【正文】 21 致 謝 22 附錄 畢業(yè)設(shè)計 論文 4 資源是社會經(jīng)濟發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，經(jīng)濟愈發(fā)展，對資源的依賴性愈強。許多資源（如煤、石油、天然氣等）是不可再生的，而且在利用過程中給人類生存環(huán)境帶來極大 污染，人類繁衍生息的物質(zhì)和環(huán)境基礎(chǔ)受到嚴峻挑戰(zhàn)。加強清潔、可再生資源的開發(fā)利用，已引起全世界的普遍重視。太陽能作為一種取之不盡、用之不竭的可再生資源，有節(jié)能、環(huán)保、安全和永續(xù)利用等優(yōu)點，理應(yīng)成為開發(fā)利用的首選。其中太陽能熱水器作為家庭生活用品，其開發(fā)利用在我國已走過了二十多年的歷程，生產(chǎn)技術(shù)成熟，具有明顯優(yōu)點： （一）從節(jié)能環(huán)保的角度講，使用太陽能熱水器不會對環(huán)境造成污染，同時為國家節(jié)約了大量能源，社會效益明顯，是國家重點推廣項目，使用前景廣闊。 （二）太陽能熱水器的使用壽命較長，使用太陽能熱水器經(jīng)濟實惠。 若使用合理，其壽命可達 15 年甚至更長。據(jù)測算，使用１平方米太陽能熱水器，相當(dāng)于每年節(jié)約310 度電。太陽能熱水器的費用只有燃氣熱水器的七分之一，電熱水器的六分之一。購置太陽能熱水器一次性投資 3000 元左右，使用 5 至 6 年就可實現(xiàn)與其熱水器的支出對比平衡。按照裝置壽命 15 年計算，其經(jīng)濟效益是十分明顯的。 （三）太陽能熱水器集熱效果好，集熱時間更長。只要陽光能照射到的地方，就可以使用太陽能熱水器，即使在高寒地區(qū)一年四季也可以正常使用。在我國浙江、江蘇、山東等地，太陽能熱水器的研發(fā)和生產(chǎn)已形成規(guī)模，應(yīng)用太陽能熱水器的 場所也由家居使用擴展到醫(yī)院、學(xué)校、賓館、飯店、游泳池、洗浴場所等。 畢業(yè)設(shè)計 論文 5 2. 太陽能熱水器控制系統(tǒng)整體架構(gòu) 2 1 結(jié)構(gòu)示意圖 2 2 結(jié)構(gòu)示意圖分析 （系統(tǒng)原理框圖如圖 1 所示） 2 2 1 單片機 系統(tǒng) 介紹 本系統(tǒng)采用 AT89S52 為 ATMEL 所生產(chǎn)的一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flsah 存儲器。 （一）、 AT89S52 主要功能列舉如下： 擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash 晶片內(nèi)部具時鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 12MHz） 內(nèi)部程序存儲器（ ROM）為 8KB 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）為 256 字節(jié) 32 個可編程 I/O 口線 8 個中斷向量源 三個 16 位定時器 /計數(shù)器 三級加密程序存儲器 畢業(yè)設(shè)計 論文 6 全雙工 UART 串行通道 （二）、 AT89S52 各引腳功能介紹： VCC： AT89S52 電源正端輸入，接 +5V。 VSS： 電源地端。 XTAL1： 單芯片系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸入端。 XTAL2： 系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸出端，一般在設(shè)計上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可 以動作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一 20PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機。 RESET： AT89S52 的重置引腳，高電平動作，當(dāng)要對晶片重置時，只要對此引腳電平提升至高電平并保持兩個機器周期以上的時間， AT89S51 便能完成系統(tǒng)重置的各項動作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址 0000H 處開始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。 EA/Vpp： EA為英文 External Access的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動作，也就是說當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng) 會取用外部的程序代碼（存于外部 EPROM 中）來執(zhí)行程序。因此在 8031 及 8032 中， EA 引腳必須接低電平，因為其內(nèi)部無程序存儲器空間。如果是使用 8751 內(nèi)部程序空間時，此引腳要接成高電平。此外，在將程序代碼燒錄至 8751 內(nèi)部 EPROM 時，可以利用此引腳來輸入 21V 的燒錄高壓（ Vpp）。 ALE/PROG： ALE 是英文 Address Latch Enable的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號。 AT89S52可以利用這支引腳來觸發(fā)外部的 8位鎖存器（如 74LS373），將端口 0的地址總線（ A0～ 畢業(yè)設(shè)計 論文 7 A7）鎖進鎖 存器中，因為 AT89S52 是以多工的方式送出地址及數(shù)據(jù)。平時在程序執(zhí)行時 ALE 引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的 1/6，因此可以用來驅(qū)動其他周邊晶片的時基輸入。此外在燒錄 8751 程序代碼時，此引腳會被當(dāng)成程序規(guī)劃的特殊功能來使用。 PSEN： 此為 Program Store Enable的縮寫，其意為程序儲存啟用，當(dāng) 8051 被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時（ EA=0），會送出此信號以便取得程序代碼，通常這支腳是接到 EPROM 的 OE 腳。 AT89S52 可以利用 PSEN 及 RD 引腳分別啟用存在外部的RAM 與 EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲器與程序存儲器可以合并在一起而共用 64K 的定址范圍。 PORT0（ ～ ）： 端口 0 是一個 8 位寬的開路汲極（ Open Drain）雙向輸出入端口，共有 8 個位， 表示位 0， 表示位 1，依此類推。其他三個 I/O 端口（ P P P3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路， P0 在當(dāng)做 I/O 用時可以推動 8 個 LS 的 TTL負載。如果當(dāng) EA 引腳為低電平時（即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲器）， P0 就以多工方式提供地址總線（ A0～ A7）及數(shù)據(jù)總線（ D0～ D7）。設(shè)計者必須外加一鎖 存器將端口 0 送出的地址栓鎖住成為 A0～ A7，再配合端口 2 所送出的 A8～ A15 合成一完整的 16 位地址總線，而定址到 64K 的外部存儲器空間。 PORT2（ ～ ）： 端口 2 是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，每一個引腳可以推動 4 個 LS 的 TTL負載，若將端口 2 的輸出設(shè)為高電平時，此端口便能當(dāng)成輸入端口來使用。 P2 除了當(dāng)做一般 I/O 端口使用外，若是在 AT89S52 擴充外接程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，也提供地址總線的高字節(jié) A8～ A15，這個時候 P2 便不能當(dāng)做 I/O 來使用了。 PORT1（ ～ ） ： 端口 1 也是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，其輸出緩沖器可以推動 4 個 LS TTL 負載，同樣地若將端口 1 的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。如果是使用 8052 或是 8032 的話， 又當(dāng)做定時器 2 的外部脈沖輸入腳，而 可以有T2EX 功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)腳位。 PORT3（ ～ ）： 端口 3 也具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，其輸出緩沖器可以推動 4 個 TTL負載，同時還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計時計數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频?功能。 其引腳分配如下： ： RXD，串行通信輸入。 ： TXD，串行通信輸出。 ： INT0，外部中斷 0 輸入。 ： INT1，外部中斷 1 輸入。 ： T0，計時計數(shù)器 0 輸入。 ： T1，計時計數(shù)器 1 輸入。 ： WR：外部數(shù)據(jù)存儲器的寫入信號。 ： RD，外部數(shù)據(jù)存儲器的讀取信號。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址 畢業(yè)設(shè)計 論文 8 的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在 訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 2 2 2 信號處理電路 信號處理電路主要有模擬信號處理電路和數(shù)字電路處理組成。首先模擬信號處理電路接受傳感器的信號經(jīng)過處理變化成可取的數(shù)字信號，在經(jīng)過數(shù)字電路的處理傳送給單片機。 2 2 3 傳感器 該傳感器采用的是熱電偶溫度傳感器。 其工作原理是： 將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體 A 和 B 焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路，當(dāng)導(dǎo)體 A 和 B 的兩個執(zhí)著點之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢 ,因而在回路中形成一個大小的電流 ,這種現(xiàn)象 稱為熱電效應(yīng)。溫度傳感器熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的 2 2 4 顯示 接口電路 與顯示器 以 上為顯示電路。 顯示器 本系統(tǒng)采用 2864， 2864 是一種具有 4 位 /8 位并行、 2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為 12864, 內(nèi)置 8192 個 16*16 點漢字，和 128