【正文】 ...................17 電 磁閥控制模塊 .................................................................................................17 雙機通信及其他電路設(shè)計 ....................................................................................18 ．其他電路設(shè)計 ...................................................................................................19 ............................................................................................19 復(fù)位電路 ...................................................................................................20 設(shè)計總電路圖 ............................................................................................20 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 .....................................................................................................23 設(shè)計思路 ............................................................................................................23 溫度測量子程序 ..................................................................................................23 水位 測量 子程序 ..................................................................................................24 液晶顯示子程序 ...........................................................................................25 結(jié)束語 ............................................................................................................................26 參考文獻 .........................................................................................................................27 致謝 ................................................................................................................................27 1 第 1 章 緒論 前言 地球上的不可再生能源總有一天會消耗殆盡，所以開發(fā)和有效利用太陽能這樣的環(huán)保且資源豐富的能源有著重要的意義。近幾年來，市場上陸續(xù)出現(xiàn)了一些太陽能熱水器監(jiān)測系統(tǒng)的性能不穩(wěn)定：比如檢測誤差大、顯示器亂碼，還有的與電輔助加熱裝置不能很好配合和太陽能利用率較低等問題，嚴(yán)重影響了用戶的日常使用也從而影響到太陽熱水器的銷售業(yè)績慘淡。 2．時間、水位、溫度顯示和鍵盤電路。然后通過 A/D 轉(zhuǎn)換把信號輸入到單片機， 獲得當(dāng)前水位顯示。 A/D 轉(zhuǎn)換 輸 出 控 制 單 片 機 控 制 水 位 水 位 傳 感 器 鍵盤控制輸入快 顯示電路 控制電磁閥 水溫檢測 水位檢測 蜂鳴報警 A/D AT89S52 3 圖 方案三流程框圖 綜合以上三種方案，方案一由于缺少溫度檢測模塊，而水溫也是影響太陽能熱水器很重要的一方面：比如說水箱中水溫度過高導(dǎo)致水沸騰這時候雖然水所在刻度不是滿的，實際上已經(jīng)溢出，這樣說來方案一的設(shè)計算不上智能。 水位傳感器的選擇 方案一 排阻分檔鍵盤式水位傳感器 [2]：一種類似鍵盤電路的分檔水位傳感器，其原理圖如圖 所示。 [3] 圖 RC 充放電式水位傳感器示意圖 從圖 中我們可以看到傳感器外很形很普通，該傳感器一共只有兩個端口，第一個端口是公共水位，第二個端口是實際水位端口。 單片機 AT89S52 標(biāo)準(zhǔn)功能： 8K Flash ROM（數(shù)據(jù)存儲器）， 256B RAM（程序存儲器）， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口，三個可編程 16 位定時器 /計數(shù)器，一個“看門狗”（ WDT）定時器，一個 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，兩個數(shù)據(jù)指針，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。 ? XTAL1：接在外部晶振的一端。單片機正常工作時，此引腳應(yīng)為不大與 的低電平。 7 ? EA/Vpp： 31 腳， 外部訪問允許 /編程電源輸入端。在這種模式下， P0 具有內(nèi)部上拉電阻。對 P3 寫 1 時，內(nèi)部上拉電阻 會 把端口拉高，此時可以作為輸入口用。 圖 RC 充放水位傳感器原理圖 它的是利用 4 個并聯(lián)的電阻 [5]，電阻隨水位變化而變化，每當(dāng)水面接觸一個鋼針就會多并聯(lián)一個電阻，電阻隨水位變化而規(guī)律的變化。 需要電壓跟隨器進行隔離的原因和必要性：因為 AT89S52 單片機的 INTO、INT1 本身就具備上拉電阻， INTO、 INT1 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)類似于上圖 ，并且 LM393的反相輸入端輸入和同相輸入端輸入間有著相互 鉗 位作用，而 +5V 電源分壓電阻給予 +3V 參考帶電平對反相輸入端輸入有 鉗 位作用，因此接了 LM358 電源跟隨器并且不與電容直接相連，就不會影響 電 容電壓的變化，這便是必須接電壓跟隨器的必要性。 DS18B20 的簡介 及特性 [7]： DS18B20 數(shù)字化溫度傳感器 是美國 Dallas 半導(dǎo)體公司 生產(chǎn)的 世界上第一 種單 總線接口的溫度傳感器，在其內(nèi)部使用了在板（ ONBOARD）專利技術(shù)。 DS18B20 可編程溫度傳感器采用 3 腳 PR35 封裝，其中 GND 為接地線，DQ 為數(shù)據(jù)輸入輸出接口，通過一個較小阻值的上拉電阻與單片機相連。 DS18B20 的主要特性 ： ? 一個端口引腳 便可實現(xiàn)通訊。 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成 分別為 ： 64 位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL兩種寄存器 、配置寄存器。 測溫原理如圖 所示。隨著科技的發(fā)展，液晶顯示的應(yīng)用前景將更加廣闊 ，顯示效果也是越來越好 。 累加器 預(yù)置 比較 計數(shù)器 1 低溫系數(shù)晶振 預(yù)置 =0 溫度寄存器 計數(shù)器 2 =0 高溫系數(shù)晶振 14 表 液晶 12864 管腳說明 管腳 符號 功能 1 2 3 ， 16， 18 4 5 6 7 8 9 10 11 GND VDD NC RS W / R E DB0～ DB7 PSB RST LED+ LED 接 地 接入 +5V 電源電壓 空 高：數(shù)據(jù) （ 低：指令 ） 高：讀 （ 低：寫 ） 使能端 數(shù)據(jù)線 控制模式 系統(tǒng)復(fù)位 背光電源， +5V 背光電源， 0V 12864 液晶的 具體指令介紹 DR 為數(shù)據(jù)寄存器 ： 簡稱 DR，它們負(fù)責(zé)存儲微機要寫到 CGRAM 或 DDRAM的數(shù)據(jù)，或者存儲 MCU 要從 CGRAM 或 DDRAM 讀出的數(shù)據(jù)。 顯示中文字形：將兩字節(jié)編碼寫入 DDRAM， 編碼 范圍為 A1A0H～GB 或編碼 為 A140HD75FH BIG5 的碼 。 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCC40U1AT89S52123456789PR123456789101112131415161718P1LCDGNDVCCVCC 圖 12864 液晶顯示電路 16 鍵盤控制模塊 本設(shè)計中的鍵盤控制模塊由 3 個電鍵組成，分別 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，通常應(yīng)具有人機對話功能，能隨時發(fā)出各種控制命令和數(shù)據(jù)輸入以及報告應(yīng)用系統(tǒng)的運行狀態(tài)與運行結(jié)果。每個獨立式按鍵單獨占有一根 I/O 口線。電磁式蜂鳴器由振蕩器、磁鐵、電磁線圈、振動膜片以及外殼組成，電磁式蜂鳴器 基本原理是在 電源接通后 ， 在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，振 蕩膜片周期性地振動發(fā)聲。 當(dāng) 電源關(guān)閉 時 ，磁鐵和 拉 桿就 得到了 復(fù)位 。反之從房間的單片機 TXD 發(fā)送信號到房頂單片機也是經(jīng)過這么一個過程。 21 Q12N3904100pF C4Cap 100pF C3Cap12Y1XTAL12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCC40U4AT89C52GND1KR10C1GNDVCCS1SWPBGNDD2LED0GND123溫度傳感器MHDR1X3K1RelaySPSTVCCVD1Diode 1N9141 2電磁閥門1K R4Res2VCCGND23418U7ALM393AD4 8657U7BLM393ADGNDVCC1K R91K R12Res2GNDVCC1K水位傳感器100pF C2CapGNDGNDVCCA11A26B12B27VCC8GND4Y13Y25U2DS75452NGNDVCC1K R5Res2U3Optoisolator1GND1K R3Res2VCC12U1ASN74AC14N34U1BSN74AC14NU6Optoisolator11K R7Res2VCCGND1K R2Res2VCCA11A26B12B27VCC8GND4Y13Y25U5DS75452N1K R6Res2VCCVCCGNDTXDRXD1KR8VCC1K R11K R11Res2 圖 太陽能熱水器水位控制系統(tǒng)總電路 圖（上） 22 Q52N3904100pF C1Cap100pF C2Cap1 2Y1XTAL12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP3132333435