【正文】 阻把端口拉到高電位，此時可用作輸入口。P2 口作輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。在對 Flash 編程和程序校驗時，P1 口接收低8 位地址。在對 Flash 存儲器進行編程時，P0 用于接收代碼字節(jié)；在校驗時，則輸出代碼字節(jié)；此時需要外加上拉電阻。①P0 端口，該口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。 靈活的 isp 字節(jié)和分頁編程 中斷喚醒省電模式 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 全雙工 uart 串行中斷口線 32 個雙向 i/o 口 同時該芯片還具有 pdip、tqfp 和 plcc 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。它的應(yīng)用范圍廣，可用于解決復(fù)雜的控制問題，且成本較低。80C51 單片機是一種低功耗高性能的 CMOS 8 位微控制器，內(nèi)置 8KB 可在線編程閃存。系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：張勝： 基于單片機的電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設(shè)計 10 圖 總體設(shè)計方框圖單片機最小系統(tǒng)圖 單片機最小系統(tǒng)（1） 單片機 9 腳接復(fù)位電路，可按復(fù)位按鈕 S1 給單片機復(fù)位。（4）具有低水位上水，手動上水等功能。 （7）設(shè)置一個蜂鳴器，當熱水器出現(xiàn)異常情況而報警時，由蜂鳴器發(fā)出報警聲，并自動切斷加熱元件的供電。高溫報警：當檢測溫度高于 65℃時，自動報警。電源指示燈（紅）：接通 220V 電源，該指示燈點亮。如 220V 總電源關(guān)閉后再開機，預(yù)設(shè)溫度自動定為 27℃。 （2）水溫檢測顯示范圍為00～99℃，精度為177。水位控制系統(tǒng)的設(shè)計方案討論此系統(tǒng)要進行水溫水位控制，馬上想到的是水溫水位的兩個參數(shù)的控制，在溫度傳感器采用 DS18B20 之后，對于水位的控制不假思索的想到要運用水位傳感器，經(jīng)過幾天的資料搜集，發(fā)現(xiàn)水位的傳感器是通過壓力傳感器變換過來的，看到最多的是浮球式液位傳感器，而且此傳感器的適用溫度范圍和測試精度也適合該設(shè)計系統(tǒng)，但此方案的缺點是價格非常昂貴；后來又考慮采用應(yīng)用于電子秤中的數(shù)字壓力傳感器，去測得整個容器中水的變化和容器中液位的換算關(guān)系，此想法基于電子秤能夠測得一張紙的重量，但是在實際應(yīng)用中，考慮到容器的氧化，容器內(nèi)部的水垢增多，而且容器的外置也會產(chǎn)生整個容器重量的變化，從而造成液位采集的不準確，此壓力傳感器的市場價格也比較昂貴，應(yīng)用于此控制模型中也是一種浪費；因此我自制了 3 根線將容器中的液位分成了 3個水位擋，通過和電源正極的結(jié)合，利用水導(dǎo)電的特性，通過 9012 三極管等元件構(gòu)成的驅(qū)動電路的電平轉(zhuǎn)換，將液位數(shù)據(jù)輸入 P2 口，通過單片機換算轉(zhuǎn)換成液位數(shù)據(jù)存入一個存儲器單元，隨時讀取。方案二：采用 AT89C51 芯片，它具有 AT89C2051 芯片的所有功能，且 IO 口數(shù)相對較多，價錢相對也比較便宜，但存儲空間不是非常大。再考慮到成本控制和軟硬件實現(xiàn)難度，采用方案三的控制系統(tǒng)設(shè)計，可以進一步提高電熱水器的智能作用，能夠保證持續(xù)的熱水供應(yīng)，并能夠在異常情況下自動斷電，可以滿足人們?nèi)粘Ｉ畹男枰岣吡巳藗兩畹馁|(zhì)量。通過以上三種設(shè)計方法的比較來看，實現(xiàn)電熱水器的智能控制可以有很多種方法。但是在過程中只能檢測三點，雖然可以擴展，但是占了太多的 I/O 口，容易造成資源的浪費。在模擬量輸入、輸出同時存在時，所需內(nèi)存總數(shù)=模擬量路數(shù)*250；同時，應(yīng)考慮 PLC 提供的內(nèi)部繼電器和寄存器的數(shù)量，以便節(jié)省資源。 方案二:根據(jù)控制系統(tǒng)要求，首先確定 PLC 的控制模塊，估算出所需要的 I/O 點數(shù)（數(shù)字輸入/輸出量、模擬輸入/輸出量） ，再增加 10%~20%的備用量，以便隨時增加控制功能，保證系統(tǒng)投入運行后能夠替換個別故障點或彌補遺漏的點數(shù)，統(tǒng)計出 I/O 總點數(shù)后饑渴確定 PLC 的控制規(guī)模，從而確定存儲器（用于存儲用戶程序和數(shù)據(jù)）的容量，存儲器容量除了根據(jù) PLC 的控制規(guī)模確定。 報警系統(tǒng)該系統(tǒng)利用蜂鳴器報警，系統(tǒng)故障報警和水溫水位信息報警，以便及時掌握水溫水位控制系統(tǒng)的工作狀況，系統(tǒng)自己不能處理的就可以人工輔助處理，這樣能讓系統(tǒng)更好的運行在穩(wěn)定狀況下。 當 ahb 時，傳感器電阻阻值 R 為 2R，對應(yīng)，系統(tǒng)處于 30%水位。本系統(tǒng)需顯示水位，水位分低、中、高三檔，均用發(fā)光二極管來指示。此系統(tǒng)是為多子系統(tǒng)的綜合性控制系統(tǒng)，設(shè)計過程中也是分塊實現(xiàn)設(shè)計調(diào)試，最后進行綜合實現(xiàn)，以下就從各子系統(tǒng)的工作原理進行分別進行說明。張勝： 基于單片機的電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設(shè)計 4 第 2 章 系統(tǒng)設(shè)計方案 設(shè)計原理 系統(tǒng)原理利用熱敏傳感器和水位傳感器檢測水溫和水位，并加以顯示。 課題任務(wù) 本設(shè)計主要是對市場現(xiàn)有產(chǎn)品的仿制，要能夠?qū)崿F(xiàn)電熱水器的完整功能。其中安全技術(shù)主要體現(xiàn)在能自動檢測熱水器是否處于正常工作狀態(tài)，并具有調(diào)溫、恒溫、防干燒、防超高溫、防漏電等多項自檢功能，使用戶在使用過程中安全更有保障。目前市場上的電熱水器分連續(xù)水流式和貯水式，前者雖具有加熱速度快和體積小的優(yōu)點，但需要的功率大，大多數(shù)家庭供電線路難以承受。 就中國的具體情況而言，太陽能熱水器由于安裝位置的局限性，只適用于居住在頂樓的居民，且受天氣原因的限制，使用范圍狹窄，燃氣熱水器由于必須分室安裝，且須由專業(yè)人員安裝，并且燃氣熱水器不易調(diào)溫，需定期除垢，在使用中還易產(chǎn)生有害氣體，特別是使用液化石油氣和人工煤氣型的直排式燃氣熱水器，會產(chǎn)生輕度油煙，嚴重時甚至?xí)＜吧?據(jù)調(diào)查，中國熱水器的普及率只有 70%左右。選擇基于單片機的水溫水位控制系統(tǒng)，是因為它不僅在人們生活中具有顯著的意義，更重要的是能系統(tǒng)地聚溫度和水位參數(shù)于一身，對于更好的掌握和認識單片機的應(yīng)用和傳感器的應(yīng)用，系統(tǒng)地深刻認識自動控制的實際應(yīng)用，掌握復(fù)雜的多子系統(tǒng)地設(shè)計起到了很強的鍛煉作用?，F(xiàn)代工業(yè)設(shè)計、工程建設(shè)及日常生活中常常需要用到水位和溫度控制，早期水位和溫度控制主要應(yīng)用于工廠中，例如工廠中的大型鍋爐，必須實時的掌握鍋爐的水位和溫度，確保系統(tǒng)的正常運行。 water temperature’s examination北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）3目 錄摘 要 .....................................................................1ABSTRACT......................................................................2第 1 章 緒論 .............................................................. 1 選題的意義 .......................................................... 1 電熱水器發(fā)展現(xiàn)狀 .................................................... 1 課題任務(wù) ............................................................ 3 第 2 章 系統(tǒng)設(shè)計方案 ..................................................... 4 設(shè)計原理 ............................................................ 4 系統(tǒng)原理 ........................................................ 4 子系統(tǒng)工作原理 .................................................. 4 設(shè)計方案 ............................................................ 5 系統(tǒng)設(shè)計方案的選擇 .............................................. 5 各部件控制系統(tǒng)方案 .............................................. 7 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 ..................................................... 9 系統(tǒng)總體設(shè)計 ........................................................ 9 各單元電路設(shè)計 ..................................................... 11 控制單元設(shè)計 ................................................... 11 顯示單元設(shè)計 ................................................... 17 檢測單元設(shè)計 ................................................... 23 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ..................................................... 31 主程序設(shè)計 ......................................................... 31 子程序設(shè)計 ......................................................... 31 溫度采集 ....................................................... 31 控制按鍵設(shè)計 ................................................... 32 讀溫度 ......................................................... 33 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 ......................................................... 34 硬件調(diào)試 ........................................................... 34 調(diào)試步驟 ....................................................... 34 液位檢測 ....................................................... 34 張勝： 基于單片機的電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設(shè)計4 溫度檢測 ....................................................... 35 軟件調(diào)試 .......................................................... 35 PROTEUS仿真 .................................................... 35 軟件調(diào)試過程................................................... 36 系統(tǒng)聯(lián)調(diào) ........................................................... 36 總結(jié) .................................................................... 40 參考文獻 ................................................................ 42 致謝 .................................................................... 43 附錄 .................................................................... 45 北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第 1 章 緒論 選題的意義 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著大規(guī)模集成電路的產(chǎn)生，給人們的生活帶來了根本性的變化，如果說微型計算機的出現(xiàn)使現(xiàn)代的科學(xué)研究得到了質(zhì)的飛躍，那么可編程控制器的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)控制測控領(lǐng)域帶來了一次新的革命。本次設(shè)計是對水溫水位控制系統(tǒng)的智能化改進，采用單片機對其水溫水位參數(shù)進行控制，提高了電器的工作穩(wěn)定性，同時引進了數(shù)字傳感器對水溫進行數(shù)據(jù)采集，這樣也就提高了系統(tǒng)的控制精度，以其自身的控制精度高、穩(wěn)定性好和成本低的獨特優(yōu)點在今后將會由廣泛的實用價值，其基于單片機的改進方法也具用廣泛的應(yīng)用意義。然而，目前市場上的各種熱水器控制電路還與理想要求相差甚遠。與之相配套的控制儀也相繼問世。通過軟硬件調(diào)試使以上所述功能都能正常實現(xiàn)。 water level’s examination。尤其是用單片機控制器改造落后的設(shè)備具有性價比高、提高設(shè)備的使用壽命、提高設(shè)備的自動化程度的特點。早期溫度和水位的參數(shù)控制時通過模