【正文】 機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)本身對(duì)電源電壓范圍的要求越來(lái)越寬。而時(shí)鐘監(jiān)控有效與省電指令 STOP 是一對(duì)矛盾。 主要 抗干擾 技術(shù) [20] 提高單片機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)措施有降低單片機(jī)的頻率，時(shí)鐘監(jiān)測(cè)電路、看門狗技術(shù)與低電壓復(fù)位技術(shù)等技術(shù)。 一般把影響單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)正常工作的信號(hào)稱為噪音，又稱干擾。此外采集到的數(shù)據(jù)還需存入單片機(jī)片內(nèi)的 EPROM 內(nèi)，防止單片機(jī)突然掉電造成采集到的數(shù)據(jù)丟失。 其鍵盤產(chǎn)生外部中斷時(shí)的中斷服務(wù)程序流程圖如圖 44 所示。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 22 圖一系統(tǒng)主程序流程圖 數(shù)據(jù)采集軟件設(shè) 計(jì) 中斷服務(wù)子程序 開始 關(guān)中斷 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，關(guān)閉電磁閥 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 23 水位檢測(cè)子程序 將 P3 口的內(nèi)容讀入水位寄存器 SW1中，其地址位 0A0H 將 SW1 中的內(nèi)容進(jìn)行處理，得出水位檢測(cè) 結(jié)果入 SW2 調(diào)用水位處理子程序 置 口為第二功能 啟動(dòng)計(jì)數(shù)器 T0 并延時(shí) 從計(jì)數(shù)器 T0 中讀取 V/F 的轉(zhuǎn)換結(jié)果，并存入 WD 中 調(diào)用溫度算法子程序 調(diào)顯示子程序 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 開中斷 中斷返回 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 24 顯示和鍵盤軟件設(shè)計(jì) 當(dāng)要進(jìn)行顯示和軟件設(shè)計(jì)時(shí)，單片機(jī)首先要通過 端向 8155H的 CE 端輸出一個(gè)高電平，選中 8155H。 系統(tǒng)正?？刂茣r(shí)，首先顯示水溫和水位，若檢測(cè)到水流開關(guān)打開用水時(shí)，自動(dòng)斷開上水閥和電加熱體電源，即實(shí)現(xiàn)水電聯(lián)動(dòng)，用水停電。 系統(tǒng)總體 軟件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)主要是完成由 89C51 為核心控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能熱水器水位和水溫的檢測(cè)，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候報(bào)警，并把溫度數(shù)據(jù)體現(xiàn)在 8 位數(shù)碼管上。對(duì)數(shù)碼管顯示子程序的實(shí)現(xiàn)； 178。 4 太陽(yáng)能熱水器中央控制器的軟件設(shè)計(jì) 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 21 在完成太陽(yáng)能熱水器中央控制器的硬件設(shè)計(jì)后，要達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求，用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，就需要進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。 178。 178。 178。 178。 單片機(jī)其余 I/O 口線安排： 178。當(dāng) s3 按下時(shí)，就出發(fā)了外部中斷 1 進(jìn)入中斷子程序，執(zhí)行手動(dòng)加水功能。本系統(tǒng)選擇振蕩頻率為 24MHz 的石英晶體。在 XTAL1 和 XTAL2 兩端跨接石英晶體及兩個(gè)電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。當(dāng)出現(xiàn) “死機(jī) ”，單片機(jī)將不能定期改變 WDI 電平，看門狗電路便會(huì)在 s后產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)，使單片機(jī)復(fù)位，待經(jīng)過 200ms復(fù)位脈沖寬后，單片機(jī)復(fù)位結(jié)束，程序從 0000H 開始重新執(zhí)行，保證了系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 看門狗定時(shí)時(shí)間為 ； 178。 工作電壓 Vcc(～ )； 178。 (2)具有備用電池切換電路，備用電池可供給其他低功耗邏輯電路。 圖 37 單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位電路 在單片機(jī)系統(tǒng)中，為了擺脫“死循環(huán)”通常采用“看門狗技術(shù)”也VccRST80C51C 10RRμ f齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 18 就是 程序監(jiān)控技術(shù) 。 按鍵手動(dòng)復(fù)位分為電平方式和脈沖方式 兩種。若使頻率為 6MHZ 的晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間超過 4μ s 才能完成復(fù)位操作。 單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。同時(shí) 8279 的中斷請(qǐng)求信號(hào) IRQ 為高電平，可向 CPU 申請(qǐng)中斷，讀 取鍵值代碼。消隱顯示信號(hào)輸出 BD 線與 74LS138(1)的使能端 E3相連，當(dāng)顯示功換時(shí) ,BD 輸出低電平關(guān)閉 74LS138(1)，從而達(dá)到顯示消隱的目的。顯示器采用 4 個(gè) LED 數(shù)碼管，系統(tǒng)檢測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng) AT89C51 單片機(jī)處理后通過 I/O 口送到驅(qū)動(dòng)電路 8279 與單片機(jī) AT89C51 的硬件接口電路圖如圖 313 所示。 4 鍵盤。由于矩陣鍵盤中行、列線為多鍵共用，各按鍵均影響該鍵所在的電平。行線通過上拉電阻接到正 +5V。 鍵盤輸入應(yīng)解決的問題 1．鍵盤輸入的特點(diǎn) 鍵盤的實(shí)質(zhì)是一組開關(guān)的集合。 將 ADC0809 作為外擴(kuò)的并行 I/O 口，由 和 WR 端的脈沖同時(shí)有效時(shí)啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換，通道選擇端與 A、 B、 C 分別與地址線 A0、 AA2 相連。 2176。C 范圍內(nèi) ,精度為 177。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 12 3 太陽(yáng)能熱水器中央控制器的硬件設(shè)計(jì) 前端模 擬電路設(shè)計(jì) 溫度傳感器選用 本系統(tǒng)采用接觸式溫度傳感器 DS18B20。 （ 2） PC 口置位 /復(fù)位控制字 “0” —— 標(biāo)志位。 D3 —— PC7 ~ PC4 的傳輸方向， 1 —— 入， 0 —— 出。 PC3 ~ PC7 作聯(lián)絡(luò)線 此時(shí)， PB 口可以是方式 0；也可以是方式 1（ PC0 ~ PC1 作聯(lián)絡(luò)線）。 I/O 接口電路 8255A (1）總線接口部分 /CS —— A A0 —— /RD —— /WR —— 片選線 端口選擇線（選片內(nèi)四個(gè)端口寄存器） 讀信號(hào)線 寫信號(hào)線 輸入 （ 2）內(nèi)部邏輯部分 （ 3）外設(shè)接口部分 可由編程決定三個(gè)端口的功能 輸入 輸出 其它 A 口 8 位鎖存 / 緩沖 8位鎖存 雙向 B 口 8 位鎖存 / 緩沖 8位鎖存 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 10 C 口 8 位鎖存 / 緩沖 8位鎖存 可分成兩組分別作 A 口、 B 口的選通聯(lián)絡(luò)線 8255A 的端口操作 A1 A0 選中 0 0 PA 口 0 1 PB 口 1 0 PC 口 1 1 控制寄存器 二、 8255A 的工作 方式及方式選擇 8255A 的工作方式 （ 1）方式 0 —— 基本輸入 /輸出方式 A 口、 B 口、 C 口均有此方式，無(wú)選通， 是單片機(jī)與外部設(shè)備之間的直接數(shù)據(jù)通道。 鎖存器 74LS373 74LS373 是一種 8D 鎖存器，具有三態(tài)驅(qū)動(dòng)輸出，其引腳電路圖如下： . Z 179。C 。176。 圖 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 DS18B20 封裝形式 DS18B20 與單片機(jī)的典型接口設(shè)計(jì) DS18B DS1822 “ 一線總線 ” 數(shù)字化溫度傳感器是 DALLAS 最新單線數(shù)字溫度傳感器， 同 DS1820 一樣， DS18B20 也 支持 “ 一線總線 ”接口，測(cè)量溫度范圍為 55176。 圖 這是一個(gè)線性放大過程。 Co 和 Ci 為耦合電容。負(fù)號(hào)表示輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相位相反。此放大器可代替晶體管進(jìn)行交流放大 ,可用于擴(kuò)音機(jī)前置放大等。每一組運(yùn)算放大器可用圖 所示的符號(hào)來(lái)表示 ,它有5 個(gè)引出腳 ,其中 “+”、 “”為兩個(gè) 信號(hào)輸入端 ,“V+”、 “V”為正、負(fù)電源端 ,“Vo”為輸出端。只有 VCC電壓恢復(fù)到正常工作范圍而且在振蕩器穩(wěn)定振蕩后 ， 通過硬件復(fù)位掉電模式可被終止。間歇模式是由軟件來(lái)設(shè)置的 ， 當(dāng)外圍器件仍然處于工作狀態(tài)時(shí) ， CPU可根據(jù)工作情況適時(shí)地進(jìn)入睡眠狀態(tài) ， 內(nèi)部 RAM和 所有特殊的寄存器值將保持不變。 P3口的第二功能如表 21所示 。 P2口是從系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)作高 8位地址線用。 2． 管腳功能： AT89C51單片機(jī)為 40引腳芯片如圖 22所示。兩個(gè)十六位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ； 178。三級(jí)程序存儲(chǔ)器加密 ； 178。 AT89C51是一種低損耗、高性能、 CMOS八位微處理器 AT89C51 結(jié)構(gòu)和功能： 1． 特點(diǎn)： 178。 (4) 報(bào)警控制功能 : 高、低溫及高、低水位報(bào)警控制。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了多重功能的有機(jī)結(jié)合和智能控制。隨著人們生活水平的提高和電子技術(shù)的發(fā)展 ,這樣 的太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng)越來(lái)越不適應(yīng)人們的生活需求 ,開發(fā)一種控制方便 ,操作靈活的太陽(yáng)能熱水器的控制系統(tǒng) ,已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。作為目前炙手可熱的太陽(yáng)能熱水器，以其智能化和人工化為其顯著特點(diǎn)。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能使用單片機(jī)通過軟件的方法實(shí)現(xiàn)。它面向控制，能針對(duì)性的解決從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的各種控制任務(wù)。 關(guān)鍵詞 ：?jiǎn)纹瑱C(jī)；太陽(yáng)能熱水器；智能控制； 水位；溫度；時(shí)間； 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 3 The Design and realization of the Solarpowered water heater’s central controller Abstract Today the puter technology is developed microputer is increasingly used widely. 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 4 目 錄 摘要 Abstract 第 1 章 緒論 ???????????????????????? 1 目前太陽(yáng)能熱水器的研發(fā)面臨的問題??????????? 1 第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 ?????????????????? 2 系統(tǒng)任務(wù)和功能???????????????????? 2 AT89C51 功能和特點(diǎn)?????????????????? 3 通用四運(yùn)算放大器 LM324???????????????? 5 LM324 作反相交流放大器????? ????????? 6 LM324 作測(cè)溫電路????????????????? 6 DS18B20 數(shù)字式溫度傳感器 ??????????????? 7 DS18B20 與單片機(jī)的典型接口設(shè)計(jì)?????????? 8 鎖存器 LM373???????????????????? 10 I/O 接口電路 8255A????????????????? 11 第三章 太陽(yáng)能熱水器中央控制器的硬件設(shè)計(jì) ?????????? 14 前端的模擬電路設(shè)計(jì)?????? ??????????? 14 溫度傳感器的選用???????????????? 16 DS18B20 與單片機(jī)的典型接口??????????? 16 8255A 與單片機(jī)的典型接口設(shè)計(jì)???????????? 17 ADC0809 與 89C51 單片機(jī)的接口設(shè)計(jì)???????? 17 鍵盤和顯示器接口設(shè)計(jì) ???????????????? 18 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 5 鍵盤工作原理 ?????????????????? 18 LED 顯示器工作原理 ??????????????? 20 接口芯片的選擇及其原理 ????????????? 20 單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)???????????????? 22 單片機(jī)時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)???????????????? 24 系統(tǒng)原理綜述 ???????????????????? 25 第四章 太陽(yáng)能熱水器中央控制器的軟件設(shè)計(jì) ?????????? 27 系統(tǒng)總體軟件設(shè)計(jì)?????????????????? 27 數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)?????? ???????????? 27 中斷服務(wù)子程序???????????????? 27 水位檢測(cè)子程序???????????????? 29 顯示和鍵盤軟件設(shè)計(jì)??