【正文】 . .23 KEIL uVISION 3 軟件環(huán)境 23 太陽能熱水器控制系統(tǒng)軟件設(shè)計流程圖 23 太陽能熱水器控制系統(tǒng)軟件功能的實施 24 初始化程序 24 按 鍵檢測及處理程序 25 讀取溫度的程序 28 5 太陽能熱水器控制系統(tǒng)整體調(diào)試 30 Proteus 仿真環(huán)境 30 太陽能熱水器控制系統(tǒng)調(diào)試過程 31 結(jié)論 35 參考文獻 36 致謝 37 附錄 38 1 引言 在我設(shè)計太陽能熱水器的控制系統(tǒng)之前，首先了解一下太陽能熱水器的組成與工作原理，了解一下太陽能熱水器的基本構(gòu)架和工作過程，以及太陽能熱水器發(fā)展概況和深遠利用價值。 在世界范圍內(nèi)，太陽能熱水器技術(shù)已很成熟，并已形成行業(yè)，正在以優(yōu)良的性能不斷地沖擊電熱水器市場和燃氣熱水器市場。在之后的幾年里，全玻璃和熱管式真空管集熱器實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)業(yè)規(guī)模達到中試水平，為下一階段產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；於肆己玫幕A(chǔ)，成為產(chǎn)業(yè)的孕育發(fā)展階段。太陽能熱水器 克服了上述缺點，他是 綠色環(huán)保產(chǎn)品。 （二）太陽能熱水器的使用壽命較長，使用太陽能熱水器經(jīng)濟實惠。在我國浙江、江蘇、山東等地，太陽能熱水器的研發(fā)和生產(chǎn)已形成規(guī)模，應(yīng)用太陽能熱水器的場所也由家居使用擴展到醫(yī)院、學校、賓館、飯店、游泳池、洗浴場所等。 在液位檢測方面，通過利用兩片 CD4051 芯片， 它相當于一個單刀八擲開關(guān)，開關(guān)接通哪一通道輸入的 3 位地址碼 ABC 來決定。圖中集熱器 1 按最佳傾角放置，下降水管 2 的一端與循環(huán)水箱 3 的下部相連，另一端與集熱器 1 的下集管接通。 集熱器是一種利用溫室效應(yīng)，將太陽能輻射轉(zhuǎn)換為熱能的裝置，該裝置與一般熱水交換器不一樣，熱交換器通常只是液體到液體，或是液體到氣體的熱交換過程，而平板行集熱器時直接將太陽輻射傳給液體或氣體，是一個復(fù)雜的傳熱過程。本設(shè)計中所用到的是上電按鈕復(fù)位，如圖 .1 所示。掉電保護方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或 硬件復(fù)位為止。程序校 驗時，需要外部上拉電阻。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 WDT 溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置 SFR AUXR 的 DISRTO位（地址 8EH）可打開或關(guān)閉該功能。 PSEN――程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù) 據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將有兩次有效的 PSEN 信號 EA/VPP――外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000HFFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。在單片機構(gòu)成的裝置中，實時時鐘是必不可少的部件。可采用一次傳送一個字節(jié)或突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù)。 X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。 SCLK 為時鐘輸入端。上電運行時，在 Vcc≥ 之前， RST 必須保持低電平。 DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類，一類是單個 RAM單元，共 31 個，每個單元組態(tài)為一個 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 C0HFDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作 ；再一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的 RAM 的 31 個字節(jié)，命令控制字為 FEH（寫）、 FFH（讀）。因此用它來組成一個測溫系統(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計，十分方便。 表 34 DS18B20 詳細引腳功能描述 序號 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號 2 DQ 數(shù)字輸入輸出引腳 ,開漏單總線接口引腳 ,當使用寄生電源時 ,可向電源提供電源 3 VDD 可選擇的 VDD 引腳 ,當工作于寄生電源時 ,該引腳必須接地 64 位 ROM 存儲器件獨一無二的序列號。 符號位說明溫度是正值還是負值，正值時 S 0，負值時 S 1。液晶顯示模塊分字符型和點陣型兩種 ,前者只能顯示常用的字符 ,點陣型液晶顯示模塊除顯示字符外還能顯示各種圖形和漢字。 圖基本特性 : 低電源電壓（ VDD:++） 顯示分辨率 :128 64 點 內(nèi)置漢字字庫 ，提供 8192 個 16 16 點陣漢字 簡繁體可選 內(nèi)置 128 個 16 8 點陣字符 2MHZ 時鐘頻率 顯示方式： STN、半透、正顯 驅(qū)動方式： 1/32DUTY， 1/5BIAS 視角方向： 6 點 背光方式：側(cè)部高亮白色 LED，功耗僅為普通 LED 的 1/5― 1/10 通訊方式：串行、并口可選 內(nèi)置 DCDC 轉(zhuǎn)換電路，無需外加負壓 無需片選信號，簡化軟件設(shè)計 工作溫度 : 0℃ +55℃ ,存儲溫度 : 20℃ +60℃ 控制器接口信號說明：如表 6,37 表 36 RS 和 R/W 的配合選擇決定控制界面的 4 種 模式 RS R/W 功能說明 L L MPU 寫指令到指令暫存器（ IR） L H 讀出忙標志（ BF）及地址記數(shù)器（ AC）的狀態(tài) H L MPU 寫入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存器（ DR） H H MPU 從數(shù)據(jù)暫存器（ DR）中讀出數(shù)據(jù) 表 37 E 信號 E 狀態(tài) 執(zhí)行動作 結(jié)果 高―― 低 I/O 緩沖―― DR 配合 /W 進行寫數(shù)據(jù)或指令 高 DR―― I/O 緩沖 配合 R 進行讀數(shù)據(jù)或指令 低 /低―― 高 無動作 ? 忙標志 :BF。 地址計數(shù)器 AC：地址計數(shù)器是用來貯存 DDRAM/CGRAM 之一的地址 ,它可由設(shè)定指令暫存器來改變，之后 只要讀取或是寫入 DDRAM/CGRAM 的值時，地址計數(shù)器的值就會自動加一，當 RS 為“ 0”時而 R/W 為“ 1”時，地址計數(shù)器的值會被讀取到 DB6―― DB0 中。本設(shè)計所要做的就是在程序中查詢此 I/O 口的電平狀態(tài)就可以了解是否有按鍵動作了。我們 寫的 C 語言、匯編語言源程序要變?yōu)?CPU 可以執(zhí)行的機器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51 生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 //設(shè)置 24 小時模式 set_time 0x90,0xa5 。 鍵檢測及處理流程圖如圖所示：（以按下“一下”為例） while 1 //總循環(huán) while state_button 0 //狀態(tài) 0 循環(huán) ? //無鍵按下的處理程序 ? while state_button! 0 //狀態(tài)非 0 循環(huán) set_time 0x80,0x80 。 if minute0 0 minute1。 //跳過 ROM 搜索命令 wendu_write 0x44 。 //判斷溫度正負 if pn 0 //如果溫度為正 t b*256 +a /16。針對微處理器的應(yīng)用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實現(xiàn)軟件源碼級的實時調(diào)試。 使用 keil c51 + proteus 可以像使用仿真器一樣調(diào)試程序，一般而言，微機實驗中用萬能仿真器 +電工系自己做的實驗板的實驗都可以做得到。 （ 3）提供軟件調(diào)試功能。所以 只有當燈亮時為加熱進行中。當水位高于“非”門 1 的輸入探針時，由于水的導(dǎo)電作用，使“非”門 1 的輸入變?yōu)榈碗娖?，所以其輸出變?yōu)楦唠娖剑?LED 點亮，依此類推。如圖 .3 所示。 該熱水器具備以下特點：結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、操作維護簡便；熱源取之不盡用之不竭，不需要運輸，節(jié)省燃料；無污染，不會對周圍環(huán)境造成任何影響。 //使能信號 sbit B0 P0^0。 //按鈕參數(shù) void delay unsigned int i //延遲程序 while i 。 //總線拉高，復(fù)位過程結(jié)束 delay 14 。 //總線拉低 DQ dateamp。i DQ 0。i 8。 //拉高時鐘信號 SCLK 0。 //接收寄存器右移 1 位 if IO 1 //判斷信號是 1 還是 0 time_rd time_rd|0x80。 //啟動寫數(shù)據(jù)操作 time_write ord 。 //寫入命令 time_write dd 。 //啟動寫保護 RES1 0。 clean 。 //發(fā)送 讀命令 a wendu_read 。 //低位加 1 if c 0x00 //當?shù)臀粸?255 時，加 1 后為 0，這 時需進位 b++。 //判斷溫度正負 if pn 0 //如果溫度為正 t b*256 +a /16。 //跳過 ROM 搜索命令 wendu_write 0x44 。 //清屏 jianjie 。 //取消寫保護 set_time 0x80,0x00 。 //返回讀取到的時間 void set_time unsigned char ord,unsigned char dd //寫時間函數(shù) SCLK 0。 //返回讀取到的數(shù)據(jù) unsigned char get_time unsigned char ord //讀取時間函數(shù) unsigned char dd 0。 //設(shè)置數(shù)據(jù)口方向為輸入 for i 0。 //先設(shè)置數(shù)據(jù)為 0 SCLK 0。 //則將變量最高位置 1 //如果反饋為 0，則變量最高位為 0 delay 4 。 //將總線拉高 date 1。 //可以根據(jù)需要 返回復(fù)位結(jié)果 void wendu_write unsigned char date //寫字節(jié)程序 unsigned char i 0。 //致高電平，為下面復(fù)位時總線下拉準備 delay 8 。 //溫度線 sbit IO P3^3。 附 錄 下圖為仿真時的總體電路圖： include include sbit RES1 P2^0。 （ 2）系統(tǒng)功能測試：設(shè)計前期通過 KEIL 軟件和 PROTEUS 軟件的聯(lián)調(diào)，對設(shè)計功能進行，均達到了預(yù)期的設(shè)計效果，設(shè)計后期，制作完畢后，將程序通過單片機下載，寫 入單片機，再根據(jù)顯示模塊的各個端口連接方式，正確地將單片機跟顯示模塊連接，最后都實現(xiàn)了設(shè)計的功能。 原因分析及解決方法：再看按鍵的部分資料時，得知需要進行按鍵防抖動，這種抖動一般在 10~200 毫秒之間，這種不穩(wěn)定電平的抖動時間對于人來說太快了，而對于時鐘是微秒級別的單片機而言則是漫長的。 解決方法：起初想到兩個方案。 （ 5）在設(shè)計綜合性方案中 ,還可以利用 ARES 開發(fā)印制電路板。 Proteus 軟件主要具有以下幾個方面的特點： （ 1）實現(xiàn)了單片機仿真和 SPICE 電路仿真相結(jié)合。 是目前最好的模擬單片機外圍器件的工具。 //低位加 1 if c 0x00 //當?shù)臀粸?255 時，加 1 后為 0，這時需進位 b++。 //發(fā)送讀命令 a wendu_read 。 本設(shè)計采用 while 循環(huán)，在沒有鍵按下時，跳出 while 循環(huán)，進行下邊的語句，即讀取溫度，并將其顯示在 12864 上。 minute0 0。 dis_write_cmd 0xaf 。初始化 流程圖如下： void start void //初始化函數(shù) unsign