【正文】 在學(xué)業(yè)上，他鼓勵(lì)我努力提高自己的自學(xué)和創(chuàng)新能力，并通過畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我們得到了實(shí)質(zhì)的鍛煉，提供了前沿動(dòng)向及資料供我們參考和研究，使得我們在各方面都有了長足的進(jìn)步。軟件部分主要討論了數(shù)據(jù)的采集處理以及各個(gè)中斷處理系 統(tǒng)。去耦電容焊在印制電路板上時(shí)，引腳要盡量短。當(dāng)你設(shè)計(jì)單片機(jī)用印制電路板時(shí)應(yīng)注意以下原則： ，單片機(jī)系統(tǒng)通常可分三區(qū)，即模擬電路區(qū) (怕干擾 )，數(shù)字電路區(qū) (即怕干擾、又產(chǎn)生干擾 )，功率驅(qū)動(dòng)區(qū)（干擾源）。而重要的是金屬屏蔽本身必須接真正地上。系統(tǒng)運(yùn)用一系列抗干擾元件，目的在于將雷擊、浪涌式干擾以及快脈沖群干擾去除，而去除的方法都是將干擾引入大地，如果系統(tǒng)不接地，或者雖有地線但接地電阻過大，則這些元件都不能發(fā)揮作用。 低電壓復(fù)位技術(shù)是監(jiān)測單片機(jī)電源電壓，當(dāng)電壓低于某一值時(shí)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)。 3．過程通道干擾。從而實(shí)現(xiàn)通過按鍵選擇模擬通道，并采集相應(yīng)通道的數(shù)據(jù)。在水位超過第二檔時(shí)，將檢測到的實(shí)際水溫和設(shè)置水溫進(jìn)行比較，若實(shí)際水溫低于設(shè)置水溫時(shí)，則加熱體通電進(jìn)行輔助電加熱；若水溫高于設(shè)置水溫時(shí)，切斷加熱體電源；若檢測到水位低檔，不管溫度設(shè)置高低，總是停止加熱，防止加熱體干燒，在加熱功能中將最高水溫控制在適當(dāng)?shù)臏囟?，超溫時(shí)停止加熱并報(bào)警。將采集到的數(shù)據(jù)通過 LED 顯示。 WR：接 8255H 的 WR 端。 PSEN：允許程序存儲(chǔ)器輸出控制端。 GND：接地。 通過兩個(gè)按鍵 s2 和 s3 來實(shí)現(xiàn)加熱和加水的功能，當(dāng) s2 按下時(shí)，就觸發(fā)外部中斷 0，進(jìn)入中斷子程序，執(zhí)行加熱功能。反相放大器的輸入端為 XTAL1，輸出端為 XTAL2，分別是 89C51 的 19 腳和 18 腳。 復(fù)位脈沖寬度 TRS 為 200ms； 178。 MAX690A 具有以下功能： (1)在微處理器上電、掉電及低壓供電時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位輸出信號(hào)。只要電源 VCC的上電時(shí)間不超過 1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即接通電源就完成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。 8279 的CNTL、 SHIFT 引腳接地。 SL0SL2經(jīng) 74LS138(1)譯碼低四位掃描控制位選口，顯示字符的段選碼由 8279 芯片的一個(gè) 4位輸出口 OUB03同步輸出實(shí)現(xiàn)，并且經(jīng) 74LS06 非門輪流驅(qū)動(dòng) 7 段 LED顯示器。鍵盤由 09 數(shù)字鍵，報(bào)警值設(shè)定鍵，時(shí)鐘設(shè)定鍵，左位移鍵，確認(rèn)鍵，運(yùn)行鍵等組成，采用 4179。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 15 0 1 2 34 5 6 78 9 10 1112 13 14 1512341 2 3 4+ 5 V 圖 34 矩陣式 4*4 鍵盤原理圖 1）矩陣式鍵盤接口的工作原理 按鍵設(shè)置在行、列線的交叉點(diǎn)上，行、列線分別連接開關(guān)的兩端。 89C51 與 ADC0809 接口電路圖如圖 33 所示。C，在 10~+85176。 D0 —— PC3 ~ PC0 傳輸方向， 1 —— 入， 0 —— 出。 輸入緩沖器滿信號(hào)，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(qǐng)求信號(hào)，外部設(shè)備發(fā)給單片機(jī) 中斷允許信號(hào) 輸出緩沖器滿信號(hào)，發(fā)給外設(shè)（單片機(jī)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(yīng)信號(hào)，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。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。C 范圍內(nèi) ,精度為177。運(yùn)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(yùn)放 A1 同相輸入端的電壓就越低， 輸出端的電壓也越低。 （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。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器 , 除電源共用外 ,四組運(yùn)放相互獨(dú)立。 AT89C51有間歇和掉電兩種工作模式。由于是分時(shí)輸出 ， 故應(yīng)在外部加鎖存器將此地址數(shù)據(jù)鎖存 ， 地址鎖存信號(hào)用 ALE的 P1口是專門供用戶使用的 I/O口 ， 是準(zhǔn)雙向口。 32位雙向輸入輸出線 ； 178。 內(nèi)置2KBEPROM的 20腳 AT89C2051以及內(nèi)置 1KBEPROM的 20腳 AT89C1051。文章所介紹的太陽能熱水器自動(dòng)控制系統(tǒng) , 將低價(jià)位的單片機(jī)引入太陽能熱水器中 , 以單片機(jī)作為核心部件 ,實(shí)時(shí)采集溫度和水位數(shù)據(jù) , 并設(shè)置報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng) 水位不符合某一標(biāo)準(zhǔn)時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，還有定時(shí)提醒加水的電路。隨著單片機(jī)應(yīng)用的推廣和普及，微控制技術(shù)必將不斷發(fā)展，日益完善。單片機(jī)小巧靈 活，成本低，易于產(chǎn)品化。單片機(jī)小巧靈活，成本低，易于產(chǎn)品化。它面向控制，能針對(duì)性的解決從簡單到復(fù)雜的各種控制任務(wù)。它面向控制，能針對(duì)性的解決從簡單到復(fù)雜的各種控制任務(wù)。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(diǎn)。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。 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。兩個(gè)十六位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ； 178。 P2口是從系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)作高 8位地址線用。間歇模式是由軟件來設(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。每一組運(yùn)算放大器可用圖 所示的符號(hào)來表示 ,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。負(fù)號(hào)表示輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相位相反。 圖 這是一個(gè)線性放大過程。176。 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。 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）。 （ 2） PC 口置位 /復(fù)位控制字 “0” —— 標(biāo)志位。C 范圍內(nèi) ,精度為 177。 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。行線通過上拉電阻接到正 +5V。 4 鍵盤。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。 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。 按鍵手動(dòng)復(fù)位分為電平方式和脈沖方式 兩種。 (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。 看門狗定時(shí)時(shí)間為 ； 178。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) 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。 178。 178。 4 太陽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)。 系統(tǒng)總體 軟件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)主要是完成由 89C51 為核心控制器來實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽能熱水器水位和水溫的檢測，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。 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，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 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 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。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。 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)測電路、看門狗技術(shù)與低電壓復(fù)位技術(shù)等技術(shù)。由于單片機(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越寬。為單片機(jī)供電的電源的地俗稱邏輯地，它們和大地的關(guān)系可以相通、浮空、或接一電阻，要視應(yīng)用場合而定。 濾波指各類信號(hào)按頻率特性分類并控制它們的方向。 、單點(diǎn)接地原則送電。需要時(shí)，電源線、地線上可加銅線繞制鐵氧用體而成的高頻扼流器件阻斷高頻噪傳導(dǎo)。 本系統(tǒng)的主要功能是對(duì)太陽能熱水器的水位檢測，溫度檢測并顯示，定時(shí)上水，報(bào)警電路以及顯示電路等。 其次，我要感謝傳授 我知識(shí)電氣自動(dòng)化和自動(dòng)化教研室的其他老師，從他們身上我不僅學(xué)到了專業(yè)知識(shí)，更學(xué)到了做人的道理，特別是在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，他們給我了很大的幫助，我感謝你們，感謝我所有的老師。導(dǎo)師淵博的知識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，使我在學(xué)習(xí)和工作作風(fēng)等方面深受教益。完成的工作主要包括 :根據(jù)系統(tǒng)的功能和相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)，完成了系統(tǒng)的整體硬件電路的設(shè)計(jì)；詳細(xì)闡述了系統(tǒng)中各主要部分之間的接口設(shè)計(jì)的具體思路以及相應(yīng)的電路原理圖，包括 AT89C51 控制單元各個(gè)接口之間的設(shè)計(jì)，并簡要闡述了如何提高系統(tǒng)的抗干擾問題。每個(gè)集成電路要加一個(gè)去耦電容，要選高頻信號(hào)好的獨(dú)石電容式瓷片電容作去耦電容 。要本著盡量控制噪聲源、盡量減小噪聲的傳播與耦合，盡量減小噪聲的吸收這三大原則設(shè)計(jì)印制電路板和布線。對(duì)特別怕干擾的模擬電路，如高靈敏度的弱信號(hào)放大電路可屏蔽起來。特別是對(duì)有防雷擊要求的系統(tǒng)，良好齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 29 的接地至關(guān)重要。 看門狗技術(shù)是監(jiān)測應(yīng)用程序中的一段定時(shí)中斷服務(wù)程序的運(yùn)行狀況，當(dāng)這段程序不工作時(shí)判斷為系統(tǒng)故障，從而產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位。 2．供電系統(tǒng)干擾。中斷結(jié)束后，返回主程序。達(dá)到最高水位時(shí)同樣提醒停止加水。將數(shù)據(jù)存入 EPROM 中實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)； 178。 178。 178。 178。通過原理圖，我們可以分析出系統(tǒng)的原理，于是系 統(tǒng)主要原理如下： 溫度的測量通過溫度傳感器輸出正比于不同溫度的電壓值來實(shí)現(xiàn)，在和 8255A 接口相連的 pc 中，通過二極管分別顯示四個(gè)不同的水位情況。 89C51 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。 備用電池方式靜態(tài)電流 50μ A； 178。本系統(tǒng)采用美國 MAXIM 公司的處理器監(jiān)控器 MAX690A 完成硬件“看門狗”電路。 上電自動(dòng)復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖 37 所示。 8279 的 A0端用于控制讀寫命令 /狀態(tài)和數(shù)據(jù)， A0 與地址鎖存器 74LS373 輸出的最低位地址線 AB0 相接，A T 8 9 C 5 18 2 7 9R DR DI R QW RW RC SD 0D 7P 0 . 0P 0 . 7P 2 . 7A L E7 4 L S3 7 3C L KA B0A0I N T 0R S T R E S E TC N T LS H I F TO U T A3O U T A07 4L S0 67 4 L S1 3 8 ( 1 )7 4 L S1 3 8 ( 2 )O U T B3O U T B0E3CBAS L2S L1S L0R L3R L2R L1R L0B DY7Y0.Y7Y0...共 陽 4 位 L E D 顯 示a b c d e f gY3Y