【正文】 閘管是電力 晶體管它是電流控制型器件，大多工作在功率開關(guān)狀態(tài)，對(duì)其要求與小信號(hào)晶體管有所不同，它主要有足夠的容量、適當(dāng)?shù)脑鲆?、較快的開關(guān)速度和較低的功率損耗。 ? 可鎖存三態(tài)輸出，輸出與 TTL兼容。 3． ADC0809 的技術(shù)指標(biāo) ? 單一電源， +5V供電，模擬量輸入范圍為 0~5V。對(duì)于一般單極性模擬量輸入信號(hào)， V=+5V， V=0V。 C 為最高位， A 為最低位。 ? CLOCK：實(shí)時(shí)時(shí)鐘，可通過(guò)外接 RC 電路改變時(shí)鐘頻率。此信號(hào)可用做 A/D 轉(zhuǎn)換是否結(jié)束的檢測(cè)信號(hào)，或向 CPU 申請(qǐng)中斷的信號(hào)。 ? START：?jiǎn)?dòng)信號(hào)。它的精度是 1LSB。 2． 2． 1 水溫檢測(cè)電路 陜西國(guó)防學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)論文 4 水溫檢測(cè)電路主要由 R4VD R5R7RP1 組成 橋式檢測(cè)電路和放大器組成，他的工作原理是先由橋式檢測(cè)電路檢測(cè)出溫度信號(hào)再經(jīng) IC IC6 兩個(gè)放大器將信號(hào)放大處理之后傳送給 ADC0809 進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，其中該電路還可以通過(guò) RP1 和 RP2 兩個(gè)滑動(dòng)電阻來(lái)分別調(diào)節(jié)零度和滿度兩點(diǎn)的 A/D 值為 00H 和 FFH。 第二章 硬件設(shè)計(jì) 2． 1 電源部分的設(shè)計(jì) 一組交流輸入通過(guò)橋式整流電 路，輸出 4 種電壓： +12V、 +、 +5V、 。 RST：復(fù)位端。是一組內(nèi)部帶上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O口，可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL門電路。是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口，也是地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。 XTAL1（ 19 腳 )：外接晶振輸入端。其外形及引腳如下圖所示： 陜西國(guó)防學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)論文 3 89C51 單片機(jī)共 40 個(gè)引腳，大致可分為 4 類： （ 1）電源引腳。因此是計(jì)算機(jī)的開銷增大。所以本設(shè)計(jì)選 LED。 CTR 它直觀、靈活，不但可顯示數(shù)字，而且可以顯示畫面及報(bào)表；但系統(tǒng)比較復(fù)雜，價(jià)格也比較貴，所以多用于大、中型控制系統(tǒng)中。 1． 2． 1 水溫檢測(cè)電路 1． 2． 2 按鍵輸入電路 1． 2． 3 水溫和狀態(tài)顯示電路 陜西國(guó)防學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)論文 2 本設(shè)計(jì)中選的顯示器是 LED，顯示方法是靜態(tài)顯示。其外圍電路主要由水溫檢測(cè)和 A/D 轉(zhuǎn)換、晶閘管控制、水溫和狀態(tài)顯示、按鍵輸入以及穩(wěn)壓電源等部分組成。其特點(diǎn)是安全、出熱水快、節(jié)水節(jié)能、體積小、價(jià)格低，唯一的缺點(diǎn)是功率容量大，功率 6KW/220V時(shí)，電流達(dá) ，這是即開即熱特點(diǎn)所決定的。總體來(lái)講，電熱水器，特別是即熱式熱水器已逐漸成為家庭生活時(shí)尚。本設(shè)計(jì)運(yùn)用 80C51 單片機(jī)系統(tǒng)為主控制芯片。 其主控電 路原理圖如下： 1． 2 方案論證 基于上述原理該系統(tǒng)具有對(duì)溫度的精確控制、能顯示當(dāng)前時(shí)間熱水器的實(shí)際溫度以及自動(dòng)檢測(cè)熱水器是否處于正常工作狀態(tài)，并具有調(diào)溫、恒溫、防超高溫等多項(xiàng)自檢功能，使用戶在使用過(guò)程中安全更有保障。但它的價(jià)錢比 較貴，且為模擬顯示，讀數(shù)不方便，有一定的誤差，所以它只適用于企業(yè)的技術(shù)改造，在新設(shè)計(jì)的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中不宜采用。雖然 LCD 也有這些優(yōu)點(diǎn)但它價(jià)格比 LED 貴。但它占用機(jī)時(shí)長(zhǎng)，只要單片機(jī)不執(zhí)行顯示程序，就立刻停止顯示。 1． 3 芯片介紹 本設(shè)計(jì)采用的單片機(jī)是 89C51， 89C51 單片機(jī)的封裝共分為 DIP、 PLCC 及 PQEP3 種形式，常用 DIP 封裝方式。 （ 2）時(shí)鐘電路引腳。 P0 口（ 39 腳 ~32 腳）： ~ 統(tǒng)稱為 P0 口。 P2 口（ 21 腳 ~28 腳）： ~ 統(tǒng)稱為 P2 口。 （ 4）控制線引腳。 PSEN（ 29 腳）：讀片外程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)輸出端。而單片機(jī)處理的數(shù)據(jù)只能是數(shù)字量，所以數(shù)據(jù)在進(jìn)入單片機(jī)之前，必須把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量（也即 A/D 轉(zhuǎn)換）。 1． 電路組成及轉(zhuǎn)換原理 ADC0809 是含 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器、 8 路多路開關(guān)，以及與微型計(jì)算機(jī)兼容的控制邏輯的 COMS組件，其轉(zhuǎn)換方法為逐次逼近型。其原理框圖如下： 2． ADC0809 的引腳功能 ADC0809 芯片有 28 條引腳，采用雙列直插式封裝，如下圖所示： ? IN7~IN0： 8 個(gè)模擬量輸入端。當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束后，發(fā)出一個(gè)正脈沖，表示 A/D 轉(zhuǎn)陜西國(guó)防學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)論文 5 換完畢。此信號(hào)可作為 ADC0809 的片選信號(hào)，高電平有效。 ? C,B,A：通道號(hào)選擇端子。用以提供 D/A 轉(zhuǎn)換器權(quán)電阻的標(biāo)準(zhǔn)水平。 ? GND：接地端。 ? 轉(zhuǎn)換速度取決于芯片的時(shí)鐘頻率。在運(yùn)行過(guò)程中 輸出低電平時(shí)， G3（ PNP）導(dǎo)通，經(jīng) MOC3041 光耦，自動(dòng)過(guò)零觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，接通 2kW 電熱膜電源； 輸出低電平時(shí)， G2（ PNP）導(dǎo)通，經(jīng) MOC3041 光耦，自動(dòng)過(guò)零觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，接通 2kW 電熱膜電源； 輸出低電平時(shí)， G1（ PNP）導(dǎo)通，經(jīng) MOC3041 光耦，自動(dòng)過(guò)零觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，接通 2kW 電熱膜電源。 陜西國(guó)防學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)論文 6 2． 4 水溫和狀態(tài)顯示電路 顯示電路由 4511(七段譯碼、鎖存、驅(qū)動(dòng) )和共陰 LED 數(shù)碼管組成， ~ 輸出BCD 碼， 、 分別控制二位刷新顯示， 用于控制閃爍顯示， 控制小數(shù)點(diǎn)顯示。 按鍵輸入端 RC 電路用于消除按鍵抖動(dòng)。滿 320ms 刷新一次水溫顯示，調(diào)整一次 320ms 周期 SCR 控制字。程序流程圖如下： 陜西國(guó)防學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)論文 9 圖 3— 2 開始 讀水溫 10ms 平均值 余數(shù)累加值不變 存 320ms 水溫平均值 重置 320ms 計(jì)數(shù)器初值 320ms 水溫平均值加 1 累加器清 0 刷新上次水溫 320ms 水溫平均值余數(shù)累加 10ms 水溫平均值247。程序流程圖如下： 陜西國(guó)防學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)論文 11 圖 3— 3 3． 1． 4 判水溫升降狀態(tài) 子程序流程圖 返回 有按下標(biāo)志否？ 鍵按下否？ 有按下標(biāo)志否？ 按鈕計(jì)時(shí) 開始 按鈕 超 否？ 有長(zhǎng)按鈕標(biāo)志否？ 長(zhǎng)按鈕 100ms 計(jì)數(shù) 長(zhǎng)按鈕 100ms 滿否？ 確認(rèn)長(zhǎng)按鈕一次 100ms 計(jì)數(shù)器重置初值 設(shè)置整定值＋ 1 判設(shè)置整定值超限否？ 刷新顯示 置按下標(biāo)志 置長(zhǎng)按鈕標(biāo)志置100ms 計(jì)數(shù)器 置最大整定值 陜西國(guó)防學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)論文 12 圖 3— 4 3． 1． 5 判水溫高低狀態(tài)子程序流程圖 開始 請(qǐng)上升下降與水溫不變標(biāo)志 讀本次水溫 本次水溫－上次水溫 判差值＞ 0否？ 置上升標(biāo)志 判上升 1？ 判上升 2？ 置上升 3及以上標(biāo)志 置下降 2 標(biāo)志 置下降 1 標(biāo)志 置上升 2 標(biāo)志 置下降 3 標(biāo)志 判下降 2？ 判下降 1? 上次水溫－本次水溫 置下降標(biāo)志 置上升 1 標(biāo)志 返回 陜西國(guó)防學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)論文 13 圖 3— 5 3． 1． 6 求 SCR 控制字升降子程序流程圖 3． 2 程序設(shè)計(jì) 3． 2． 1 主程序 主程序 MAIN： LCALL STAT ； 初始化 WORK： JNB 01H , WORK ；等待交流電壓過(guò)零或 T02ms 中斷 開始 清水溫高低狀態(tài)、水溫等于整定值標(biāo)志 讀水溫 判水溫高 1℃？ 置水溫值＞整定值標(biāo)志 水溫值－整定值＞ 0? 判水溫高 2℃？ 置高 3℃及以上標(biāo)志 置水溫值＜整定值標(biāo)志 判水溫低 1℃？ 判水溫低 2℃？ 置低 3℃及以上標(biāo)志 返回 置高 1℃標(biāo)志 置高 2℃標(biāo)志 置低 1℃標(biāo)志 置低 2℃標(biāo)志 陜西國(guó)防學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)論文 14 CLR 01H ；有電壓過(guò)零或 T02ms 中斷，清中斷標(biāo)志 LCALL AD ；檢測(cè)出水溫 (A/D 轉(zhuǎn)換 ) JB TR0 , WORK ； T0 未停， 2ms 中斷未滿 4 次，返回中斷 WK1： LCALL TAV10 ；求 10ms 水溫平均值 LCALL LOST ；檢測(cè)漏電（若漏電，則 0FH=1） JBC 0FH ， WK ；漏電、轉(zhuǎn)低功耗 LCALL CLOS ；檢測(cè)開關(guān) LCALL KUP ；掃描水溫設(shè)置上升鍵 LCALL KDN ；掃描水溫設(shè)置下降鍵 LCALL T