【正文】 短由按鍵的機械特性決定，一般為5～ 10ms。 . A T 8 9 C 5 1G 7 4 L S 3 7 3 O E1C L KA D D AA D D BA D D CP 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7 W RP 2 . 7 R DI N T 12 82 72 62 52 42 32 22 1S T A R TA L EO EE O C? 1? 117 4 L S 0 21 12 5 6A D C 0 8 0 9R E F ( + )R E F ( )A L E3 4 7 8 1 3 1 4 1 7 1 8I N i1 圖 33 ADC0809 與 89C51 的中斷方式原理圖 鍵盤和顯示器接口設(shè)計 鍵盤工作原理 [3] 太陽能熱水器智能控制畢業(yè)論文 19 鍵盤在單片機應用系統(tǒng)中 能實現(xiàn)向單片機輸入數(shù)據(jù)、傳送命令等功能，是人工干預單片機的主要手段。 89C51 與 ADC0809接口電路圖如圖 33 所示。中斷控制法是在啟動信號送入 A/D 轉(zhuǎn)換器時之后，單片機執(zhí)行別的程序。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持 3V~ 的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便。 DS1822 的精度較差為 177。C，在 10~+85176。 本系統(tǒng)設(shè)計以采集溫度為例，通過選用不同的傳感器及其相應傳感器的放大電路，可實現(xiàn)多路采集不同 的測量數(shù)據(jù)如溫度 、 濕度 、 壓力等數(shù)據(jù)。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強的環(huán)境適應能力。但實際上，任何傳感器都不能保證絕對的線性，其線性度也是相對的。 傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測量無關(guān)的外界噪聲也容易混入，也會被放大系統(tǒng)放大，影響測量精度。 要進行 — 個具體的測量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。 D0 —— 位狀態(tài)位， 1 —— 置位， 0 —— 復位。 D0 —— PC3 ~ PC0 傳輸方向， 1 —— 入， 0 —— 出。 —— 方式 2 D4 —— A口的傳輸方向， 1 —— 入， 0 —— 出。 輸入緩沖器滿信號，發(fā)給外設(shè)（通知外設(shè)數(shù)據(jù)未被取走，暫不能接收新數(shù)據(jù)） 中斷請求信號，外部設(shè)備發(fā)給單片機 中斷允許信號 輸出緩沖器滿信號，發(fā)給外設(shè)（單片機將數(shù)據(jù)已送到指定口，外部設(shè)備可以取走） 外設(shè)響應信號，由 外部設(shè)備發(fā)來（數(shù)據(jù)已送到外部設(shè)備） （ 3）方式 3 —— 雙向方式 僅 PA口有此方式。 179。 例如 +125℃ 的數(shù)字輸出為 07D0H， +℃ 的數(shù)字輸出為 0191H，℃ 的數(shù)字輸出為 FF6FH， 55℃ 的數(shù)字輸出為 FC90H。因此，在用DS1820 進行長距離測溫系統(tǒng)設(shè)計時要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。 (3)連接 DS1820 的總線 電纜是有長度限制的。 DS1820 使用中注意事項 DS1820 雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點，但在實際應用中也應注意以下幾方面的問題： (1)較小的硬件開銷需要相對復雜的軟件進行補償，由于 DS1820 與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對 DS1820 進行讀寫編程時，太陽能熱水器智能控制畢業(yè)論文 10 必須嚴格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。 64 位光刻 ROM 的排列是：開始 8位（ 28H）是產(chǎn)品類型標 號，接著的 48 位是該 DS18B20 自身的序列號，最后 8位是太陽能熱水器智能控制畢業(yè)論文 9 前面 56位的循環(huán)冗余校驗碼（ CRC=X8+X5+X4+1）。C ，適用于對性能要求不高，成本控制嚴格的應用，是經(jīng)濟型產(chǎn)品。分辨率設(shè)定，及用戶設(shè)定的報警溫度存儲在 EEPROM 中，掉電后依然保存。 DS18B20 可以程序設(shè)定 9~12 位的分辨率，精度為 177。C 。 176。 圖 DS18B20內(nèi)部結(jié) 構(gòu) 64 位 ROM 和一線端口 供電方式 存儲和控制邏輯 高速存儲器 8 位 CRC 生成器 溫度傳感器 高溫觸發(fā)器 低溫觸發(fā)器 配置寄存器 太陽能熱水器智能控制畢業(yè)論文 8 圖 DS18B20 封裝形式 DS18B20與單片機的典型接口設(shè)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。 太陽能熱水器智能控制畢業(yè)論文 7 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(shè)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(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 結(jié)構(gòu)和功能： 1． 特點： 178。 AT89C51芯片提供三級程序存儲器加密 ，提供了方便靈活而可靠的硬加密手段 ， 能完全保證程序或系統(tǒng)不被仿制。 AT89C51可構(gòu)成真正的單片機最小應用系統(tǒng) ， 縮小系統(tǒng)體積 ， 增加系統(tǒng)的可靠性 ， 降低了系統(tǒng)成本。 圖一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 太陽能熱水器智能控制畢業(yè)論文 3 AT89C51 結(jié)構(gòu)和特點 AT89C51是 MCS 51單片機的基礎(chǔ)上精心設(shè)計 ， 由美國 ATMEL公司生產(chǎn)的高性能八位單片機。 (2) 輔助能源加熱控制功能 : 定時加熱、自動加熱控制。 第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 隨著計算機在各種智能控制系統(tǒng)應用中的不斷深入與蓬勃發(fā)展 , 單片機 更以其小巧的外形、較高的性價比、靈活的控制方式廣泛地應用在這一領(lǐng)域。 目前太陽能熱水器的研發(fā) 面臨的問題 太陽能熱水器使用方便，節(jié)能，無污染，普及推廣迅速。微控制技術(shù)標志著一種全新概念的出現(xiàn)，是對傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。單片機的應用意義不僅限于它的廣泛及所帶來的巨大的經(jīng)濟效益。其最初應用是基于單片機的。由于加熱時間不能控制而導致過燒，從而浪費大量電能。其最初應用是基于單片機的。嵌入 式計算機系統(tǒng)是以應用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟、硬件可裁剪，適應應用系統(tǒng)對功能，可靠性，成本，體積，功效等嚴格要求的專業(yè)計算機系統(tǒng)。 目前，國內(nèi)的太陽能熱水器還處于研發(fā)階段，這種控制器只具有溫度和水位的顯示功能，不具有溫度控制功能。嵌入式計算機系統(tǒng)是以應用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟、硬件可裁剪，適應應用系統(tǒng)對功能，可靠性，成本，體積，功效等嚴格要求的專業(yè)計算機系統(tǒng)。 單片機具有體積小，功耗低，價格便宜等優(yōu)點，近年來還開發(fā)了一些以單片機母片為核，在片中嵌入更多的專用型單片機，因此單片機在計算機控制領(lǐng)域中應用越來越廣泛。這種以軟件取代硬件并提高系統(tǒng)性能的控制技術(shù)，稱之為微控制技術(shù)。其中就是以單片機為中央處理器核心，完成了諸多的功能，發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。本文設(shè)計了一種以單片機 AT89C51 為核心 ,顯示直觀 ,操作方便 ,太陽能熱水器智能控制畢業(yè)論文 2 控制靈活的控制器。 系統(tǒng)任務(wù)和功能 (1) 多點水溫水位輸入及顯示功能。 (5) 檢測控制功能 : 手動輸出檢查。它與 MCS51系列單片機在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容 ， 不僅可完全代替 MCS51系列單片機 ， 而且能使系統(tǒng)具有許多MCS51系列產(chǎn)品沒有的功能。工作電壓 范圍寬 2. 7V～ 6V， 全靜態(tài)工作 ， 工作頻率寬 ， 在 0Hz～ 24MHz內(nèi) ， 比 8751及 87C51等 51系列的 6MHz～ 12MHz更具有靈活性 ， 系統(tǒng)能快能慢。 8位內(nèi)部 RAM， 32位雙向輸入輸出線 ， 兩個十六位定時 /計時器 ， 5個中斷源 ，兩級中斷優(yōu)先級 ， 一個全雙工異步串行口及時鐘發(fā)生器等 [5]。全靜態(tài)工作 ， 工作范圍： 0Hz～ 24MHz； 178。 32位雙向輸入輸出線 ； 178。間歇和掉電工作方式。由于是分時輸出 ， 故應在外部加鎖存器將此地址數(shù)據(jù)鎖存 ， 地址鎖存信號用 ALE的 P1口是專門供用戶使用的 I/O口 ， 是準雙向口。作為第一功能使用時操作同 P1 口。 AT89C51有間歇和掉電兩種工作模式。該芯片內(nèi) RAM和特殊功能寄存器值保持不變 ， 直到掉電模式被終止。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運算放大器 , 除電源共用外 ,四組運放相互獨立。 LM324 的 引腳排列見圖 太陽能熱水器智能控制畢業(yè)論文 6 （圖表 ） （ 圖表 ） LM324作反相交流放大器 電路見附圖 。 （圖 ） 放大器電壓放大倍數(shù) Av 僅由外接電阻 Ri、 Rf決定： Av=Rf/Ri。一般情況下先取 Ri 與信號源內(nèi)阻相等 ,然后根據(jù)要求的放大倍數(shù)在選定 Rf。運放 A1 連接成同相直流放大形式，溫度越高，晶體管 BG1 壓降越小，運放 A1 同相輸入端的電壓就越低， 輸出端的電壓也越低。 DS18B20 的管腳排列如圖 所示， DQ 為數(shù)字信號輸入 /輸出端； GND 為電源地； VDD 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地，見圖 ）。C 范圍內(nèi) ,精度為177。 2176。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小?？蛇x更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍。2176。 光刻 ROM 中的 64 位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20 的地址序列碼。 這是 12位轉(zhuǎn)化后得到的 12位數(shù)據(jù)，存儲在 18B20 的兩個 8比特的RAM 中，二進制中的前面 5位是符號位，如果測得的溫度大于 0，這 5位為 0，只要將測到的數(shù)值乘于 可得到實際溫度；如果溫度小于0，這 5位為 1，測到的數(shù)值 需要取反加 1再乘于 實際溫度。當單總線上所掛 DS1820 超過 8個時，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設(shè)計時要加以注意。這種情況主要是由總線分布電容使信號波形產(chǎn)生畸變造成的。 測溫電纜線建議采用屏蔽 4芯雙絞線，其中一對線接地線與信號線，另一組接 VCC 和地線，屏蔽層在源端單點接地。 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)四個端口寄存器） 讀信號線 寫信號線 輸入 （ 2）內(nèi)部邏輯部分 Z 179。 各聯(lián)絡(luò)信號線的意義： /STB —— IBF —— INTR —— INTE —— /OBF —— /ACK —— 輸入選通信號，外設(shè)發(fā)來。有兩個控制字： （ 1）方式選擇控制字 “ 1” —— 方 式控制標志位 D D5—— 決定 A組的工作方式， 0 0 —— 方式 0 0 1 —— 方式 1 1 179。 D1 —— B口的傳輸方向， 1 —— 入， 0 —— 出。 D D D1—— 位選擇位， 000 ~ 111 分別對應 PC7 ~ PC0。測量結(jié)果的成敗，在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理。因為只有靈敏度高時，與被測量變化對應的輸出信號的值才比較大，有利于信號處理。傳感器的頻率響應高，可測的信號頻率范圍就寬，而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響，機械系統(tǒng)的慣性較大，因有頻率低的傳感器可測信號的頻率較低。在選擇傳感器時，當傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。傳感器的精度越高， 其價格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個測量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高。自制傳感器的性能應滿足使用要求 [11]。C~+125176。C?，F(xiàn)場溫度直接以 “一線總線