【正文】 機技術的發(fā)展，單片機本身對電源電壓范圍的要求越來越寬。而時鐘監(jiān)控有效與省電指令 STOP 是一對矛盾。 主要 抗干擾 技術 [20] 提高單片機系統(tǒng)的技術措施有降低單片機的頻率，時鐘監(jiān)測電路、看門狗技術與低電壓復位技術等技術。 一般把影響單片機測控系統(tǒng)正常工作的信號稱為噪音，又稱干擾。此外采集到的數(shù)據(jù)還需存入單片機片內的 EPROM 內，防止單片機突然掉電造成采集到的數(shù)據(jù)丟失。 其鍵盤產(chǎn)生外部中斷時的中斷服務程序流程圖如圖 44 所示。 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（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 計 中斷服務子程序 開始 關中斷 保護現(xiàn)場，關閉電磁閥 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文）用紙 23 水位檢測子程序 將 P3 口的內容讀入水位寄存器 SW1中，其地址位 0A0H 將 SW1 中的內容進行處理，得出水位檢測 結果入 SW2 調用水位處理子程序 置 口為第二功能 啟動計數(shù)器 T0 并延時 從計數(shù)器 T0 中讀取 V/F 的轉換結果，并存入 WD 中 調用溫度算法子程序 調顯示子程序 恢復現(xiàn)場 開中斷 中斷返回 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文）用紙 24 顯示和鍵盤軟件設計 當要進行顯示和軟件設計時，單片機首先要通過 端向 8155H的 CE 端輸出一個高電平，選中 8155H。 系統(tǒng)正?？刂茣r，首先顯示水溫和水位，若檢測到水流開關打開用水時，自動斷開上水閥和電加熱體電源，即實現(xiàn)水電聯(lián)動，用水停電。 系統(tǒng)總體 軟件設計 本系統(tǒng)主要是完成由 89C51 為核心控制器來實現(xiàn)對太陽能熱水器水位和水溫的檢測，并在適當?shù)臅r候報警，并把溫度數(shù)據(jù)體現(xiàn)在 8 位數(shù)碼管上。對數(shù)碼管顯示子程序的實現(xiàn)； 178。 4 太陽能熱水器中央控制器的軟件設計 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文）用紙 21 在完成太陽能熱水器中央控制器的硬件設計后，要達到系統(tǒng)設計需求，用單片機實現(xiàn)自動控制，就需要進行軟件設計。 178。 178。 178。 178。 單片機其余 I/O 口線安排： 178。當 s3 按下時，就出發(fā)了外部中斷 1 進入中斷子程序，執(zhí)行手動加水功能。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電容就可以構成穩(wěn)定的自激振蕩器。當出現(xiàn) “死機 ”，單片機將不能定期改變 WDI 電平，看門狗電路便會在 s后產(chǎn)生一個復位信號，使單片機復位，待經(jīng)過 200ms復位脈沖寬后，單片機復位結束，程序從 0000H 開始重新執(zhí)行，保證了系統(tǒng)的正常運轉。 看門狗定時時間為 ； 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 單片機系統(tǒng)復位電路 在單片機系統(tǒng)中，為了擺脫“死循環(huán)”通常采用“看門狗技術”也VccRST80C51C 10RRμ f齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文）用紙 18 就是 程序監(jiān)控技術 。 按鍵手動復位分為電平方式和脈沖方式 兩種。若使頻率為 6MHZ 的晶振，則復位信號持續(xù)時間超過 4μ s 才能完成復位操作。 單片機復位電路的設計 復位是單片機的初始化操作。同時 8279 的中斷請求信號 IRQ 為高電平，可向 CPU 申請中斷，讀 取鍵值代碼。消隱顯示信號輸出 BD 線與 74LS138(1)的使能端 E3相連，當顯示功換時 ,BD 輸出低電平關閉 74LS138(1)，從而達到顯示消隱的目的。顯示器采用 4 個 LED 數(shù)碼管，系統(tǒng)檢測數(shù)據(jù)經(jīng) AT89C51 單片機處理后通過 I/O 口送到驅動電路 8279 與單片機 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。 鍵盤輸入應解決的問題 1．鍵盤輸入的特點 鍵盤的實質是一組開關的集合。 將 ADC0809 作為外擴的并行 I/O 口，由 和 WR 端的脈沖同時有效時啟動 A/D 轉換，通道選擇端與 A、 B、 C 分別與地址線 A0、 AA2 相連。 2176。C 范圍內 ,精度為 177。 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文）用紙 12 3 太陽能熱水器中央控制器的硬件設計 前端模 擬電路設計 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 /復位控制字 “0” —— 標志位。 D3 —— PC7 ~ PC4 的傳輸方向， 1 —— 入， 0 —— 出。 PC3 ~ PC7 作聯(lián)絡線 此時， PB 口可以是方式 0；也可以是方式 1（ PC0 ~ PC1 作聯(lián)絡線）。 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（選片內四個端口寄存器） 讀信號線 寫信號線 輸入 （ 2）內部邏輯部分 （ 3）外設接口部分 可由編程決定三個端口的功能 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 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（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，無選通， 是單片機與外部設備之間的直接數(shù)據(jù)通道。 鎖存器 74LS373 74LS373 是一種 8D 鎖存器，具有三態(tài)驅動輸出，其引腳電路圖如下： . Z 179。C 。176。 圖 DS18B20 內部結構 圖 DS18B20 封裝形式 DS18B20 與單片機的典型接口設計 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，測量溫度范圍為 55176。 圖 這是一個線性放大過程。 Co 和 Ci 為耦合電容。負號表示輸出信號與輸入信號相位相反。此放大器可代替晶體管進行交流放大 ,可用于擴音機前置放大等。每一組運算放大器可用圖 所示的符號來表示 ,它有5 個引出腳 ,其中 “+”、 “”為兩個 信號輸入端 ,“V+”、 “V”為正、負電源端 ,“Vo”為輸出端。只有 VCC電壓恢復到正常工作范圍而且在振蕩器穩(wěn)定振蕩后 ， 通過硬件復位掉電模式可被終止。間歇模式是由軟件來設置的 ， 當外圍器件仍然處于工作狀態(tài)時 ， CPU可根據(jù)工作情況適時地進入睡眠狀態(tài) ， 內部 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)擴展時作高 8位地址線用。 2． 管腳功能： AT89C51單片機為 40引腳芯片如圖 22所示。兩個十六位定時器 /計數(shù)器 ； 178。三級程序存儲器加密 ； 178。 AT89C51是一種低損耗、高性能、 CMOS八位微處理器 AT89C51 結構和功能： 1． 特點： 178。 (4) 報警控制功能 : 高、低溫及高、低水位報警控制。本系統(tǒng)實現(xiàn)了多重功能的有機結合和智能控制。隨著人們生活水平的提高和電子技術的發(fā)展 ,這樣 的太陽能熱水器控制系統(tǒng)越來越不適應人們的生活需求 ,開發(fā)一種控制方便 ,操作靈活的太陽能熱水器的控制系統(tǒng) ,已經(jīng)成為當務之急。作為目前炙手可熱的太陽能熱水器，以其智能化和人工化為其顯著特點。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能使用單片機通過軟件的方法實現(xiàn)。它面向控制，能針對性的解決從簡單到復雜的各種控制任務。 關鍵詞 ：單片機；太陽能熱水器；智能控制； 水位；溫度；時間； 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（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. 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文）用紙 4 目 錄 摘要 Abstract 第 1 章 緒論 ???????????????????????? 1 目前太陽能熱水器的研發(fā)面臨的問題??????????? 1 第二章 系統(tǒng)總體設計方案 ?????????????????? 2 系統(tǒng)任務和功能???????????????????? 2 AT89C51 功能和特點?????????????????? 3 通用四運算放大器 LM324???????????????? 5 LM324 作反相交流放大器????? ????????? 6 LM324 作測溫電路????????????????? 6 DS18B20 數(shù)字式溫度傳感器 ??????????????? 7 DS18B20 與單片機的典型接口設計?????????? 8 鎖存器 LM373???????????????????? 10 I/O 接口電路 8255A????????????????? 11 第三章 太陽能熱水器中央控制器的硬件設計 ?????????? 14 前端的模擬電路設計?????? ??????????? 14 溫度傳感器的選用???????????????? 16 DS18B20 與單片機的典型接口??????????? 16 8255A 與單片機的典型接口設計???????????? 17 ADC0809 與 89C51 單片機的接口設計???????? 17 鍵盤和顯示器接口設計 ???????????????? 18 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（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 單片機復位電路的設計???????????????? 22 單片機時鐘電路的設計???????????????? 24 系統(tǒng)原理綜述 ???????????????????? 25 第四章 太陽能熱水器中央控制器的軟件設計 ?????????? 27 系統(tǒng)總體軟件設計?????????????????? 27 數(shù)據(jù)采集軟件設計?????? ???????????? 27 中斷服務子程序???????????????? 27 水位檢測子程序???????????????? 29 顯示和鍵盤軟件設計??