【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，大力推動了計時的精確性和可靠性。其簡單 的三線接口能為單片機節(jié)省大量資源， DS1302 的后背電源及對后背電源進行涓細電流充電的能力保證電路斷電后仍能保存時間和數(shù)據(jù)信息等。因此用它來組成一個測溫系統(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計，十分方便。 測量溫度范圍在－ 到 ＋ 之間。 表 DS18B20 詳細 引腳功能描述 序 號 名 稱 引腳功能描述 1 GND 地信 號 2 DQ 數(shù)字輸入輸出引腳 ,開漏單總線接口引腳 ,當(dāng)使用寄生電源時 ,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 ,該引腳必須接地 64 位 ROM 存儲器件獨一無二的序列號。第八字節(jié)含有循環(huán)冗余碼 （ CRC ）。 符號位說明溫度是正值還是負(fù)值，正值時 S=0，負(fù)值時 S=1。當(dāng) DS18B20 發(fā)出響應(yīng)主機的應(yīng)答脈沖時，即向主機表明它已處在總線上并且準(zhǔn)備工作。主機按照通信協(xié)議用一個 IO 口模擬 DS18B20 的時序，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)部進行相應(yīng)的數(shù)值處理，用圖形液晶模塊顯示各點的溫度。 1G N D2DQ3V D D18B 20V C C10 圖 18B20 與單片機的連接電路 14 液晶顯示模塊 液晶顯示屏簡介 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 個 16*8 點 ASCII 字符集。電壓低功耗是其又一顯著特點。 利用 STATUS RD 指令 ,可以將 BF 讀到 DB7 總線 ,從而檢驗?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 個位元組的空間，最多可控制 4行 16 字（ 64 個字）的中文字型顯示，當(dāng)寫入顯示數(shù)據(jù) RAM 時，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）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 自動的結(jié)合下一個位元組，組成兩個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、接口電路簡單等諸多優(yōu)點得到廣泛應(yīng)用。本設(shè)計采用 四 個按鍵，最佳的接口方案是獨立式接法，即每一個 I/O 口上只接一個按鍵， 按鍵 的另一端接地。按鍵釋放后，與單片機連接的上拉電阻使 I/O 口仍然保持高電平。這種抖動一般在 10~200 毫秒之間，這種不穩(wěn)定電平的抖動時間對于人來說太快了，而對于時鐘是微秒級的單片機而言則是漫長的。 圖 鍵盤接口電路 繼電器控制加熱電路 在 實 際生活當(dāng)中， 當(dāng) 遇到 室外光強不足（陰天、下雨）時，對水箱的水進行電加熱是很必要的， 所以在控制系統(tǒng)中引進了 繼電器加熱電路 。當(dāng)單片機發(fā)出開鎖信號時， 口為低電平，此時光耦內(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端即加熱。水位檢測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，因為水的電阻在 100k8 左右，所以上拉電阻選擇太小的話，將在水位升高時，無法把“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 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”接到“常閉”，此時不上水。報警電路如圖所示。機器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C器碼，用于 MCS51 單片機的匯編軟件有早期的 A51，隨著單片機開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展， Keil 軟件是目前最流行開發(fā)51 系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持 Keil 即可看出。 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。初始化的過程包括啟動 DS1302，啟動 12864，對 12864 進行清屏。 //啟動時鐘 set_time(0x84,0x00)。 RES1=1。在檢測到有鍵按下后，根據(jù)按下的次數(shù)（按一下設(shè)置 “ 分 ” ，按兩下設(shè)置 “ 時 ” ，三下設(shè)置 “ 星期 ” ，以此類推），在運用 “ 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 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)計的要求。去除錯誤后，發(fā)現(xiàn)仍然不能夠下載，刷程序時無論怎么改變單片機的 I/O 口狀態(tài)，單片機的各 I/O 始終為高，即單片機沒有工作，可能是單片機的晶振沒有起振，單片機沒有穩(wěn)定的時鐘信號。如果 EA接 VSS（地），則內(nèi)部的程序存儲器被忽略， CPU 總是從外部的程序存儲器中取指令。對數(shù)碼管首先判斷數(shù)碼管的極性是共 陰還是共陽。 （二）溫度采集模塊的調(diào)試 對于溫度采集模塊，因為采用的是數(shù)字化溫度傳感器 DS18B20，硬件電路較為簡單，只需要對電路的導(dǎo)通性進 行測量即可。單片機控制系統(tǒng)具有低價、智能的優(yōu)勢，能夠根據(jù)需求的不同而作相應(yīng)的調(diào)整，更加個性化。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 的單片機課程設(shè)計 [J]. 濟南職業(yè)學(xué)院學(xué)報 . 20xx(5)： 13 [14] 周航慈 . 單片機應(yīng)用程序設(shè)計技術(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)計是對所學(xué)知識的一次綜合性運用。這次 畢業(yè) 設(shè)計收獲很多，體會也很深刻，并且對我們所學(xué)的東西也產(chǎn)生了濃厚的興趣。 由于時間關(guān)系，本次設(shè)計中還有不盡完善之處。在此，我對老師表示深深的謝意。 在本次設(shè)計過程中遇到不少問題，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。當(dāng)然最重要的是學(xué)到了關(guān)于基本電子設(shè)計的一些基本方法，同時也加深了對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。 該熱水器具備以下特點：結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、操作維護簡便；熱源取之不盡用之不竭，不需要運輸，節(jié)省燃料；無污染，不會對周圍環(huán)境造成任何影響。 （ 2）系統(tǒng)功能測試：設(shè)計前期通過 KEIL 軟件和 PROTEUS 仿真軟件的聯(lián)調(diào)，對設(shè)計功能進行仿真，均達到了預(yù)期的設(shè)計效果，設(shè)計后期，硬件制作完畢后，將仿真成功后的程序通過單片機下載程序，寫入單片機，再根據(jù)顯示模塊的各個端口連接方式，正確地將單片機跟顯示模塊連接，最后都實現(xiàn)了設(shè)計的功能。之后便是對整個鍵盤顯示電路的導(dǎo)通性進行測量，以防止在焊接時出現(xiàn)慮焊的情況，經(jīng)測量，電路的導(dǎo)通性良好，沒有出現(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 的電容顯然過大，晶振沒有起振，因此筆者將 的兩個電容改換成了 20pF 的兩個起振電容。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，這樣可以減少問題的積累，更加容易發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。} //向高位進 1 t=((b*256)+c)/16。 //直接轉(zhuǎn)化為十進制數(shù) } if(pn==0x80) //如果溫度為負(fù) { a=~a。 //讀高字節(jié) 8位 b=wendu_read()。 //啟動一次轉(zhuǎn)換 wendu_reset()。在讀取的過程中，要注意溫度的正負(fù)。 minute0=9。 if(minute15) { minute1=0。 //啟動時鐘 set_time(0x8e,0x00)。 //啟動 12864 clean()。 //時鐘時鐘充電模式 set_time(0x8e,0x80)。 set_time(0x8e,0x00)。系統(tǒng)總體流程圖如圖 所示。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強 大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows界面。掌握這一軟件的使用對于使用 51 系列單片機的愛好者來說是十分必要的，如果使用C 語言編程，那么 Keil 幾乎就是不二之選。 22 第 4 章 太陽能熱水器控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 KEIL uVISION 3 軟件環(huán)境 單片機開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，本系統(tǒng)的軟件編程設(shè)計是在Keil 軟件環(huán)境中完成的。否則輸出低電平，不報警。 光耦可以隔離輸入量與輸出量，在本設(shè)計中起到隔離單片機與電磁繼電器的作用。為了使 80C51 隨時能夠讀出當(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，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 水位檢測接口電路 蓄水箱水位和溫度檢測部分是實現(xiàn)溫度智能控制的重要環(huán)節(jié)，只有準(zhǔn) 確地檢測出水位和溫度，才能通過軟件計算提前開始輔助加熱的預(yù)加熱時間。 通過單片機送給 加熱 執(zhí)行機構(gòu) 進行加熱 ，電路驅(qū)動電磁鎖吸合，從而達到 加熱 的目的 。此處我采用軟件去抖動，實現(xiàn)方法是先查詢按鍵當(dāng)有低電平出現(xiàn)時立即延時 10~200毫秒以避開抖動，延時結(jié)束再讀一次 I/O 口的值。 值得注意的是，我們在用單片機對鍵盤處理的時候涉及到了一個重要的過程，那就是鍵盤的去抖動。我們將按鍵的一端接地，另一端接一個 I/O 口，程序開始時將此 I/O 口置于高 17 電平，平時無按鍵按下時 I/O 口保護高電平。 如圖 所示，為液晶顯示屏與單片機的連接電路圖。 地址計數(shù)器 AC[