【正文】 電信 09C2 姓 名： 王凱凱 學(xué) 號(hào)： 092221216 指導(dǎo)教師： 劉訓(xùn)菲 2020 年 1 月 1 日 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 2 摘 要 能源是現(xiàn)代社會(huì)存在和發(fā)展的基石。鑒于此，太陽(yáng)能熱水器這一順應(yīng)時(shí)代發(fā)展需要的綠色產(chǎn)品被創(chuàng)造發(fā)明出來(lái)并且走進(jìn)了千家萬(wàn)戶(hù)。 1 太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 6 2 2 7 2 2 8 2 2 3 時(shí)鐘電路模塊 2 11 2 13 4 太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 4 2 太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng)軟件功能的實(shí)施 4 3 讀取溫度的程序 22 附錄 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 4 資源是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，經(jīng)濟(jì)愈發(fā)展，對(duì)資源的依賴(lài)性愈強(qiáng)。其中太陽(yáng)能熱水器作為家庭生活用品，其開(kāi)發(fā)利用在我國(guó)已走過(guò)了二十多年的歷程，生產(chǎn)技術(shù)成熟，具有明顯優(yōu)點(diǎn)： （一）從節(jié)能環(huán)保的角度講，使用太陽(yáng)能熱水器不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，同時(shí)為國(guó)家節(jié)約了大量能源，社會(huì)效益明顯，是國(guó)家重點(diǎn)推廣項(xiàng)目，使用前景廣闊。太陽(yáng)能熱水器的費(fèi)用只有燃?xì)鉄崴鞯钠叻种?，電熱水器的六分之一。只要?yáng)光能照射到的地方，就可以使用太陽(yáng)能熱水器，即使在高寒地區(qū)一年四季也可以正常使用。 2 結(jié)構(gòu)示意圖分析 （系統(tǒng)原理框圖如圖 1 所示） 2 VSS： 電源地端。 EA/Vpp： EA為英文 External Access的縮寫(xiě)，表示存取外部程序代碼之意，低電平動(dòng)作，也就是說(shuō)當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng) 會(huì)取用外部的程序代碼（存于外部 EPROM 中）來(lái)執(zhí)行程序。 ALE/PROG： ALE 是英文 Address Latch Enable的縮寫(xiě)，表示地址鎖存器啟用信號(hào)。 PSEN： 此為 Program Store Enable的縮寫(xiě)，其意為程序儲(chǔ)存啟用，當(dāng) 8051 被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時(shí)（ EA=0），會(huì)送出此信號(hào)以便取得程序代碼，通常這支腳是接到 EPROM 的 OE 腳。如果當(dāng) EA 引腳為低電平時(shí)（即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器）， P0 就以多工方式提供地址總線(xiàn)（ A0～ A7）及數(shù)據(jù)總線(xiàn)（ D0～ D7）。 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(dòng) 4 個(gè) LS TTL 負(fù)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(lái)輸入數(shù)據(jù)。 ： TXD，串行通信輸出。 ： T1，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器 1 輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。另外，該引腳被略微拉高。但在 訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。首先模擬信號(hào)處理電路接受傳感器的信號(hào)經(jīng)過(guò)處理變化成可取的數(shù)字信號(hào)，在經(jīng)過(guò)數(shù)字電路的處理傳送給單片機(jī)。 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(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，當(dāng)導(dǎo)體 A 和 B 的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì) ,因而在回路中形成一個(gè)大小的電流 ,這種現(xiàn)象 稱(chēng)為熱電效應(yīng)。 顯示器 本系統(tǒng)采用 2864， 2864 是一種具有 4 位 /8 位并行、 2 線(xiàn)或 3 線(xiàn)串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為 12864, 內(nèi)置 8192 個(gè) 16*16 點(diǎn)漢字，和 128 個(gè) 16*8 點(diǎn) ASCII 字符集。 電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。 5 鍵盤(pán)輸入 一般具有人機(jī)對(duì)話(huà)的單片機(jī)系統(tǒng)少不了會(huì)有鍵盤(pán)。當(dāng)有鍵按下時(shí)，此 I/O 口與地短路迫使 I/O口為低電平。這里說(shuō)的抖動(dòng)是機(jī)械的抖動(dòng)，是當(dāng)鍵盤(pán)在未按到按下的臨界區(qū)產(chǎn)生的電平不穩(wěn)定正?，F(xiàn)象，并不是我們?cè)诎存I時(shí)通過(guò)注意可以避免的。 按鍵分工，從左至右依次為 3 號(hào)按鍵，一號(hào)鍵模式鍵，二號(hào)三號(hào)鍵為加減鍵。 目前常用的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，很多采用單片機(jī)的中斷服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種方式一方面需要采用計(jì)數(shù)器，占用硬件資源，另一方面需要設(shè)置中斷、查詢(xún)等，同樣耗費(fèi)單片機(jī)的資源，而且某些測(cè)控系統(tǒng)可能不允許；有的則使用并行接口的時(shí)鐘芯片，如 MC14681DS12887 等，它們雖然能滿(mǎn)足單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘的要求，但是這些芯片與單片機(jī)接口復(fù)雜，占用地址、數(shù)據(jù)總線(xiàn)多，芯片體積大，占用空間多，給其它設(shè)計(jì)帶來(lái)諸多不便。該時(shí)鐘電路強(qiáng)大的功能和優(yōu)越的性能，在很多領(lǐng)域的應(yīng)用中，尤其是某些自動(dòng)化控制、長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人看守的測(cè)控系統(tǒng)等對(duì)時(shí)鐘精確性和可靠性有較高要求的場(chǎng)合，具有很高的使用價(jià)值?？刹捎靡淮蝹魉鸵粋€(gè)字 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 12 節(jié)或突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或 RAM 數(shù)據(jù)。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。 X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。如果在傳送過(guò)程中 RST 置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送， I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。 SCLK 為時(shí)鐘輸入端。最低有效位（位 0）如為 0 表示要進(jìn)行寫(xiě)操作，為 1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開(kāi)始輸出。上電運(yùn)行時(shí)，在 Vcc≥，RST 必須保持低電平。 DS1302 共有 12 個(gè)寄存器 [5]，其中有 7 個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式。 DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類(lèi)，一類(lèi)是單個(gè) RAM 單元，共31 個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè) 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 C0HFDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫(xiě)操作；再一類(lèi)為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器 ，此方式下可一次性讀寫(xiě)所有的 RAM 的 31 個(gè)字節(jié)，命令控制字為 FEH（寫(xiě)）、 FFH（讀）。如果有顯示及輸出，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等，還能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果?？梢苑抡?51 系列、 AVR、PIC 等常用的 MCU 及其外圍電路（如 LCD， RAM， ROM，鍵盤(pán)，馬達(dá)， LED， AD/DA，部分 SPI 器件，部分 IIC 器件， ...）。 當(dāng)然，硬件實(shí)踐還是必不可少的。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、 RS232 動(dòng)態(tài)仿真、 I2C 調(diào)試器、 SPI調(diào)試器、鍵盤(pán)和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能 [15]；同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如 Keil C51 uVisionMPLAB 等軟 件。 4 太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 4 2 太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng)軟件功能的實(shí)施 4初始化流程圖如下： 開(kāi)始 初始化 掃描鍵盤(pán)，是否有按鍵 N 調(diào)用鍵盤(pán)處理子程序 Y 讀取水位信息和水箱溫度 調(diào)用顯示子程序 顯示水溫時(shí)間 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 16 圖 初始化程序流程圖 初始化程序清單如下： void start(void) //初始化函數(shù) { unsigned char i。 //設(shè)置 24 小時(shí)模式 set_time(0x90,0xa5)。 dis_write_cmd(0xaf)。 2 按鍵檢測(cè)及處理程序 在太陽(yáng)能熱水器初始化完成之后，系統(tǒng)便會(huì)進(jìn)入鍵盤(pán)掃描狀態(tài)，此狀態(tài)下，主控芯片 AT89S52 會(huì)不斷掃描是否有鍵按下，即等待用戶(hù)輸入。 //啟動(dòng)保護(hù)位 if(state_button==1) //狀態(tài) 1 設(shè)置分 { if(time_jia==1) //判斷按鈕加是否按下過(guò) { 開(kāi)始掃描 是否有鍵按下 否 是 一下（設(shè)置分） 是否為“ +”鍵 是 “分”加 1 否 “分”減 1 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 18 minute0++。