【正文】 ........................................... 5 3 系統(tǒng)單元電路設(shè)計 ............................................................................. 6 單片機(jī) 最小系統(tǒng) ............................................................................................. 6 顯示系統(tǒng)設(shè)計 ................................................................................................. 9 水位檢測系統(tǒng)設(shè)計 ....................................................................................... 12 水溫檢測系統(tǒng)設(shè)計 ....................................................................................... 13 報警系統(tǒng)設(shè)計 ............................................................................................... 17 繼電器驅(qū)動電路設(shè)計 ................................................................................... 17 電源電路 ....................................................................................................... 18 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ................................................................................... 19 系統(tǒng)硬件開機(jī)自檢程序設(shè)計 ....................................................................... 19 系統(tǒng)自動上水程序設(shè)計 ............................................................................... 20 水溫水位交替顯示流程圖設(shè)計 ................................................................... 21 系統(tǒng)按鍵程序設(shè)計 ....................................................................................... 22 5 系統(tǒng)可靠性處理 ............................................................................... 23 硬件調(diào)試 ....................................................................................................... 23 軟件調(diào)試 ....................................................................................................... 24 結(jié) 語 ................................................................................................... 25 武漢工業(yè)學(xué)院工商學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）專用稿紙 4 主要參考文獻(xiàn) ....................................................................................... 26 附錄、附圖 ........................................................................................... 27 附錄 1 系統(tǒng)原理圖 ............................................................................................. 27 附錄 2 基于單片機(jī)的水溫水位控制系統(tǒng)說明 ................................................. 28 附錄 3 部分源程序清單 ..................................................................................... 29 武漢工業(yè)學(xué)院工商學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）專用稿紙 1 引 論 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著大規(guī)模 集成電路的產(chǎn)生，給人們的生活帶來了根本性的變化，如果說微型計算機(jī)的出現(xiàn)使現(xiàn)代的科學(xué)研究得到了質(zhì)的飛躍，那么可編程控制器的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)控制測控領(lǐng)域帶來了一次新的革命。 本設(shè)計溫度傳感器采用 DS18B20， DS18B20 是美國 Dallas 公司生產(chǎn)的一線數(shù)字式溫度計芯片 ,現(xiàn)在已完全取代 DS1820。對本論文（設(shè)計）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。該產(chǎn)品可以廣泛應(yīng)用于各種環(huán)境，例如：鐵路路基溫度無線采集系統(tǒng)、水溫實(shí)時檢測系統(tǒng)、樓宇內(nèi)溫度監(jiān)視系統(tǒng)等。尤其是用單片機(jī)控制器改造落后的設(shè)備具有 性價比高、提高設(shè)備的使用壽命、提高設(shè)備的自動化程度的特點(diǎn)。 方案 2 與方案 1 比較，有著明顯的優(yōu)勢，所以我采用了方案 2。為了配合顯示器件，就需設(shè)置按鍵，根據(jù)系統(tǒng)的功能要求和單片機(jī)的口線資源，為系統(tǒng)配制了四個獨(dú)立式鍵盤， K1 鍵為確定鍵， K2 和 K3 鍵作武漢工業(yè)學(xué)院工商學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）專用稿紙 4 為光標(biāo)的移動和數(shù)據(jù)的增減， K4 鍵作為設(shè)置鍵。 P89V51RD2 單片機(jī)介紹如下： P89V51RD2 是 Philips 公司生產(chǎn)的一款 80C51 微控制器，包含 64KB Flash和 1024 字節(jié)的數(shù)據(jù) RAM。 在 MCS51芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳 1XTAL ，單片機(jī) P 89 V 51 RD 2 時鐘電路復(fù)位電路串行下載口電路串行通信接口電路武漢工業(yè)學(xué)院工商學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）專用稿紙 7 輸出端為引腳 2XTAL ，在芯片的外部跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋電路，就構(gòu)成了一個穩(wěn)定的自激振蕩器。在本設(shè)計中采用了按鍵電平復(fù)位方 式，其復(fù)位電路如下圖 ： 圖 復(fù)位電路 武漢工業(yè)學(xué)院工商學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）專用稿紙 8 C 1 +1V+2C 1 3C 2 +4C 2 5V6T 2o u t7R 2 i n8R 2 ou t9T 2i n10T 1i n11R 1 ou t12R 1 i n13T 1o u t14GND15V C C16C P 2M A X 2 32162738495D B 9 C O MC80 .0 1 μ FC90 .0 1 μ FC 1 00 .0 1 μ FC 1 10 .0 1 μ FV C C12J2 串行下載口電路 為了將軟件程序下載到單片機(jī)中，必須為之設(shè)計一種串行接口電路，在此電路中采用 MAX232 芯片， MAX232 片內(nèi)含有一個電容性發(fā)生器以便在 5V 電源供電時提供 EIA/TIA232E 電平。 武漢工業(yè)學(xué)院工商學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）專用稿紙 10 指令系統(tǒng)如表 ： 表 指令系統(tǒng) 控制信號 指令代碼 功 能 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 清屏 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 軟復(fù)位 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 內(nèi)部方式設(shè)置 0 0 0 0 0 0 1 D C B 顯示開關(guān)控制 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 位移控制 0 0 0 0 1 DL N F * * 系統(tǒng)方式設(shè)置 0 0 0 1 ACG CGRAM 地址設(shè)置 0 0 1 ADD 顯示地址設(shè)置 0 1 BF AC 忙狀態(tài)檢查 1 0 寫數(shù)據(jù) MCU—LCD 1 1 讀數(shù)據(jù) LCD—MCU 1000 0000(080H)為第一行顯示起始地址，即為第一行第 1 列， 081H~08FH為第 2 列到第 15 列 1100 0000(0C0H)為第二行顯示起始地址，即為第二行第 1 列， 0C1H~0CFH為第 2 列到第 15 列 此指令設(shè)置 DD RAM 地址指針的值，此后就可以將 要顯示的數(shù)據(jù)寫入到 DD RAM 中。信息經(jīng)過單線接口送入 DSl8B20 或從 DSl8B20 送出，因此從主機(jī) CPU 到 DSl8B20 僅需一條線（和地線）。最后 8 位是前面 56 位的 CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn) )碼。如： 00AAH 為 +85 攝式度， 0032H為 25 攝式度， FF92H 為 55 攝式度。 圖 初始化時序圖 ② 寫時間隙 當(dāng)主機(jī)總線 t0時刻從高拉至低電平時，就產(chǎn)生寫時間隙，見圖 、圖 ，從 t0時刻開始 15μs 之內(nèi)應(yīng)將所需寫的位送到總線上， DSl8B20 在 t0后 15μs~60μs間對總線采樣。其硬件電路圖如圖： D7I N 4 0 07R 1 81KV C C1 23 4JR 1 9J I D I A N Q I1 2J P 4H E A D E R 212J P 5P A N GP A N G～220VC 2 84 70 u FU5O P T O I S O 1Q 1 99 01 2R 2 11KV C CQ 2 1P N PR 1 41KD7I N 4 0 07R 1 81KV C C1 23 4JR 1 9J I D I A N Q IP A N GC 2 84 70 u FU6O P T O I S O 1Q 2 09 01 2R 2 31KV C CQ 2 2P N PR 2 21K12J P 6J I A R E 圖 繼電器驅(qū)動電路 電源電路 電源電路為整個電路提供電源，是電路設(shè)計不可缺少的 一部分。 開 始讀 取 溫 度顯 示 溫 度讀 取 水 位顯 示 水 位加 熱顯 示 ： 水 溫 變 化h e a t i n g * * *加 水顯 示 ： 水 位 變 化p u m p i n g * * *結(jié) 束溫 控 上 水 操 作ＹＮＹＮＹＮＹＮ溫 度 是 否 底 于下 限 水 溫水 位 是 否 低 于下 限 水 位設(shè) 置 按 鍵是 否 按 下是 否 滿 足溫 控 上 水 條 件按 鍵 操 作 圖 水溫水位交替顯示流程框圖 武漢工業(yè)學(xué)院工商學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）專用稿紙 21 系統(tǒng)按鍵程序設(shè)計 對系統(tǒng)的操作是通過四個按鍵進(jìn)行的， K1 為確定鍵，既當(dāng)確認(rèn)加熱水溫數(shù)值或加水水位數(shù)值后在按下此鍵就可進(jìn)行相應(yīng)的操作； K K3 為操作方式和數(shù)值增減鍵； K4 為設(shè)置鍵。利用電容、電感等儲能元件可以抑制因負(fù)載變化而產(chǎn)生的噪聲。在軟件的排錯和設(shè)計方面也提 高了自己的能力，以前在程序編譯出現(xiàn)的錯誤中，由于程序的量較少，出現(xiàn)的錯誤也就較少，這次設(shè)計過程中程序量達(dá)到一千多條，對于排錯和設(shè)計帶來很大的挑戰(zhàn)，經(jīng)過老師的指導(dǎo)，我掌握了科學(xué)的程序排錯和規(guī)范的程序設(shè)計，大大提高了程序的可讀性，也讓自己能在以后的大型工程程序的設(shè)計中便于團(tuán)體設(shè)計的接軌。低溫報警點(diǎn)： 10℃ TEMPH EQU 40H 。 11 位精度的 CONFIG 數(shù)據(jù) CONFIG12 EQU 7FH