【正文】 中采用漏電保護(hù)技術(shù)，保證了露點(diǎn)電流達(dá)到15毫安時(shí)，保證使用者的生命安全。除了對(duì)耐用性的要求不斷追求，智能化技術(shù)運(yùn)用是今后技術(shù)發(fā)展的一個(gè)總體趨勢(shì)，智能化技術(shù)的運(yùn)用有兩個(gè)好處。單片機(jī)做為嵌入式應(yīng)用的微型計(jì)算機(jī)，由于其出色的性?xún)r(jià)比，極強(qiáng)的實(shí)用性，它取得了巨大的發(fā)展。以AT89S51單片機(jī)為核心，配以外圍電路如時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、按鍵、顯示器件即可構(gòu)成交通燈系統(tǒng)，下圖為硬件實(shí)現(xiàn)電路的方框圖：AT89S51單片機(jī)溫度測(cè)量電源電路加熱電路鍵盤(pán)電路顯示電路水位檢測(cè)圖21 AT89S51控制的智能電熱水器

方案二：PIC16C72單片機(jī)為控制器件的智能電熱水器 PIC16C72是美國(guó)微芯(Microchip)公司推出的8/11位單片機(jī)，采用寬字節(jié)單周期指令，哈佛雙總線(xiàn)和RISC結(jié)構(gòu)，其數(shù)據(jù)吞吐量最高可達(dá)6MIPS，這幾乎是其它大多數(shù)8位微控制器速度的4倍128腳封裝的PIC16C72單片機(jī)內(nèi)集成了以下主要功能：2KB片內(nèi)ROM程序存儲(chǔ)器，128KB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；22位I/O線(xiàn)；5路8位A/D轉(zhuǎn)換器42個(gè)8位，1個(gè)16位多功能計(jì)數(shù)器/定時(shí)器，1個(gè)捕捉/比較/脈寬調(diào)制(CCP)部件。圖22 AT89S51結(jié)構(gòu)框圖5主要性能 l 內(nèi)部程序存儲(chǔ)器：4KBl 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：128Bl 外部程序存儲(chǔ)器：可擴(kuò)展到64KB。l 布爾處理機(jī)：即位處理機(jī)， 對(duì)某些單元的某位做單獨(dú)處理。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，此引腳接地。然而注意的是：每當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE 脈沖。/Vpp：外部訪(fǎng)問(wèn)允許端。在訪(fǎng)問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，它是分時(shí)多路轉(zhuǎn)換的地址（低8位）/數(shù)據(jù)總線(xiàn)，在訪(fǎng)問(wèn)期間激活了內(nèi)部的上拉電阻。P2作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。在A(yíng)T89C51中，P3端口還用于一些復(fù)用功能。9在9位分辨率時(shí)最多在 ，12位分辨率時(shí)最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快。計(jì)數(shù)器1對(duì) 低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重 新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即 為所測(cè)溫度。10 表2 DS18B20溫度數(shù)據(jù)表　　 （3）DS18B20溫度傳感器的存儲(chǔ)器 DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH、TL和結(jié)構(gòu)寄存器。表5 DS18B20暫存寄存器分布　　　　寄存器內(nèi)容 字節(jié)地址溫度值低位 （LS Byte）0溫度值高位 （MS Byte）1高溫限值（TH）2低溫限值（TL）3配置寄存器4保留5保留6保留7CRC校驗(yàn)值8 根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機(jī)（單片機(jī)）控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟：每一次讀寫(xiě)之前都要對(duì)DS18B20進(jìn)行 復(fù)位操作，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對(duì)DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。 表7 RAM指令表　指 令 約定代碼功 能溫度變換44H啟動(dòng)DS1820進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，12位轉(zhuǎn)換時(shí)最長(zhǎng)為750ms（）。下面就是DS18B20幾個(gè)不同應(yīng)用方式下的 測(cè)溫電路圖：DS18B20寄生電源供電方式電路圖 如下面所示，在寄生電源供電方式下，DS18B20從單線(xiàn)信號(hào)線(xiàn)上汲取能量：在信號(hào)線(xiàn)DQ處于高電平期間把能量?jī)?chǔ)存在內(nèi)部 電容里，在信號(hào)線(xiàn)處于低電平期間消耗電容上的電能工作，直到高電平到來(lái)再給寄生電源（電容）充電。 圖26 外部供電方式單點(diǎn)測(cè)溫電路圖圖27 外部供電方式的多點(diǎn)測(cè)溫電路圖 外部電源供電方式是DS18B20最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，而且電路也比較簡(jiǎn)單，可以開(kāi)發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點(diǎn)溫度 監(jiān)控系統(tǒng)。 LED數(shù)碼管介紹LED數(shù)碼管是由發(fā)光二極管作為顯示字段的數(shù)碼型顯示器件。 16LED數(shù)碼管按其外形尺寸有多種形式，；按顯示顏色也有多種形式，主要有紅色和綠色；按亮度強(qiáng)弱可分為高亮和普亮，指通過(guò)同樣的電流顯示亮度不一樣，這是因發(fā)光二極管的材料不一樣而引起的。當(dāng)要求顯示位數(shù)較多時(shí)，為簡(jiǎn)化電路、降低硬件成本，常采用動(dòng)態(tài)掃描顯示電路。17 LED數(shù)碼管編碼方式當(dāng)LED數(shù)碼管與單片機(jī)相連時(shí)，一般將LED數(shù)碼管的各筆段引腳a、b、…、g、Dp按某一順序接到MCS－51型單片機(jī)某一個(gè)并行I/O口D0、D…、D7，當(dāng)該I/O口輸出某一特定數(shù)據(jù)時(shí)，就能使LED數(shù)碼管顯示出某個(gè)字符。 固態(tài)繼電器的工作原理圖29 固態(tài)繼電器原理圖固態(tài)繼電器由三部分組成：輸入電路、隔離（耦合）和輸出電路，在輸入電路控制端加入信號(hào)后，IC1光電耦合器內(nèi)光敏三極管呈導(dǎo)通狀態(tài)，R1串接電阻對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行限流，以保證光耦合器不致?lián)p壞。直流穩(wěn)壓電源由變壓器、整流橋、濾波電路、穩(wěn)壓電路組成。最簡(jiǎn)單的復(fù)位電路22東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 如圖34所示。此外，單片機(jī)的復(fù)位不影響片內(nèi)RAM的狀態(tài)（包括通用寄存器Rn）。 中斷系統(tǒng)：能夠?qū)崿F(xiàn)中斷處理功能的部件稱(chēng)為中斷系統(tǒng)?？刂瓶偩€(xiàn)MCS51用于外部擴(kuò)展的控制總線(xiàn)除了它自身引出的控制線(xiàn)RES、ALE、外，還有由P3口的第二功能引線(xiàn)：外部中斷0和外部中斷1輸入線(xiàn)和，以及外部RAM或I/O端口的讀選通和寫(xiě)選通信號(hào)和。其電路原理框圖如下： 圖38溫度檢測(cè)電路24東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線(xiàn)式數(shù)字溫度傳感器，具有3引腳TO－92小體積封裝形式；溫度測(cè)量范圍為－55℃～＋125℃,可編程為9位～12位A/D轉(zhuǎn)換精度，℃，被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出，支持3V～，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便；其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)到3根或2根線(xiàn)上，CPU只需一根端口線(xiàn)就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線(xiàn)和邏輯電路。圖39 溫度顯示電路25東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32“喂狗”信號(hào)；將MAX813的 RESET與單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)RST連接。（T設(shè)定值，t實(shí)際值）開(kāi)始 主程序流程框圖 初始化設(shè)定水溫，定時(shí)器工作方式 開(kāi)中斷調(diào)用讀溫度子程序調(diào)用顯示子程序 t ≤ T5T≥tT5 N N Y Y 圖41顯示子程序流程圖27東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29開(kāi)始結(jié)束保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)關(guān)中斷R6減1R6加1開(kāi)中斷圖42中斷流程圖28 29東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖43讀溫度子程序流程圖38東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 36 圖44顯示子程序流程圖30東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 結(jié)論 37結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)課題是基于51單片機(jī)的智能電熱水器的設(shè)計(jì)。在這里我向他表示最衷心的感謝，沒(méi)有他的幫助這篇設(shè)計(jì)是不可能完成的。20ms定時(shí) MOV TL0,0E0H MOV TH0,0B1H SETB ET0 SETB EA 。相等時(shí)同時(shí)加熱SETB AJMP　　MAIN　NEQ1： 35 JC LOW1 。大于時(shí)一個(gè)加熱LOW1： SETB 。開(kāi)定時(shí)器 MAIN: LCALL　 GET_TEMPER　 。學(xué)生簽名： 32東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 參考文獻(xiàn) 39參考文獻(xiàn)[1] 謝自美．電子線(xiàn)路綜合設(shè)計(jì)[M]．湖北：華中科技大學(xué)出版社，2006 [2] [M].西安電子科技大學(xué)出版社,2004 [3] [M].國(guó)防工業(yè)出版社,2001[4] ，2000[5] 何立民．單片機(jī)高級(jí)教程［Ｍ］．北京：北京航空航天大學(xué)出版社．2001：5159．