【正文】 圖部分。 如要顯示 “0”，則要 a,b,c,d,e,f 六個(gè)字段亮就顯示 “0”了，而 g 和 dp 字段不亮。循環(huán)檢測(cè)水位 test_water_ret: ret 3． 3 顯示程序設(shè)計(jì) 本 設(shè)計(jì) 采 用 74LS164 來(lái)擴(kuò)展并行 I/O 口，連接兩位數(shù)碼管。20% ljmp act_w test_w4: jb ,w_err mov water_num,01h act_w: mov a,water_num 。程序如下： test_water: jb ,test_w1 mov water_num,10h 。 本設(shè)計(jì) 通過(guò) P2 口來(lái)檢測(cè)。 本設(shè)計(jì) 溫度采集系統(tǒng)一個(gè)周期采集數(shù)據(jù)十次，去掉最大值和最小值，然后求剩余8個(gè)數(shù)的平均值。 （ 2）數(shù)字濾波是用軟件算法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，多輸入通道可共用一個(gè)濾波程序，降低系統(tǒng)開支。當(dāng)溫度過(guò)低時(shí)（低于 0℃ ），要加熱， 從而 保護(hù)裝置。例如 ： ＋ 125℃ 的數(shù)字輸出為 07D0H，＋ ℃ 的數(shù)字輸出為 0191H，－ ℃ 的數(shù)字輸出為 FF6FH，－ 55℃的數(shù)字輸出為 FC90H。s 左右， 然 后發(fā)出 60～ 240181。如圖 所示。s，保證 DS18B20 能夠在 15181。s。 如圖 所示。所有時(shí)序都是將主機(jī)作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。但是對(duì) AT89C51單片機(jī)來(lái)說(shuō)，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，必須采用軟件 編程 的方法來(lái)模擬單總線的協(xié)議時(shí)序，從而來(lái)完成對(duì) DS18B20 芯片的訪問(wèn)。 本設(shè)計(jì)軟件部分主要包括初始化模塊、模擬輸入和計(jì)時(shí)模塊、故障判斷和控制邏輯處理模塊、鍵盤處理和 LED 顯示模塊等 [7]。 該系統(tǒng) 硬件由 以下 幾 部分 組成 ：溫度水位檢測(cè)電路、水位指示電路、繼電器輸出控制電路、顯示電路、按鍵電路、報(bào)警電路、工作狀態(tài)指示電路和單片機(jī)控制電路。在加熱狀態(tài)，為保證使用安全，此時(shí)應(yīng)禁止用水，加熱狀態(tài)時(shí)紅色發(fā)光二級(jí)管顯示加熱正在進(jìn)行，待加熱停止后方可用水。在上水過(guò)程中，按 “ 上水 ” 鍵，可停止上水。 （ 3）水位設(shè)置：可設(shè)置加水水位 50％ 、 80％ 、 100％ (本儀預(yù)置水位 50％ )。 本文詳細(xì)介紹了基于 AT89C51的太陽(yáng)能熱水器自動(dòng)控制系統(tǒng) 的 組成、軟件設(shè)計(jì) 。 隨著人們生活水平的提高 ,各種熱水器的使用已相當(dāng)普及 ， 消費(fèi)者需要真正的“全自動(dòng)”控制 ,以實(shí)現(xiàn)使用的最簡(jiǎn)單化 ,就像家用電視機(jī)、電冰箱一樣 ,接通電源、設(shè)定完畢就不用再操心了 [5] 。目 前 中國(guó) 市場(chǎng)上太陽(yáng)能熱水器的控制系統(tǒng)大多存在功能單一、操作復(fù)雜、控制不方便等問(wèn)題 ,很多控制器只具有溫度和水位顯示功能 ,不具有溫度控制功能 。 課題背景 根據(jù) 市場(chǎng) 調(diào)查顯示，市 場(chǎng)上出 售的太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)雖然各有特點(diǎn)，但與之配套的自動(dòng)化控制器卻一直沒(méi)有多大的變化，技術(shù)的改進(jìn)基本上處于原地踏步狀態(tài)。在歐洲、澳洲等國(guó)家，太陽(yáng) 能 熱水 器 主要是作為輔助熱源與常規(guī)能源聯(lián)合運(yùn)行 使用 ，既能供應(yīng) 日常 生活和洗浴熱水，還能為 房屋 供暖；在美國(guó)，太陽(yáng)能熱水器主要是用于 家庭 游泳池的加熱。在全球范圍內(nèi)，即使是在可再生能源界，也普遍存在著低估和忽視太陽(yáng)能熱利用的現(xiàn)象。隨著人們的收入水平不斷提高，越來(lái)越多的人要求安裝性能優(yōu)異的自動(dòng)控制器。 即使熱水器具有輔助加熱功能 ,也可能由于加熱時(shí)間不能控制而產(chǎn)生過(guò)燒 ,從而浪費(fèi)電能 ； 與之配套的控制器卻存在著諸如使用一段時(shí)間后 ,傳感器因結(jié)垢而檢測(cè)不準(zhǔn) 。 課題 研究方向 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究的太陽(yáng)能熱水 器控制器，有著很大的發(fā)展 ，但現(xiàn)有的技術(shù)和資金投入比較少， 因此，在太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)熱水系統(tǒng)的測(cè)量控制方面，應(yīng)引起足夠重視，加大投入一定力量研究開發(fā)高質(zhì)量、性能好的 自動(dòng)控制 產(chǎn)品。 2 總體設(shè)計(jì) 2． 1 設(shè)計(jì)要求 本 課題設(shè)計(jì)的 太陽(yáng)能熱水器自動(dòng)控制系統(tǒng)具有以下功能： （ 1）水溫顯示：水溫用數(shù)碼管顯示，測(cè)溫范圍 0~99℃ ；精度 177。按“ 水位 開關(guān) ” 鍵，數(shù)碼 管 顯示當(dāng)前水位，如顯示 50，表示 50％，這時(shí) “ 水位 開關(guān) ”鍵旁的發(fā)光二極管亮，通過(guò)按 “∧” 或 “∨” 鍵可以調(diào)整水位設(shè)置。 （ 6）自動(dòng)上水：在自動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到水位沒(méi)達(dá)到設(shè)置水 位時(shí)，自動(dòng)上水；若水位已達(dá)到預(yù)置水位，且水溫超過(guò)設(shè)置水溫 3℃ 以上，自動(dòng)加水直到水溫等于設(shè)定水溫；若水位已加滿，則停止加水。 2． 2 系統(tǒng)原理 根據(jù) 設(shè)計(jì)要求 ，可以 設(shè)計(jì) 出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，如圖 。在本 文 第 3 章中 將對(duì)這些電路的軟件設(shè)計(jì) 作 詳細(xì)分析 。因系統(tǒng)邏輯關(guān)系較為復(fù)雜，編程時(shí)要進(jìn)行邏輯判斷 。 開始 單片機(jī)系統(tǒng)初始化 初始化 X5045 N Y 判斷初始化標(biāo)志位 =55H？ 讀 EEPROM 參數(shù)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 寫初始化參數(shù)到 EEPROM 看門狗 檢測(cè)水溫 檢測(cè)水位 掃描顯示 DS18B20 對(duì)讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求 ，它 是在一根 I/O 線上讀寫數(shù)據(jù)的。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)主動(dòng)啟動(dòng)寫時(shí)序開始 的 ，如果要單總線器件送回?cái)?shù)據(jù)，在進(jìn)行寫命令后，主機(jī)需啟動(dòng)讀 時(shí)序完成數(shù)據(jù) 的 接收。 （ 2） DS18B20 的讀時(shí)序 DS18B20 的讀時(shí)序分為讀 0 時(shí)序和讀 1時(shí)序兩個(gè)過(guò)程。如圖 。s 到 45181。 圖 DS18B20的寫時(shí)序 由 DS18B20 的通訊協(xié)議 得知 ，主機(jī)控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換 的過(guò)程 必須經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對(duì) DS18B20 進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條 ROM 指令，最后發(fā)送 RAM 指令， 從而 對(duì) DS18B20 進(jìn)行預(yù)定的操作。s 的存在低脈沖，主 CPU收到此信號(hào)表示復(fù)位成功。 進(jìn)行溫度顯示，這里用兩位數(shù)碼管來(lái)顯示溫度，顯示范圍 00 到 99 度，顯示精度為 1度，因?yàn)?12 位轉(zhuǎn)化時(shí)每一位的精度為 度，所以不要求顯示小數(shù) ， 所以可以拋棄 29H的低 4位，將 28H 中的低 4位移入 29H 中的高 4 位， 從而 獲得一個(gè)新字節(jié)，這個(gè)字節(jié)就是實(shí)際測(cè)量獲得的溫度，非常簡(jiǎn)潔 ， 無(wú)需乘以 系數(shù)。 溫度數(shù)字濾波器設(shè)計(jì) 為了更準(zhǔn)確的 得到 檢測(cè)到的溫度 參數(shù) ，提高抗干擾能力， 所以 對(duì)檢測(cè)到的溫度要進(jìn)行濾波處理。 （ 3）只要適當(dāng)改變?yōu)V波程序或運(yùn)行參數(shù)，就能方 便的改變其濾波特性。 溫度檢測(cè)轉(zhuǎn)換 流程圖如圖 。當(dāng)水位到達(dá)該處，相應(yīng)端口輸出高電平，經(jīng)過(guò) ULN2021 反向后，送到 P2 口為低電平，并且該端口 數(shù)碼 顯示 [10] 。100% ljmp act_w test_w1: jb ,test_w2 mov water_num,08h 。判斷是否加水 cjne a,water,act_w1 act_w1: jc act_w2 setb out_w setb LS ljmp test_water_ret act_w2: clr out_w LCALL RET_WDOG lcalldisplay ljmp test_water 。 、 作為位選信號(hào)， 并 采用動(dòng)態(tài)顯示。顯示碼表如表 所示 。 串 轉(zhuǎn)并子程序如下： send: push acc push 07h mov r7,08h mov a,buffer mov dptr,dis_tab movc a,a+dptr dspr: clr disp_clk clr c rlc a mov disp_dat,c nop setb disp_clk nop djnz r7,dspr pop 07h pop acc ret 3． 4 按鍵程序設(shè)計(jì) 在本系統(tǒng)中有 4 個(gè)按鍵 ，通過(guò) P1 口來(lái)讀取。 部分按鍵設(shè)置流程圖如下 ： （ 1）用水開關(guān)： 如圖 所示。 圖 加水鍵流程圖 返回 Y N N Y Y 停止加水 N 加水 Keys=08H? 在加水嗎？ 水到了設(shè)定位置了嗎？ 開始 按鍵檢測(cè) N Y Keys=04H? N Y State=2 State=0 返回 顯示設(shè)置 溫度，燈亮 顯示當(dāng)前溫度，水溫?zé)魷? State=2？ 開始 按鍵檢測(cè) （ 5）加熱鍵： 如圖 所示。 這些 命令中有兩條指令代碼只要直接寫入芯片即可。 表 X5045指令 指令名稱 指令格式 完成的操作 WREN 0000 0110 寫允許 WRDI 0000 0100 寫禁止 RDSR 0000 0101 讀狀態(tài)寄存器 WRSR 0000 0001 寫狀態(tài)寄存器（看門狗和塊鎖定） READ 0000 AS011 從選定的開始地址單元中讀數(shù)據(jù) WRITE 0000 AS010 向選定的開 始地址單元寫入數(shù)據(jù)（ 116字節(jié)） 在器件進(jìn)行寫操作之前，首先必須設(shè)置寫操作指令。 這時(shí)候， 在寫了 WREN、 WRDI、 RDSR和 WRSR指令后不需要在后 面 跟上一個(gè)地址或一個(gè)數(shù)據(jù) 了 。 要 寫狀態(tài)寄存器 ,即 將數(shù)據(jù)寫入狀態(tài)寄存器，首先必須用 WREN 命令將 WEL 置為“1” 。 圖 X5045讀寫寄存器時(shí) 序 讀存儲(chǔ)器內(nèi)容： 要讀存儲(chǔ)器的內(nèi)容，首先將 CS 拉低以選中該器件，然后將 8 位的讀指令送到器件中去，跟著送 8 位的地址。地址將會(huì)自動(dòng)地增加到，當(dāng)?shù)竭_(dá)最高地址之后，地址將會(huì)回繞到 $000H 單元。如果 CS 沒(méi)有在WREN 和 WRITE 指令之間變?yōu)楦唠娖?，則 WRITE 指令被忽略。 在進(jìn)行寫操作（字節(jié)或頁(yè)寫）完成時(shí)， CS必須在最后一個(gè)待寫入字節(jié)的位 0被寫入之后拉至高電平。下面分別進(jìn)行說(shuō)明 。置位寫使能子程序 CLR SCK5 CLR CS5 MOV A,01h LCALL OUTBYT 。READ X5045 STATUS CORD POP ACC SETB EA RET 看門狗程序 看門狗定時(shí)器電路監(jiān)測(cè) WDI 的輸 入來(lái)判斷微處理器是否工作正常。由于微處理器必須周期性的觸發(fā) CS/WDI 引腳以避免 RESET 信號(hào)激活而使電路復(fù)位，所以CS/WDI 引腳必須在看門狗超時(shí)時(shí)間終止之前受到由高至低信號(hào)的觸發(fā) [14] 。把 A 中的數(shù)寫到地址 R5 中， 5045 CLR CS5 MOV B,A LCALL WREN 。R0=DATA {START ADDRESS} LCALL OUTBYT CLR SCK5 SETB CS5 LCALL WIP_POLL 。 4． 1 調(diào)試 4． 1． 1 硬件調(diào)試 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試是分不開的，通常是先排除明顯的硬件故障后再和軟件結(jié)合起來(lái)進(jìn)行調(diào)試。接下來(lái)再借助仿真器進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，分別測(cè)試擴(kuò)展的 RAM、 I/O口、 I/O 設(shè)備、程序存儲(chǔ)器以及晶振和復(fù)位電路，改正其中的錯(cuò)誤。系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程要結(jié)合具體的仿真器進(jìn)行。不僅如此，還可以通過(guò)計(jì)算機(jī)斷的軟件實(shí)現(xiàn)單步、全速、運(yùn)行到光標(biāo)的常規(guī)調(diào)試手段。太陽(yáng)能是種綠色能源，如何利用太陽(yáng)能是解決世界能源緊缺是值得研究的問(wèn)題。 在機(jī)型和元器件的選擇上，以性價(jià)比高為原則，從而組成最小最優(yōu)化的系統(tǒng)。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧（特別是匯編語(yǔ)言）的掌握方面都能向前邁了一大步。忘不了在寫開題報(bào)告時(shí)的精心指導(dǎo) 。 同時(shí) ,我還要感謝大學(xué)期間各位任課老師在學(xué)習(xí)上給予我的指導(dǎo)和幫助，是他們?cè)趯W(xué)習(xí)中指導(dǎo)我們學(xué)習(xí)，指導(dǎo)我們?nèi)绾巫鰧W(xué)問(wèn) ,教給了我們?cè)S多做人治學(xué)的道理，你們的高尚的人格和行為風(fēng)范，將為我今后的工作和生活產(chǎn)生久遠(yuǎn)的影響。溫度 DS18B20 disp_clk bit 。第 1個(gè)數(shù)碼塊的控制線 out_w bit 。報(bào)警，并加 keys equ 20h 。檢測(cè)到的溫度 。設(shè)定水位 50h,80h,99h temp1 equ 42h water_num equ 43h 。8 LCALL RET_WDOG lcall display 。**主循環(huán) ******************************* main0: LCALL RET_WDOG lcall get_temp 。延時(shí)消