【正文】 1Y2Y Y Y YY Y Y YY Y Y YY Y Y YCBA齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 17 所以 8279 的數(shù)據(jù)口地址為 8FFEH，命令 /狀態(tài)口地址為 8FFFH。 8 鍵盤和 4 位顯示器，工作于 4 位顯示和鍵盤輸入工作方式，均為編碼掃描，其組成可 分為三個(gè)部分： 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 16 圖 36 8279 芯片 與單片機(jī) AT89C51 的硬件接口電路圖 1．顯示接口：由 4 個(gè) 7 段 LED 顯示器組成。 鍵盤 /顯示電路 系統(tǒng)鍵盤顯示接口采用 8279 芯 片，用硬件完成鍵盤與顯示器掃描[4]。本系統(tǒng)采用 矩陣式鍵盤接口。 DS18B20 與單片機(jī)的典型接口設(shè)計(jì) 可以采用外接電源與寄生電源供電（就是供電電源從數(shù)據(jù)線上得到）： 圖 外接電源供電 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 13 圖 寄生電源供電 8255A 與單片機(jī)的接口電路設(shè)計(jì) ADC0809 與 89C51 單片機(jī)的接口設(shè)計(jì) ADC0809 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 CMOS 工藝 8 通道， 8 位逐次逼近式 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 。C~+125176。 D1 —— B 口的傳輸方向， 1 —— 入， 0 —— 出。 各聯(lián)絡(luò)信號(hào)線的意義： /STB —— IBF —— INTR —— INTE —— /OBF —— /ACK —— 輸入選通信號(hào)，外設(shè)發(fā)來(lái)。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng) 64 位 ROM 和一線端口 供電方式 存儲(chǔ)和控制邏輯 高速存儲(chǔ)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 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 8 溫度測(cè)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(jì)更靈活、方便。C ，在 10~+85176。硅晶體管發(fā)射結(jié)電壓的溫度系數(shù)約為 ℃ ，即溫度每上升 1 度，發(fā)射結(jié)電壓變會(huì)下降 。 放大器采用單電源供電 , 由 R R2 組齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 6 成 1/2V+偏置 ,C1 是消振電容。當(dāng)所有中斷源設(shè)為開(kāi)中斷時(shí)， 89C51中的中斷源優(yōu)先級(jí)如表 22 所示： 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 5 表 22 中斷優(yōu)先級(jí)及入口地址 中斷源 優(yōu)先級(jí) 人口地址 外部中斷 0 1 0003H 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T0 2 000BH 外部中斷 1 3 0013H 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T0 4 001BH 串行口中斷 5 0023H 通用四運(yùn)算放大器 LM324 LM324 是四運(yùn)放集成電路 ,它采用 14 腳雙列直插塑料封裝 ,外形如圖所示。 3) 電源及時(shí)鐘 :VCC、 GND、 XTAL XTAL2。 P0口也用以輸出外部存儲(chǔ)器的低 8位地址。 8位內(nèi)部 RAM ； 178。 圖一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 3 AT89C51 結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) AT89C51采用 美國(guó) ATMEL公司生產(chǎn)的高性能八位單片機(jī)。 第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 隨著計(jì)算機(jī)在各種智能控制系統(tǒng)應(yīng)用中的不斷深入與蓬勃發(fā)展 , 單片機(jī)更以其小巧的外形、較高的性價(jià)比、靈活的控制方式廣泛地應(yīng)用在這一領(lǐng)域。微控制技術(shù)標(biāo)志著一種全新概念的出現(xiàn)，是對(duì)傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。其最初應(yīng)用是基于單片機(jī)的。其最初應(yīng)用是基于單片機(jī)的。 目前，國(guó)內(nèi)的太陽(yáng)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。 單片機(jī)具有體積小，功耗低，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)還開(kāi)發(fā)了一些以單片機(jī)母片為核，在片中嵌入更多的專用型單片機(jī)，因此單片機(jī)在計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。其中就是以單片機(jī)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。 系統(tǒng)任務(wù)和功能 (1) 多點(diǎn)水溫水位輸入及顯示功能。 AT89C51與 MCS51系列的單片機(jī)在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容 ； 178。五個(gè)中斷 源 ， 兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí) ； 178。不擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí) ， P2口也可以作為用 戶 I/O口線使用 ， P2口也是準(zhǔn)雙向口。這種狀態(tài)可被任何一個(gè)中斷所終止或通過(guò)硬件復(fù)位。兩個(gè)信號(hào)輸入端中 ,Vi（ ）為反相輸入端 ,表示運(yùn)放輸出端 Vo 的信號(hào)與該輸入端的位相反 。按圖中所給數(shù)值 , Av=10。在 A1 輸出端接上測(cè)量或處理電路，便可對(duì)溫度進(jìn)行指示或進(jìn)行其它自動(dòng)控制。C 。 179。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 11 8255A 的方式控制字 用編程方法向 8255A 的控制口寫控制字，可決定它的工作方式。 D D5 —— 不使用位。176。其端口地址為 7FF8H— 7FFFH。平時(shí)無(wú)按鍵時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下時(shí)，行線電平狀態(tài)鍵由此行線相連的列電平?jīng)Q定。用戶可以通過(guò)鍵盤完成人機(jī)接口的各種操作。 2．鍵盤接口： 16 個(gè)鍵排成 4 行 4 列的矩陣。其主要功能是把程序計(jì)數(shù)器 PC 值初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H 單元開(kāi)始執(zhí)行程序。其中，電平復(fù)位是復(fù)位端通過(guò)電阻與 Vcc 電源接通而實(shí)現(xiàn)的。 (3)具有看門狗電路，該電路的觸發(fā)脈沖時(shí)間間隔超過(guò) 時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位輸出。 復(fù)位門限電平 。 89C51 內(nèi)部時(shí)鐘方式的振蕩電路如圖 39 所示。 單片機(jī)通過(guò) P0 口用一個(gè) 8255A 擴(kuò)展芯片實(shí)現(xiàn) 8 位 LED 顯示， Po口和 373 相連鎖存地址信號(hào)， ~ 和水位檢測(cè)傳感器接口電路連接， 和 分別接有加水繼電器和加熱繼電 器。 RST：接 MAX690A 的 RESET。 EA：內(nèi)外程序存儲(chǔ)器選擇 控制端。同時(shí)運(yùn)用軟件設(shè)計(jì)可以相對(duì)地簡(jiǎn)化硬件結(jié)構(gòu)，有效地降低設(shè)計(jì)成本并提高系統(tǒng)的性能。 主程序首先完成對(duì)串口，定時(shí)器，中斷源的初始化設(shè)置，初始運(yùn)行參數(shù)，開(kāi)中斷，然后循環(huán)讀取鍵盤狀態(tài)，檢測(cè)系統(tǒng)是否漏電。 動(dòng)態(tài)顯示程序設(shè)計(jì) 在 AT89C51 內(nèi)部的 RAM 中設(shè)置 4 個(gè)顯示緩沖單元 79H— 7CH，分別存放顯示器的 4 位數(shù)據(jù)， 8155H 的 PA 口掃描輸出總是只有一位高電平，即顯示器的 4位中僅有一位公共陰極為低電平，其它位高電平， 8155H現(xiàn)場(chǎng)保護(hù) 取水位結(jié)果 是高水位 是次高水位 是低水位 是中水位 顯示指針偏移量置為＃ 00H 顯示指針偏移量置為＃ 01H 顯示指針偏移量置為＃ 02H 顯示指針偏移量為＃ 03H 無(wú)水位顯示指針偏移量置為 04H 啟動(dòng)電磁閥 顯示緩沖區(qū)地址＋偏移＝顯示段碼地址 將顯示內(nèi)容放入寄存 器 wx 中 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 返回 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 25 的 PB 口輸出相應(yīng)位（陰極為低）的顯示字形的斷碼，使其一位顯示出一個(gè)字符，其它位為暗，依次改變 PA 口輸出為高的位， PB 口輸出對(duì)應(yīng)的段碼，顯示器的四位就動(dòng)態(tài)地顯示出由緩沖區(qū)中顯示數(shù)據(jù)所得字符 [18] 。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 27 開(kāi) 始顯 示 器 緩 沖 區(qū) 指 標(biāo) 置 初 值7 9 H 存 入 R 0掃 描 模 式 置 初 值 0 1 H 存 入 R 3R 3 存 入 8 1 5 5 H 的 A 口取 顯 示 數(shù) 據(jù) 查 表 轉(zhuǎn) 換 為 段 碼 存 入 8 1 5 5 H 的 B 口延 遲 1 m s顯 示 緩 沖 器 指 針 R 0 加 1( R 3 ) . 3 = 1 ?R 3 左 移 一 位返 回YN 圖 44 鍵盤中斷服務(wù)程序 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 28 5 抗干擾技術(shù)設(shè)計(jì) 單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)體積小 、價(jià)格低、功能靈活、使用方便，已在工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，單片機(jī)系統(tǒng)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。 外時(shí)鐘是高頻的噪聲源，除能引起對(duì)本應(yīng)用系統(tǒng)的干擾之外，還可能產(chǎn)生對(duì)外界的干擾，使電磁兼容檢測(cè)不能達(dá)標(biāo)。電源電壓從當(dāng)初的 5V 降至 并繼續(xù)下降到 、 、。不能把地線隨便接在暖氣管子上。常用的有各種低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器。三個(gè)區(qū)域的電源線、地線由該點(diǎn)分三路引出。 除了上述介紹的通過(guò)濾波器濾波外，對(duì)于隨機(jī)干擾，可以用數(shù)字濾波方法予以削弱或?yàn)V除。實(shí)現(xiàn)多任務(wù)融為一體，成本比較低且實(shí)現(xiàn)起來(lái)簡(jiǎn)單易行。 同時(shí)還要感謝我的同學(xué)們，尤其是那些和我同一組的同學(xué)以及我同寢室的同學(xué)。本課題的大量研究工作都是在郭曉剛老師的精心指導(dǎo)下完成的，感謝他對(duì)我的關(guān)懷和教誨。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 31 6 結(jié)論 本設(shè)計(jì)主要完成以 AT89C51 為智能核心的太陽(yáng)能熱水器中央控制器的硬件電路設(shè)計(jì)以及相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)。時(shí)鐘線垂直于 I/O 線比平行于 I/O 線干擾小，時(shí)鐘線要遠(yuǎn)離 I/O 線。 印制電路板的設(shè)計(jì)對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)能否抗干擾非常重要。屏蔽則是用來(lái)隔離空間輻射的，對(duì)噪聲特別大的部件，如開(kāi)關(guān)電源，用金屬盒罩起來(lái)，可減少噪聲源對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)的干擾。為單片機(jī)系統(tǒng)提供良好的地線，對(duì)提高系統(tǒng)的抗干擾能力極為有益。只能使用其中之一。環(huán)境對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)得干擾一般都是 以脈沖的形式進(jìn)入系統(tǒng)的，干擾竄入單片機(jī)的渠道主要有三條： 1．空間干擾。 通過(guò)延時(shí)子程序達(dá)到去鍵盤抖動(dòng)的目的，并將所輸入鍵的鍵號(hào)存入模擬通道選擇指針 R7 中。當(dāng)檢測(cè)到水位過(guò)低時(shí)，控制單片機(jī)在 8255A 的 PC3 口的二極管提示加水，然后手動(dòng)加水。通過(guò)鍵盤輸入實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集； 178。 RD：接 8255H 的 RD 端。 XTAL XTAL2：通過(guò)晶振實(shí)現(xiàn)單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘。 VCC：接 +5V 電源。 8 9 C 5 1C 1C 2晶振X T A L 1X T A L 2至 內(nèi) 部 時(shí) 鐘 電 路齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 20 圖 39 AT89C51 內(nèi)部時(shí)鐘方式電路 系統(tǒng)原理綜述 系統(tǒng)硬件原理如原 理圖（附）所示 。 本系統(tǒng)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式。 靜態(tài)電流 200μ A ； 178?！翱撮T狗”技術(shù)就是不斷 監(jiān)視程序循環(huán)運(yùn)行時(shí)間，若發(fā)現(xiàn)時(shí)間超過(guò)已知的循環(huán)設(shè)定時(shí)間，則認(rèn)為系統(tǒng)陷入了“死循環(huán)”。 復(fù)位操作由上電復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)為兩種方式。 3． 8279 與 AT89C51 的接口：在硬件連線圖中，單片機(jī) AT89C51的 腳經(jīng)反向器接片選信號(hào) CS。 8279 芯片外接 4179。因此各按鍵彼此間互相發(fā)生影響，所以必須將行、列線信號(hào)配合起來(lái)并作適當(dāng)?shù)奶幚恚拍艽_定閉合鍵的位置。 3．鍵盤接口的工作原理 常見(jiàn)的鍵盤接口分為獨(dú)立式鍵盤接 口和矩陣式鍵盤接口兩種。C 。 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(cè)量溫度范圍為 55176。 D2 —— 決定 B 組的工作方式， 0 —— 方式 0， 1 —— 方式 1。 （ 2）方式 1 —— 選通輸入 /輸出方式 僅 PA 口、 PB 口有此方式， PC 口中若干位作聯(lián)絡(luò)信號(hào)線。現(xiàn)場(chǎng)溫度直接以 “ 一線總線 ”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。C~+125176。 LM324 應(yīng)用作測(cè)溫電路 感溫探頭采用一只硅三極管 3DG6，把它接成二極管形式。電路無(wú)需調(diào)試。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 4 8 9 C 5 11234567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 0 2 12 22 32 42 52 62 72 82 93 03 13 23 3