【正文】 4 3 2 1 0 秒寄存器 80H 81H 0059 CH 10SEC SEC 分寄存器 82H 83H 0059 0 10MIN MIN 時(shí)寄存器 84H 85H 0112 或 0023 12/24 0 10 HR HR 日寄存器 86H 87H 0128,29,30,31 0 0 10DATE DATE 10 月寄存器 88H 89H 0112 0 0 0 10M MONTH 周寄存器 8AH 8BH 0107 0 0 0 0 0 DAY 年寄存器 8CH 8DH 0099 10YEAR YEAR 此外， DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與 RAM 相關(guān)的寄存器等。鐘表的數(shù)字化，大力推動(dòng)了計(jì)時(shí)的精確性和可靠性。其簡(jiǎn)單 的三線接口能為單片機(jī)節(jié)省大量資源， DS1302 的后背電源及對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力保證電路斷電后仍能保存時(shí)間和數(shù)據(jù)信息等。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。 測(cè)量溫度范圍在－ 到 ＋ 之間。 表 DS18B20 詳細(xì) 引腳功能描述 序 號(hào) 名 稱 引腳功能描述 1 GND 地信 號(hào) 2 DQ 數(shù)字輸入輸出引腳 ,開(kāi)漏單總線接口引腳 ,當(dāng)使用寄生電源時(shí) ,可向電源提供電源 3 VDD 可選擇的 VDD引腳 ,當(dāng)工作于寄生電源時(shí) ,該引腳必須接地 64 位 ROM 存儲(chǔ)器件獨(dú)一無(wú)二的序列號(hào)。第八字節(jié)含有循環(huán)冗余碼 （ CRC ）。 符號(hào)位說(shuō)明溫度是正值還是負(fù)值，正值時(shí) S=0，負(fù)值時(shí) S=1。當(dāng) DS18B20 發(fā)出響應(yīng)主機(jī)的應(yīng)答脈沖時(shí)，即向主機(jī)表明它已處在總線上并且準(zhǔn)備工作。主機(jī)按照通信協(xié)議用一個(gè) IO 口模擬 DS18B20 的時(shí)序，發(fā)送命令（初始化命令、 ROM 命令、功能命令）給 DS18B20，并讀取溫度值，在內(nèi)部進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)值處理，用圖形液晶模塊顯示各點(diǎn)的溫度。 1G N D2DQ3V D D18B 20V C C10 圖 18B20 與單片機(jī)的連接電路 14 液晶顯示模塊 液晶顯示屏簡(jiǎn)介 12864 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(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)。 利用 STATUS RD 指令 ,可以將 BF 讀到 DB7 總線 ,從而檢驗(yàn)?zāi)K之工作狀態(tài)。 顯示數(shù)據(jù) RAM（ DDRAM）：模塊內(nèi)部顯示數(shù)據(jù) RAM 提供 642 個(gè)位元組的空間，最多可控制 4行 16 字（ 64 個(gè)字）的中文字型顯示，當(dāng)寫(xiě)入顯示數(shù)據(jù) RAM 時(shí)，可分別顯示 CGROM與 CGRAM的字型；此模塊可顯示三種字型，分別是半角英數(shù)字型 (16*8)、 CGRAM字型及 CGROM 的中文字型，三種字型的選擇，由在 DDRAM 中寫(xiě)入的編碼選擇，在0000H— 0006H 的編碼中（其代碼分別是 0000、 000 000 0006 共 4 個(gè)）將選擇 CGRAM的自定義字型， 02H— 7FH 的編碼中將選擇半角英數(shù)字的字型，至于 A1 以上的編碼將 16 自動(dòng)的結(jié)合下一個(gè)位元組，組成兩個(gè)位元組的編碼形成中文字型的編碼 BIG5（ A140— D75F）， GB（ A1A0F7FFH）。 液晶顯示模塊電路 液晶顯示模塊以其微功耗、體積小、顯 示內(nèi)容豐富、模塊化、接口電路簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。本設(shè)計(jì)采用 四 個(gè)按鍵，最佳的接口方案是獨(dú)立式接法，即每一個(gè) I/O 口上只接一個(gè)按鍵， 按鍵 的另一端接地。按鍵釋放后，與單片機(jī)連接的上拉電阻使 I/O 口仍然保持高電平。這種抖動(dòng)一般在 10~200 毫秒之間，這種不穩(wěn)定電平的抖動(dòng)時(shí)間對(duì)于人來(lái)說(shuō)太快了，而對(duì)于時(shí)鐘是微秒級(jí)的單片機(jī)而言則是漫長(zhǎng)的。 圖 鍵盤接口電路 繼電器控制加熱電路 在 實(shí) 際生活當(dāng)中， 當(dāng) 遇到 室外光強(qiáng)不足（陰天、下雨）時(shí)，對(duì)水箱的水進(jìn)行電加熱是很必要的， 所以在控制系統(tǒng)中引進(jìn)了 繼電器加熱電路 。當(dāng)單片機(jī)發(fā)出開(kāi)鎖信號(hào)時(shí)， 口為低電平，此時(shí)光耦內(nèi)部的發(fā)光二極管導(dǎo)通，接收三極管吸收光而導(dǎo)通，因此使繼電器處于常開(kāi)端即加熱。水位檢測(cè)部分的硬件連接如圖所示。這里要注意的是上拉電阻不能選擇太小，因?yàn)樗碾娮柙?100k8 左右，所以上拉電阻選擇太小的話，將在水位升高時(shí)，無(wú)法把“非”門輸入端拉成低 電平。 水位控制電路 加熱控制電路由單片機(jī) P1口的 控制。當(dāng)輸入端為高電平，電磁繼電器的中心抽頭由“常開(kāi)”接到“常閉”，此時(shí)不上水。報(bào)警電路如圖所示。機(jī)器匯編是通過(guò)匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于 MCS51 單片機(jī)的匯編軟件有早期的 A51，隨著單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語(yǔ)言到逐漸使用高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，單片機(jī)的開(kāi)發(fā)軟件也在不斷發(fā)展， Keil 軟件是目前最流行開(kāi)發(fā)51 系列單片機(jī)的軟件，這從近年來(lái)各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持 Keil 即可看出。 Keil C51 是美國(guó) Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。初始化的過(guò)程包括啟動(dòng) DS1302，啟動(dòng) 12864，對(duì) 12864 進(jìn)行清屏。 //啟動(dòng)時(shí)鐘 set_time(0x84,0x00)。 RES1=1。在檢測(cè)到有鍵按下后，根據(jù)按下的次數(shù)（按一下設(shè)置 “ 分 ” ，按兩下設(shè)置 “ 時(shí) ” ，三下設(shè)置 “ 星期 ” ，以此類推），在運(yùn)用 “ 加 ”“ 減 ” 分別設(shè)置。 //分操作 下面所有的加減同理 if(minute09) // minute0 最大為 9， minute1 最大為 5 { minute1++。 //按鍵清零 表示已經(jīng)執(zhí)行完 } if(time_jian==1) { minute0。 } } time_jian=0。 //溫度復(fù)位 wendu_write(0xcc)。 //跳過(guò) ROM 搜索命令 wendu_write(0xbe)。0x80。 c=a+1。硬件電路調(diào)試的主要任務(wù)是檢查硬件電路是否有問(wèn)題，也就是檢查硬件電路是否能工作；系統(tǒng)調(diào)試的主要任務(wù)是在這種硬件條件下是否可以完成設(shè)計(jì)的要求。去除錯(cuò)誤后，發(fā)現(xiàn)仍然不能夠下載，刷程序時(shí)無(wú)論怎么改變單片機(jī)的 I/O 口狀態(tài)，單片機(jī)的各 I/O 始終為高，即單片機(jī)沒(méi)有工作，可能是單片機(jī)的晶振沒(méi)有起振，單片機(jī)沒(méi)有穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)。如果 EA接 VSS（地），則內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器被忽略， CPU 總是從外部的程序存儲(chǔ)器中取指令。對(duì)數(shù)碼管首先判斷數(shù)碼管的極性是共 陰還是共陽(yáng)。 （二）溫度采集模塊的調(diào)試 對(duì)于溫度采集模塊，因?yàn)椴捎玫氖菙?shù)字化溫度傳感器 DS18B20，硬件電路較為簡(jiǎn)單，只需要對(duì)電路的導(dǎo)通性進(jìn) 行測(cè)量即可。單片機(jī)控制系統(tǒng)具有低價(jià)、智能的優(yōu)勢(shì)，能夠根據(jù)需求的不同而作相應(yīng)的調(diào)整，更加個(gè)性化。ARM7 系統(tǒng)中的應(yīng)用百例 [M]. 電子工業(yè)出版社 , 20xx： 6478 [13]宮亞梅 . 基于 Proteus 和 Keil 的單片機(jī)課程設(shè)計(jì) [J]. 濟(jì)南職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào) . 20xx(5)： 13 [14] 周航慈 . 單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù) . 北京航空航天大學(xué)出版社， 1998. 20xx [15]Predictive Energy Balance for Solar Hot Water Systems, Centre for Sustainable Energy Systems[J]. 20xx:115130 [16]Dreamtech Software Team, Programming for Embedded SystemsCracking the Code, Hungry Minds[J]. :3342 [17]He S Z． Fuzzy Selftuning of PID Controller. Fuzzy and System， 1993(1) 31 致 謝 本次 畢業(yè) 設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次綜合性運(yùn)用。這次 畢業(yè) 設(shè)計(jì)收獲很多，體會(huì)也很深刻，并且對(duì)我們所學(xué)的東西也產(chǎn)生了濃厚的興趣。 由于時(shí)間關(guān)系，本次設(shè)計(jì)中還有不盡完善之處。在此，我對(duì)老師表示深深的謝意。 在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到不少問(wèn)題，在 劉麗偉 老師和同學(xué)的幫助和配合下才順利的完成了本次課程設(shè)計(jì)。當(dāng)然最重要的是學(xué)到了關(guān)于基本電子設(shè)計(jì)的一些基本方法，同時(shí)也加深了對(duì)一些常用的電子元件的理解及其基本用法的掌握。從而完成了本次設(shè)計(jì)。 該熱水器具備以下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、操作維護(hù)簡(jiǎn)便；熱源取之不盡用之不竭，不需要運(yùn)輸，節(jié)省燃料；無(wú)污染，不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成任何影響。 （ 2）系統(tǒng)功能測(cè)試：設(shè)計(jì)前期通過(guò) KEIL 軟件和 PROTEUS 仿真軟件的聯(lián)調(diào)，對(duì)設(shè)計(jì)功能進(jìn)行仿真，均達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)效果，設(shè)計(jì)后期，硬件制作完畢后，將仿真成功后的程序通過(guò)單片機(jī)下載程序，寫(xiě)入單片機(jī)，再根據(jù)顯示模塊的各個(gè)端口連接方式，正確地將單片機(jī)跟顯示模塊連接，最后都實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的功能。之后便是對(duì)整個(gè)鍵盤顯示電路的導(dǎo)通性進(jìn)行測(cè)量，以防止在焊接時(shí)出現(xiàn)慮焊的情況，經(jīng)測(cè)量，電路的導(dǎo)通性良好，沒(méi)有出現(xiàn)慮焊的情況。當(dāng)把 EA 腳接 VCC 后，系統(tǒng)工作正常。對(duì)于接在旁邊的電容，電容大有利于晶振的穩(wěn)定，但不容易起振，電容小容易使晶振起振但穩(wěn)定性差， 104 的電容顯然過(guò)大，晶振沒(méi)有起振，因此筆者將 的兩個(gè)電容改換成了 20pF 的兩個(gè)起振電容。為了減少硬件調(diào)試的難度，在系統(tǒng)的硬件調(diào)試中采用分塊調(diào)試方法，這樣可以減少問(wèn)題的積累，更加容易發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。} //向高位進(jìn) 1 t=((b*256)+c)/16。 //直接轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù) } if(pn==0x80) //如果溫度為負(fù) { a=~a。 //讀高字節(jié) 8位 b=wendu_read()。 //啟動(dòng)一次轉(zhuǎn)換 wendu_reset()。在讀取的過(guò)程中，要注意溫度的正負(fù)。 minute0=9。 if(minute15) { minute1=0。 //啟動(dòng)時(shí)鐘 set_time(0x8e,0x00)。 //啟動(dòng) 12864 clean()。 //時(shí)鐘時(shí)鐘充電模式 set_time(0x8e,0x80)。 set_time(0x8e,0x00)。系統(tǒng)總體流程圖如圖 所示。 Keil C51 軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng) 大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全 Windows界面。掌握這一軟件的使用對(duì)于使用 51 系列單片機(jī)的愛(ài)好者來(lái)說(shuō)是十分必要的，如果使用C 語(yǔ)言編程，那么 Keil 幾乎就是不二之選。 22 第 4 章 太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) KEIL uVISION 3 軟件環(huán)境 單片機(jī)開(kāi)發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開(kāi)軟件，本系統(tǒng)的軟件編程設(shè)計(jì)是在Keil 軟件環(huán)境中完成的。否則輸出低電平，不報(bào)警。 光耦可以隔離輸入量與輸出量，在本設(shè)計(jì)中起到隔離單片機(jī)與電磁繼電器的作用。為了使 80C51 隨時(shí)能夠讀出當(dāng)前的水位情況，這里選用 74L S244 作為狀態(tài)輸入緩沖器。當(dāng)水位高于“非”門 1 的輸入探針時(shí)，由于水的導(dǎo)電作用，使“非”門 1 的輸入變?yōu)榈碗娖?，所以其輸出變?yōu)楦唠娖剑?LED 點(diǎn)亮，依此類推。加熱電路如圖 所示 R1 R2 R3 R4 AN1 AN2 AN3 AN4 VCC p25 p26 p27 p28 18 圖 加熱程序電路圖 水位檢測(cè)接口電路 蓄水箱水位和溫度檢測(cè)部分是實(shí)現(xiàn)溫度智能控制的重要環(huán)節(jié)，只有準(zhǔn) 確地檢測(cè)出水位和溫度，才能通過(guò)軟件計(jì)算提前開(kāi)始輔助加熱的預(yù)加熱時(shí)間。 通過(guò)單片機(jī)送給 加熱 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 進(jìn)行加熱 ，電路驅(qū)動(dòng)電磁鎖吸合，從而達(dá)到 加熱 的目的 。此處我采用軟件去抖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)方法是先查詢按鍵當(dāng)有低電平出現(xiàn)時(shí)立即延時(shí) 10~200毫秒以避開(kāi)抖動(dòng)，延時(shí)結(jié)束再讀一次 I/O 口的值。 值得注意的是，我們?cè)谟脝纹瑱C(jī)對(duì)鍵盤處理的時(shí)候涉及到了一個(gè)重要的過(guò)程，那就是鍵盤的去抖動(dòng)。我們將按鍵的一端接地，另一端接一個(gè) I/O 口，程序開(kāi)始時(shí)將此 I/O 口置于高 17 電平，平時(shí)無(wú)按鍵按下時(shí) I/O 口保護(hù)高電平。 如圖 所示，為液晶顯示屏與單片機(jī)的連接電路圖。 地址計(jì)數(shù)器 AC[