【正文】 .......................................... 11 總的程序設(shè)計(jì)框圖 .................................................. 11 8255 的程序設(shè)計(jì) ................................................... 12 鍵盤和顯示接口電路程序設(shè)計(jì) ........................................ 13 5 結(jié)論 .................................................................... 18 參 考 文 獻(xiàn) ............................................................... 19 致 謝 .................................................................... 20 附錄 A 系統(tǒng)電路總圖 ....................................................... 22 附錄 B PCB 版電路圖 ........................................................ 23 內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) ii 摘 要 經(jīng)過幾十年的發(fā)展，中國電熱壺市場已經(jīng)進(jìn)入成熟 時(shí) 期。 本論文研究一個(gè)以 MCS51 系列單片機(jī)為控制芯片，對熱水壺工作進(jìn)行控制的系統(tǒng)。 內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) iii Abstract After decades of development, China electric pot of market has entered into the mature period. Within the industry as projections, 2020 domestic electric kettle of expected sales in 14 million Taiwan or so, the size of the market will reach 2 billion yuan. The rapid growth of the market that electric kettle this this have no too many small home appliance product read became very conspicuous. The current domestic hot water is intelligence through the temperature sensor measuring temperature, temperature signals to the microcontroller treatment, SCM according to deliver of temperature, the temperature sensor signal, and makes the corresponding mand, control the switch of hot water, power and so on, but the lack of hydrological display and alarm system. This paper studies a MCS51 series microcontroller as control chip, the hot water control system of the work. Through the electrical heating water and realtime sampling circuit heating water temperature, will sampling signal after conversion module into SCM system, after singlechip microputer system processing, the bination of the keyboard control realization of water temperature and water temperature of LED display more than alarm prompt. The whole system hardware circuit of microputer control circuit, temperature detection circuit, A/D circuit, keyboard and display circuit and temperature heating circuit five parts, bined with the programming software with the chip the hardware of control. Key words: Onechip puter。行業(yè)內(nèi)預(yù)測認(rèn)為， 2020 年國內(nèi)電熱水壺預(yù)計(jì)銷售量在 1400 萬臺左右，市場規(guī)模將達(dá)到 20 億元。并具備智能化的聲光報(bào)警系統(tǒng)等功能；而比較不智能化的智能熱水壺一類，通過利用水沸騰時(shí)會產(chǎn)生蒸汽這一現(xiàn)象，用蒸汽壓力控制開關(guān)的閉合來實(shí)現(xiàn)智能熱水壺的控制，智能化程度較低。以 MCS51 系列單片機(jī)為控制芯片制作的智能電熱水壺可靠性高，抗干擾性強(qiáng)，適用溫度范圍廣，在各種惡劣的環(huán)境下都能可靠的工作。 （ 2）當(dāng)只需要加熱到沸點(diǎn)以下某一溫度時(shí)，不能及時(shí)給出聲音報(bào)警信號。上電復(fù)位后，設(shè)置溫度初值為 20 度，每按一下按鍵，溫度設(shè)置值就會增加 1 度，整個(gè)溫度設(shè)置值在 20— 100度之間循環(huán)。 （ 4）三位數(shù)碼管在設(shè)置溫度操作時(shí)顯示當(dāng)前設(shè)置的溫度，另三位數(shù)碼管其余時(shí)間實(shí)時(shí)顯示電熱水壺中水的實(shí)際溫度。 電源轉(zhuǎn)換電路 V i n1GND2+ 5 V3U 1 2M C 7 8 0 5 TC30 . 1 u fC70 . 1 u fC20 . 1 u fC50 . 1 u fT1T R A N S 1D4D1 D2D5V C C12J1C O N 2C43 3 0 0 u fC63 3 0 0 u f 圖 2 電源轉(zhuǎn)換電路 T1 為電為源變壓器，它將交流電網(wǎng)電壓 220V 變成整流電路要求的交流電壓， 電壓經(jīng)過四個(gè)二極管兩兩導(dǎo)通整流濾波后，再經(jīng)過 三端穩(wěn)壓 芯片 7805 就可以將原來交流 220V的電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓為 +5V，即可以得到報(bào)警電路和溫度檢測電路所需要的電壓值。 此設(shè)計(jì)單片機(jī)時(shí)鐘電路如圖 3 所示 內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 C230P FY111. 0596M H ZC330P F單片機(jī)外圍電路985 0_D 0985 0_D 1985 0_D 2985 0_D 3985 0_D 4985 0_D 5985 0_D 6985 0_D 7S W _1W _ C L KL C D _0L C D _1L C D _2L C D _3L C D _4L C D _5L C D _6L C D _7D / IR / WEC S AC S B17FQR E S E TE A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 10 / T1P 11 / T2P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U189C 52 圖 3 單片機(jī)的時(shí)鐘電路 （ 2） 單片機(jī)的復(fù)位電路 系統(tǒng)開始運(yùn)行和重新啟動靠復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)，復(fù)位使 CPU 和其它部件處于一個(gè) 確定的初始狀態(tài)，從這個(gè)狀態(tài)開始工作。運(yùn)行中的復(fù)位操作不會改變片內(nèi) RAM 的內(nèi)容。51 型片內(nèi)有 4K 的 ROM/EPROM，因此，只需要外接晶體振蕩器和復(fù)位電路就可構(gòu)成最小系統(tǒng)。其主要功能是把 PC 初始化為 0000H，是單片機(jī)從 0000H 單元開始執(zhí)行程序，除了進(jìn)入 系統(tǒng)的初始化之外，當(dāng)由于程序出錯或者操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為了擺脫困境，也需要按復(fù)位鍵重新啟動，因此，復(fù)位電路是單片機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的一部分。其主要原理為：將一待轉(zhuǎn)換的模擬輸入信號 U1n 與一個(gè)推測信號 Ur 相比較，根據(jù)推測信號大于還是小于輸入信號來決定增大還是減少該推測信號相等時(shí)，向 D/A 轉(zhuǎn)換器輸入的數(shù)字就是對應(yīng)模擬輸入量的數(shù)字量。此時(shí)， D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸入即為對應(yīng)模擬輸入信號的數(shù)字量， 將此數(shù)字輸入就完成了 A/D 轉(zhuǎn)換過程。 0809 啟動條件為 START=WR+ 因此啟動時(shí)，應(yīng)用寫指令（使 WR=1），并且要保證地址線 =0，其端口地址為DFFFH。 A， B， C 地址線上的信息由 ALE 上升沿打入地址鎖存器74LS373。 即溫度每變化 1℃ ，其輸出電流變化 1μA；它以熱力學(xué)溫標(biāo)零點(diǎn)作為零輸出點(diǎn)，因此在 25℃ 時(shí)，其輸出電流為 。 內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 12D S 7D P Y _7 S E G _D P 32184U 17AL M 3 58R610 0KR 1310 0KR910 0KR 1110 0KR 10R E S 4R 12R E S 4R 14R E S 4V C CI N T 0 圖 8 溫度檢測電路 當(dāng)傳感器 AD590 所處溫區(qū)發(fā)生 1℃的溫度變化時(shí)，流過其所在回路的電流即產(chǎn)生 1μA 的變化，則其輸出電壓的變化為： CmVCuAV oo 10010010 ?????? AD590 的輸出電流值說明如下： 其輸出電流是以絕對溫度零度 (273℃ )為基準(zhǔn) ,每增加 1℃ ， 它會增加 1μA輸出電流 ，因此在室溫 25℃ 時(shí) ,其輸出電流 ? ? uAI o 2 9 8252 7 3 ??? Vo 的值為 Io 乘上 10K， 以室溫 25℃ 而言 ， 輸出值為 ? ?uAV ? 。電流 1μA/K其輸出電壓為 100mV/℃ ，經(jīng)運(yùn)算放大器 LM358進(jìn)行 I/V 轉(zhuǎn)化后，再送入 A/D 轉(zhuǎn)換電路中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過微處理器處理即可送到 LED顯示器顯示溫度 。本論文采用雙穩(wěn)態(tài)消 抖的硬件消抖方法。 內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 圖 10 雙穩(wěn)態(tài)消抖電路原理圖 （ 2） 陣鍵盤按鍵的識別方法分兩步進(jìn)行：第一步，識別鍵盤有無鍵被按下；第二步，如果有鍵被按下，識別出具體的按鍵。 由圖 254 可見鍵盤采用編程掃描方式工作， PB 口輸出逐行掃描信號， PA 口輸入 8位列信號，均為低電平有效。由于所有位的段選碼皆由一個(gè) I/O 控制，因此，在每個(gè)瞬間， 8 位 LED 只可能顯示相同的字幅。如此輪流，使每位顯示該位應(yīng)顯示字符，并保持延時(shí) 一段時(shí)間，以保存視覺暫留效果。初始時(shí)，將列選擇線置為高電平，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，列選擇線的電位取決于 行 選擇線，通過相 應(yīng)行的電平狀態(tài)判斷有無按鍵按下，可以通過鍵盤的配合來調(diào)節(jié)溫度的設(shè)定值。當(dāng) 端輸出低電平時(shí)， 7407 輸出低電平， 4N25 的輸入電流約為 18mА，輸出端的電流大 ，經(jīng)晶體管 9013 放大后，雙向可控硅門極的電流可達(dá) 200 mА，雙向可控硅導(dǎo)通，電熱器加熱。 INT0 是過零檢測端，它可對過零的上升信號檢測而產(chǎn)生中斷； INT1 也是過零檢測端，它可對過零的下降信號檢測而產(chǎn)生中斷。對于電阻率隨溫度變化的電熱器件，通常使用降壓啟動方式，即開始通電時(shí)，電壓逐漸上升，使電熱器的工作電流在 KS 允許的范圍以內(nèi)。單片機(jī)的 I/O 口方向是可編程的，在程序中應(yīng)正確設(shè)置其方向，保證單片機(jī)的正常工作。程序如下： MOV DPTR， 0FF7FH ；控制口地址 →DPTR MOV A， 0AH ；控制字 →A 內(nèi)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 MOVX DPTR， A ；控制字送到控制口