(dāng)?shù)男薷?。編寫完程序后即可使用匯編軟件對(duì)程序進(jìn)行編譯了，本設(shè)計(jì)所使用的編譯軟件是Keil51，其步驟如下：1 源文件的建立使用菜單“FileNew”或者點(diǎn)擊工具欄的新建文件按鈕，即可在項(xiàng)目窗口的右側(cè)打開一個(gè)新的文本編輯窗口，在該窗口中輸入要調(diào)試的匯編語(yǔ)言源程序，保存該文件。2 建立工程文件點(diǎn)擊“ProjectNew Project… ”菜單，在出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框中，輸入一個(gè)工程文件名，不需要擴(kuò)展名。點(diǎn)擊“保存”按鈕。3 工程的詳細(xì)設(shè)置工程建立好以后，還要對(duì)工程進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)置，以滿足要求。首先點(diǎn)擊左邊Project 窗口的Target 1，然后使用菜單“ProjectOption for target ‘target1’”即出現(xiàn)對(duì)工程設(shè)置的對(duì)話框，對(duì)部分內(nèi)容進(jìn)行必要的設(shè)置改即可，不過(guò)大部份設(shè)置項(xiàng)都是取默認(rèn)值。4 編譯、連接在設(shè)置好工程后，即可進(jìn)行編譯、連接。選擇菜單ProjectBuild target，對(duì)當(dāng)前工程進(jìn)行連接，如果當(dāng)前文件已修改，軟件會(huì)先對(duì)該文件進(jìn)行編譯，然后再連接以產(chǎn)生目標(biāo)代碼；如果選擇Rebuild All target files 將會(huì)對(duì)當(dāng)前工程中的所有文件重新進(jìn)行編譯然后再連接，確保最終生產(chǎn)的目標(biāo)代碼是最新的，而Translate … .項(xiàng)則僅對(duì)該文件進(jìn)行編譯，不進(jìn)行連接。3系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用高清晰度數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示水溫，范圍0～1O2℃ ；(2)可用鍵盤方便地設(shè)定水溫，并顯示設(shè)定的溫度；(3)按設(shè)定溫度加熱0102度的水溫，并具有保溫功能由于本設(shè)計(jì)的溫度測(cè)溫電路，可以使用熱敏電阻Pt100其感溫效應(yīng)，Pt100溫度傳感器為正溫度系數(shù)熱敏電阻傳感器，主要技術(shù)參數(shù)如下： 測(cè)量范圍：200℃～+850℃； 2 、允許偏差值△℃：A級(jí)177。（＋│t│）， B級(jí)177。（＋│t│）； 3 、熱響應(yīng)時(shí)間 30s； 最小置入深度：熱電阻的最小置入深度≥200mm； 允通電流 ≤ 5mA。 另外，Pt100溫度傳感器還具有抗振動(dòng)、穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高、耐高壓等優(yōu)點(diǎn)。 鉑熱電阻的線性較好，在0~100攝氏度之間變化時(shí)。鉑熱電阻阻值與溫度關(guān)系為式中，A = ；B = ；C = ?？梢奝t100在常溫0~100攝氏度之間變化時(shí)線性度非常好，其阻值表達(dá)式可近似簡(jiǎn)化為：RPt=100（1+At），當(dāng)溫度變化1攝氏度。 下表為Pt100在0℃~100℃的分度表傳感器電路包括傳感器測(cè)量電橋和放大電路兩部分，圖31傳感器放大電路RRR4和Pt100組成傳感器測(cè)量電橋，為了保證電橋輸出電壓信號(hào)的穩(wěn)定性。從電橋獲取的差分信號(hào)通過(guò)兩級(jí)運(yùn)放放大后輸入單片機(jī)。電橋的一個(gè)橋臂采用可調(diào)電阻R3，通過(guò)調(diào)節(jié)R3可以調(diào)整輸入到運(yùn)放的差分電壓信號(hào)大小，通常用于調(diào)整零點(diǎn)。 放大電路采用LM358集成運(yùn)算放大器，為了防止單級(jí)放大倍數(shù)過(guò)高帶來(lái)的非線性誤差，放大電路采用兩級(jí)放大，如圖 12所示，前一級(jí)約為10倍，后一級(jí)約為3倍。溫度在0~100度變化，當(dāng)溫度上升時(shí)，Pt100阻值變大，輸入放大電路的差分信號(hào)變大，放大電路的輸出電壓Av對(duì)應(yīng)升高。 這種設(shè)計(jì)需要用到A/D轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩。 進(jìn)而考慮到用溫度傳感器，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感器DS18B20，此傳感器特性如下DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線制數(shù)字溫度傳感器；溫度測(cè)量范圍為－55℃～＋125℃,可編程為9位～12位A/D轉(zhuǎn)換精度，℃，被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)到一起，CPU只需一根數(shù)據(jù)線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。以上特點(diǎn)使DS18B20非常適用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)從以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡(jiǎn)單，軟件設(shè)計(jì)也比較簡(jiǎn)單，故采用了方案二。示。4系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)控制器的最主要目的是對(duì)水溫進(jìn)行控制，除此之外還實(shí)現(xiàn)下述功能：1)實(shí)時(shí)顯示水溫，范圍為0~99℃2)可在20~80℃范圍任意設(shè)定水溫3)具有預(yù)約功能，24h 任意設(shè)定開機(jī)時(shí)間4)具有LED 數(shù)碼顯示實(shí)時(shí)溫度，進(jìn)行設(shè)定操作時(shí)閃爍顯示設(shè)定水溫、時(shí)間，并有預(yù)約、保溫/加熱指示5)可隨時(shí)察看和校正系統(tǒng)時(shí)鐘6)配有遙控器，控制更加簡(jiǎn)單方便7)超溫?cái)嚯姳Ｗo(hù)并報(bào)警功能電路設(shè)計(jì)的硬件電路圖如下：圖41系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件框圖4．2系統(tǒng)整體硬件電路 主板電路系統(tǒng)整體硬件電路包括，傳感器數(shù)據(jù)采集電路，溫度顯示電路，上下限報(bào)警調(diào)整電路，控制電路，單片機(jī)主板電路等，如圖所示圖41主板電路圖顯示電路采用四位共陽(yáng)LED數(shù)碼管，利用7447驅(qū)動(dòng)段、74HC138驅(qū)動(dòng)位，通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)數(shù)碼顯示。此方式簡(jiǎn)單方便。其電路圖如下所示圖42顯示部分電路圖：復(fù)位電路雖然簡(jiǎn)單，但其作用非常重要。一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)能復(fù)正常運(yùn)行
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