【正文】 .................................................................. 3 前言 ..............................................................................................................................................................5 1 緒論 ....................................................................................................................................................7 2. 技術分析 .........................................................................................................................................8 系統(tǒng)總體硬件框圖與工作原理 ............................. 10 溫度傳感器 ............................................ 10 水壓傳感器及 A/D 轉(zhuǎn)換 .................................. 11 電磁開關電路及原理 .................................... 13 單片機控制系統(tǒng) ........................................ 13 LED 數(shù)碼管顯示電路 ..................................... 22 按鍵電路設計 .......................................... 23 3 軟件設計方案 ......................................................................................................................... 24 DS18B20 驅(qū)動程序設計 ..................................... 24 串行 AD轉(zhuǎn)換器 ADC0832 程序設計 ............................ 24 按鍵控制程序設計 ........................................ 32 LED 數(shù)碼管顯示程序設計 ................................... 34 致 謝 ............................................................................................................................................ 37 參 考 文 獻 ...................................................................................................................................... 38 附錄： ..................................................................................................................................................... 39 水位仿真 ................................................. 39 40 3 水位顯示仿真 ............................................. 40 水位控制仿真 ............................................. 41 仿真結果分析 ............................................. 42 基于單片機 的太陽能熱水器控制 裝置 設計 學 生： 指導教師： 摘要 ： 本設計以 單片機 AT89S52 做為控制 核心 并協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的工作， 通過數(shù)字溫度傳感器檢測當前水的溫度，由于是數(shù)字信號就直接送入單片機 AT89S52 內(nèi)，通過單片機的處理在 LED 數(shù)碼管上顯示當前的溫度值。但是與之配套的太陽能熱水器控制器卻一直處在研究與開發(fā)階段，當由于天氣原因而光強不足時，就會給熱水器用戶帶來不便；即使熱水器具有輔助加熱功能，由于加熱時間不能控制而產(chǎn)生過燒，從而浪費大量的電能。 先前國內(nèi)外大多數(shù)家庭使用的太陽能熱水器只是純粹的太陽能加熱問題，還 40 6 沒有其他的智能控制方面，在沒有太陽的天氣中沒有足夠的能源使水箱中的水加到最熱。太陽能熱水器克服了上述缺點，他是綠色環(huán)保產(chǎn)品。 但由于太陽能的分散性、季節(jié)性和地區(qū)性又給太陽能利用帶來重重困難，有些技術難點尚未突破，產(chǎn)品造價偏高，因而尚未被人們大規(guī)模使用。 本設計主要利用 單片機為核心，選擇適當?shù)膫鞲衅髯鳛樾盘柕牟杉瘉碓?，溫度傳感器選擇數(shù)字式的 DS18B20。另外一路是在水箱中的水壓傳感器測水的壓力從而得到水位的高低，水壓傳感器輸出的是 0～ 5V 的模擬量，要經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量再送入單片機89S52 進行處理，在 LED 數(shù)碼管上顯示水位值。這一特性在 HVAC 環(huán)境控制、探測建筑物、儀器或機器的溫度 40 9 以及過程監(jiān)測和控制等方面非常有用。 DS18B20 在 I/O 處理器連接時，僅需要一個I/O 口即可實現(xiàn)微處理器同 DS18B20 的雙向通訊。如果門電路仍未關閉，則系統(tǒng)重復上述過程。對它的操作協(xié)議是：初始化DS18B20 發(fā)復位脈沖－發(fā) ROM 功能命令－處理數(shù)據(jù)－發(fā)存儲器命令處理數(shù)據(jù)，各種操作都有相應的時序圖。 //拉高總線 delay(14)。 // 給脈沖信號 dat=1。 i) { DQ = 0。 uint t=0。 //讀取溫度寄存器等（共可讀 9 個寄存器） 前兩個就是溫度 a=Read()。 } DS18B20 在使用時，一般都采用單片機來實現(xiàn)數(shù) 據(jù)采集。 ADC0832 結構及原理 圖 25 ADC0832 芯片引腳圖 芯片各引腳說明： 40 14 1） CS_ 片選使能，低電平芯片使能。 ADC0832 為 8 位分辨率 A/D 轉(zhuǎn) 換芯片，其最高分辨可達 256 級，可以適應一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。當要進行 A/D 轉(zhuǎn)換時，須先將 CS 使能端 為 低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結束。從第 4個脈沖下沉開始由 DO 端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位 DATA7，隨后每一個脈沖下沉 DO端輸出下一位數(shù)據(jù)。只有發(fā)光部分的穩(wěn)定，后面的信號才能得到穩(wěn)定輸出。輸入的電信號驅(qū)動發(fā)光二極管（ LED），使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進一步放大后輸出。在計算機數(shù)字通信及實時控制中作為信號隔離的接口器件，可以大大增加計算機工作的可靠性。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。 先了解必要的條件： (1)控制電路的電源電壓，能提供的最大電流； (2)被控制電路中的電壓和電流； (3)被控電路需要幾組、什么形式的觸點。該器件采用 Atmel 公司的高密度非易失性存儲技術生產(chǎn)，其指令與工業(yè)標準的 80C51 指令集兼容。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能無 效。為使能從 0000H 到 FFFFH的外部程序存儲器讀取指令， EA 必須接 GND。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收 。其第二功能如下所示： P3 口的第二功能說明 口線 引腳 第二功能 10 RXD（串行輸入口） 11 TXD（串行輸出口） 12 INT0（外部中斷 0） 13 INT1（外部中斷 1） 14 T0（定時器 0外部輸入） 15 T1（定時器 1外部輸入） 16 WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫脈沖） 17 RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖） 40 20 LED 數(shù)碼管顯示電路 7 段 LED 數(shù)碼管是利用 7 個 LED（ 發(fā)光二極管）外加一個小數(shù) 點的 LED組合 而成的顯示設備，可以顯示 0～ 9 等 10 個數(shù)字和小數(shù)點，這類數(shù)碼管可以分為公陰極與共陽極兩種，共陽極就是把所有 LED 的陽極連接到共同的結點，而每 個 LED 的陰極分別為 a,b,c,d,e,f,g 及 dp（小數(shù)點）；共陰極就是把所有 LED 的陽極連接到共同的結點，而每 個 LED 的陽極分別為a,b,c,d,e,f,g 及 dp（小數(shù)點），如圖 211 所示： 圖 211 數(shù)碼管原理電路 根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。濾波防抖電路圖如圖 213 所示。 2 軟件設計方案 硬件電路是一切的基礎，在其基礎上軟件設計是關鍵的部分，它是單片機工作的重點，就是讓各部分協(xié)調(diào)工作的命令，軟件程序的重要性是毋庸置疑的，是整個控制系統(tǒng)的命脈，根據(jù)各部分編寫相應的驅(qū)動程序，才能使得相應的芯片有其功能，所以程序設計是非常重要的。溫度傳感器的引腳如表所示。 t2 距 to為 15u， s 也就是說， t2 時刻前主機必須完成讀位，并在 to 后的 60us 一 120 us內(nèi)釋放總線。 40 26 例如通道 0 和通道１可被選為一對差分輸入。這個高電平是作為起始標志），接著在 CLK 上加一個時鐘， DI 上的邏輯 1 就會使 ADC0832 的 DI 脫離高阻態(tài)，然后通道配置數(shù)據(jù) 伴 隨著時鐘通過 DI端移入多路器，當最后一位數(shù)據(jù)移入多路器時（數(shù)據(jù)是三位，前一位標志輸入開始，后兩位是用來作通道設置和選擇）， DI 變 為高阻態(tài)，在這以前 DO（數(shù)據(jù)輸出端）都為高阻態(tài)（就是 CS 從高跳到低到現(xiàn)在）。 uint dat=0。//拉低 CS 端 _nop_()。 ADCLK=1。 ADCLK=1。 _nop_()。 ADCLK=0。 j=j|ADDO。 ndat=ndat|j。 //返回數(shù)據(jù) } 按鍵控制程序如下： void delay(uchar z) //延時程序 { 40 30 uchar x,y。 //執(zhí)行操作 while(!up_key)。 } 按鍵控制程序設計 按鍵是外部命令的體現(xiàn)， 一個按鍵從沒有按下到按下以及釋放是一個完整的過程，也就是說，當我們按下一個按鍵時，總希望某個命令只執(zhí)行一次，而在按鍵按下的過程中，不要有干擾進來，因為，在按下的過程中，一旦有干擾過來，可能造成誤觸發(fā)過程，這并不是我們所想要的。要想能夠正確的判斷按鍵是否按下就要避開這段抖動的時間。 開 始顯 示 緩 沖 區(qū) 初 始 化指 定 字 型 口查 表 得 到 字 型 碼送 指 定 字 位 碼延 時 1 0 m s LED 顯示程序流程圖 （ 5）數(shù)碼管顯示主程序 /*1MS 為單位的延時程序 */ void delay_1ms(uchar z) { uchar x,y。 sled_dm_port=0。 /*關閉顯示 */ sled_dm_port = sled_data[i]。0x7f。 /*讀取當前溫度 */ sled_data[5] = du_char[temp_buff/100]。x0。從而提高了系統(tǒng)的可靠性 。具體的一個按 40