【正文】 S18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 DS18B20 封裝形式 DS18B20 與單片機(jī)的典型接口設(shè)計 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，測量溫度范圍為 55176。 Co 和 Ci 為耦合電容。此放大器可代替晶體管進(jìn)行交流放大 ,可用于擴(kuò)音機(jī)前置放大等。只有 VCC電壓恢復(fù)到正常工作范圍而且在振蕩器穩(wěn)定振蕩后 ， 通過硬件復(fù)位掉電模式可被終止。 P3口的第二功能如表 21所示 。 2． 管腳功能： AT89C51單片機(jī)為 40引腳芯片如圖 22所示。三級程序存儲器加密 ； 178。 (4) 報警控制功能 : 高、低溫及高、低水位報警控制。隨著人們生活水平的提高和電子技術(shù)的發(fā)展 ,這樣 的太陽能熱水器控制系統(tǒng)越來越不適應(yīng)人們的生活需求 ,開發(fā)一種控制方便 ,操作靈活的太陽能熱水器的控制系統(tǒng) ,已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能使用單片機(jī)通過軟件的方法實現(xiàn)。 關(guān)鍵詞 ：單片機(jī)；太陽能熱水器；智能控制； 水位；溫度；時間； 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 3 The Design and realization of the Solarpowered water heater’s central controller Abstract Today the puter technology is developed microputer is increasingly used widely. 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 4 目 錄 摘要 Abstract 第 1 章 緒論 ???????????????????????? 1 目前太陽能熱水器的研發(fā)面臨的問題??????????? 1 第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計方案 ?????????????????? 2 系統(tǒng)任務(wù)和功能???????????????????? 2 AT89C51 功能和特點?????????????????? 3 通用四運(yùn)算放大器 LM324???????????????? 5 LM324 作反相交流放大器????? ????????? 6 LM324 作測溫電路????????????????? 6 DS18B20 數(shù)字式溫度傳感器 ??????????????? 7 DS18B20 與單片機(jī)的典型接口設(shè)計?????????? 8 鎖存器 LM373???????????????????? 10 I/O 接口電路 8255A????????????????? 11 第三章 太陽能熱水器中央控制器的硬件設(shè)計 ?????????? 14 前端的模擬電路設(shè)計?????? ??????????? 14 溫度傳感器的選用???????????????? 16 DS18B20 與單片機(jī)的典型接口??????????? 16 8255A 與單片機(jī)的典型接口設(shè)計???????????? 17 ADC0809 與 89C51 單片機(jī)的接口設(shè)計???????? 17 鍵盤和顯示器接口設(shè)計 ???????????????? 18 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 5 鍵盤工作原理 ?????????????????? 18 LED 顯示器工作原理 ??????????????? 20 接口芯片的選擇及其原理 ????????????? 20 單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計???????????????? 22 單片機(jī)時鐘電路的設(shè)計???????????????? 24 系統(tǒng)原理綜述 ???????????????????? 25 第四章 太陽能熱水器中央控制器的軟件設(shè)計 ?????????? 27 系統(tǒng)總體軟件設(shè)計?????????????????? 27 數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計?????? ???????????? 27 中斷服務(wù)子程序???????????????? 27 水位檢測子程序???????????????? 29 顯示和鍵盤軟件設(shè)計???????????????? 30 動態(tài)顯示子程序設(shè)計 ?????????????? 30 鍵盤子程序設(shè)計??????????????? 32 第五章 抗干擾技術(shù)設(shè)計 ?????????????????? 34 主要抗干擾技術(shù)?????????????????? 34 提高系統(tǒng)抗干擾能力的主要方法??????????? 34 第六章 結(jié)論 ??????????????????????? 37 參考文獻(xiàn) 附錄 致謝 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 1 太陽能熱水器中央控制器的設(shè)計與實現(xiàn) 第一章 緒論 當(dāng)今計算機(jī)技術(shù)在飛速發(fā)展，微機(jī)應(yīng)用日益普及深入，微機(jī)在通信自動化、工業(yè)自動控制、電子測量、信息管理和信息系統(tǒng)等方面得到廣泛的應(yīng)用。蚈 膁膇蚇螀羄蒆蚇袂膀莂蚆羅羂羋蚅蚄膈膄螄螇羈蒃螃衿膆荿螂肁罿蒞螂螁芅芁莈袃肇膇莇羆芃蒅莆蚅肆莁蒞螈 中華人民共和國教育部 畢 業(yè) 設(shè) 計 論文題目： 太陽能熱水器中央控制器的設(shè)計與實現(xiàn) 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 2021 年 6 月 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 2 摘 要 當(dāng)今計算機(jī)技術(shù)在飛速發(fā)展，微機(jī)應(yīng)用日益普及深入，微機(jī)在通信自動化、工業(yè)自動控制、電子測量、信息管理和信息系統(tǒng)等方面得到廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計是以 89c51 單片機(jī)為檢測控制中心，采用 ds12887 實時時鐘，實現(xiàn)了溫度，水位，時間三種參數(shù)的實時顯示功能。更重要的是在于單片機(jī)的應(yīng)用正是從根本上改變著傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方法。 目前市場上太陽能熱水器的控制系統(tǒng)大部分都存在著或多或少的缺點 :功能單一、操作復(fù)雜、控制不方便等。 (3) 上水控制功能 : 自動上水、定溫上水控制。全靜態(tài)工作 ， 工作范圍： 0Hz～ 24MHz； 178。間歇和掉電工作方式。作為第一功能使用時操作同 P1 口。該芯片內(nèi) RAM和特殊功能寄存器值保持不變 ， 直到掉電模式被終止。 LM324 的 引腳排列見圖 （圖表 ） （ 圖表 ） LM324 作反相交流放大器 電路見附圖 。一般情況下先取 Ri 與信號源內(nèi)阻相等 ,然后根據(jù)要求的放大倍數(shù)在選定 Rf。 DS18B20 的管腳排列如圖 所示， DQ 為數(shù)字 信號輸入 /輸出端； GND 為電源地； VDD 為外接供電電源輸齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 7 入端（在寄生電源接線方式時接地，見圖 ）。 2176。為任意電平，一般將 OE 接低電平， LE接 ALE就能正常工作。 —— 方式 2 D4 —— A 口的傳輸方向， 1 —— 入， 0 —— 出。 D0 —— 位狀態(tài)位， 1 —— 置位， 0 —— 復(fù)位。 DS1822 的精度較差為 177。 . A T 8 9 C 5 1G 7 4 L S 3 7 3 O E1C L KA D D AA D D BA D D CP 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7 W RP 2 . 7 R DI N T 12 82 72 62 52 42 32 22 1S T A R TA L EO EE O C? 1? 117 4 L S 0 21 12 5 6A D C 0 8 0 9R E F ( + )R E F ( )A L E3 4 7 8 1 3 1 4 1 7 1 8I N i1 圖 33 ADC0809 與 89C51 的中斷方式原理圖 鍵盤和顯示器接口設(shè)計 鍵盤工作原理 [3] 鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中能實現(xiàn)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)、傳送命令等功能，是人工干預(yù)單片機(jī)的主要手段。這是識別矩陣鍵盤按鍵是否被按下的關(guān)鍵所在。當(dāng)有按鍵時， 8279 申請中斷 CPU響應(yīng)中斷后轉(zhuǎn)入鍵盤監(jiān)控處理程序。由于 8279 的輸入線RL0RL7 內(nèi)部有上位電阻，當(dāng)無鍵按下時均為高電平，而當(dāng)有鍵按下時則被鍵盤上的按鍵拉成低電平，該鍵的行、列號信息被讀人 FIFO RAM緩沖器中。 RST 引腳是復(fù)位信號的輸入端，高電平有效，其有效時間應(yīng)持續(xù) 24個震蕩周期（即兩個機(jī)器周期）以上。 在計算機(jī)測控系統(tǒng)中，為了保證微處理器穩(wěn)定而可靠地運(yùn)行，需要配置電壓監(jiān)控電路；為了實現(xiàn)掉電數(shù)據(jù)保護(hù)，需備用電池及切換電路；為了使微處理器盡快擺脫因干擾而陷入的死循環(huán)，需要配置看門狗電路，將完成這些功能的電路集成在一起的芯片中稱為微處理器監(jiān)控器。 MAX690A 的主要電氣參數(shù)為： 178。單片機(jī)正常工作時， 口定期 (小于 s)改變 WDI 輸入端的電平，使看門狗電路不發(fā)出復(fù)位電路。晶體的頻率越高，則系統(tǒng)的頻率越高單片機(jī)的運(yùn)行速度越快。再通過接口電路 8255A 反映到顯示屏上。 (ALE)：與 8255H 的 ALE 腳相連提供時鐘信號。 ：接 MAX960 的 WDI 端。對水的溫度數(shù)據(jù)的讀入； 178。其主要的軟件原理圖如圖1 和 2。 開 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 43 動態(tài)顯示程序流程圖 鍵盤子程序設(shè)計 當(dāng)鍵盤無鍵輸入時， 8155H 的 PC0 到 3 口不全為 1，只有當(dāng)鍵盤有齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 26 鍵輸入時 PC 03 口全為 1 時，向單片機(jī)提出外部中斷申請，單片機(jī)響應(yīng)中斷請求，由外部中斷 0 的中斷服務(wù)程序?qū)⑤斎氲逆I號存入模擬通道指針 R7，從而使系統(tǒng)采集鍵號所代表的模擬通道的量，并將其值通過LED 顯示出來。因此，研究抗干擾技術(shù)，對保證單片機(jī)測控系統(tǒng)穩(wěn)定 、可靠的工作是非常必要的。 監(jiān)測系統(tǒng)時鐘，當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)時鐘停振時產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位信號以恢復(fù)系統(tǒng)時鐘，是單片機(jī)提高系統(tǒng)可靠性 的措施之一。 提高單片機(jī)系統(tǒng)抗干擾能力的主要方法 提高單片機(jī)抗干擾 能力的主要方法有接地，隔離與屏蔽和濾波。 典型的信號隔離是光電隔離。低通濾波器的配置指標(biāo)是插入損耗，選擇的低通濾波器插入損耗過低起不到抑制噪聲的作用，而過高的插入損耗會導(dǎo)致“漏電”，影響系統(tǒng)的人身安全性。使用滿足系統(tǒng)要求的最低頻率的時鐘，時鐘產(chǎn)生器要盡量靠近用到該時鐘的器件。數(shù)字濾波克服了齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 30 模擬濾波器的不足，它與模擬濾波器相比有以下優(yōu)點：數(shù)字濾波是用程序?qū)崿F(xiàn)的，不需要增加設(shè)備