【正文】 36373839VCC40U1AT89S52GND1K R1100pFC3GNDVCCLS1SpeakerS1SWPBS2SWPBS3SWPB
。 Q12N3904GNDD2LED0GND123溫度傳感器MHDR1X3K1RelaySPSTVCCVD1Diode 1N91412電磁閥門1KR4Res2GNDVCC1KR1 28 腳 26 腳 19 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCC40U1AT89S52GNDA11A26B12B27VCC8GND4Y13Y25U3DS75452NGNDVCCR1050ΩU?光電耦合器GNDR1210KVCC12U?ASN74AC14N12U?ASN74AC14NOptoisolator1R20xxKVCCGND100KRes2VCCA11A26B12B27VCC8GND4Y13Y25U4DS75452N1K R13100KVCCVCCGND50Ω R?22P C1C212X1XTAL12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCC40U2AT89S52GND1K R622P C3GNDVCCk4SWPB1K R5VCC 圖 雙機通信電路圖 ．其他電路設計 晶振產(chǎn)生電路 [11]：本設計設置的時鐘頻率設置 1us 使用采用 12M 晶振，晶體振蕩電路作用 是給單片機提供時鐘信號 ，由 XTAL1 和 XTAL2 端外接振蕩頻率為 12MHZ的石英晶體作為本設計的定時元件，內部反相放大器進行自激振蕩，產(chǎn)生時 鐘。此時發(fā)光二極管 D2 亮了，提示，電磁閥門正在工作當中。 報警電路設計原理：當水箱的水位降到一定值時，輸出的低電平信號，將AT89S52 的 端口置成低電平，通過雙機通信，光耦截止，將信號傳送給，將其置成高電平，輸出到 AT89S52 單片機 端口接受到低電平，單片機通過指令將 置成高電平，三極管 Q5 導通，揚聲器工作，發(fā)出吱吱的聲音。 按鍵電路的設計 ， 當 S2,按下時， AT89S52 的 ， 置成低電平，通過單片機將 TXD制成高電平，輸出信號，經(jīng)過 DS75452在 3 腳由于內部是與非門，近而輸出低電平，通過光耦導通，另提個 AT89S52的 RXD 口接收到低電平信號，將 置成高電平，電磁閥門開始工作。鍵盤由一組按鍵開關所組成。 LCD 液晶顯示 器 與單片機連 接基本要注意 以下三點： 15 以 CMOS 芯片 為單片機時 不 需要 電平轉換電路 來轉換 ；若 其單片機 為TTL 芯片則必須配 備 電平轉換電路。 AC 為地址計數(shù)器 ： 簡稱 AC，負責計數(shù)寫／讀 CGRAM 或 DDRAM 的數(shù)據(jù)地址， AC 依照 MCU 對 LCD 的設置值而自動修改它本身的內容。 TS12864－ 3 液晶顯示是 基于 ST7920 來控制顯示的 ， 該顯示器能夠使用串口和并口兩種接線方式 ， 可以選擇 4 線和 8 線兩種 方式， 有 64 行，每行有 128 個點。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器 2 的 脈沖輸入。 圖 DS18B20 的內部結構框圖 DS18B20 僅僅 使用一根單線端口進行通訊。 ? 不需任何其他外部原器件就可以單獨實現(xiàn)多點測溫。 11 表 DS18B20 溫度與數(shù)字對應表 DS18B20 的引腳圖和封裝如圖 所示 。 DS18B20 相對于傳統(tǒng)的溫度傳感器 具有性能 好 、微型化、 微 功耗、 穩(wěn)定性 強等 優(yōu)勢 ， 尤其適用于多點溫度的測量。 水位傳感器采用電壓跟隨器與電壓比較電路相結合實現(xiàn)。因為我們通過已學的知識可知電容電壓的上升或下降時間可表示為 t=RC，所以可以通過記錄下的這個時間來知道電阻的變化，進而進一步可知水位 的變化并對其進行顯示。 由于 AT89S52 的引腳有限，因此在 P3 電路多了種 特殊功能 即 第二功能。 P1 口是專為用戶使用的準雙向 I/O 口，作為通用的 I/O口輸入時應先向端口鎖存器寫 1。當 EA 輸入低電平 （接 GND） 時， CPU僅訪問片外程序存儲器。 ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位。 ? XTAL2：接在外部 晶振的另一端。在空閑的模式下，CPU 暫停工作，而 RAM 定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作。我們分別測量了觸點不同接法時公共和水位 兩端口之間的電阻，輸出電阻值表如下表 。銅若針不接觸水面，其輸出為高電平；若銅針與其對應水面接觸時則輸出為低電平，輸出接至電子開關，經(jīng)過 CD4069 反向并經(jīng) 74LS244驅動后分別接到 AT89S52 的 P1． 0~P1． 3 引腳。方案三是在方案二的基礎上完善和加強的，采用單片機鍵的雙邊通信，用戶只要在樓下的房間里或者衛(wèi)生間門口就可以看到水位和水溫的情況，比起方案二更加方便，也更加合理。本設計再用三個按鍵來控制上水的水量，本方案智能化、數(shù)字化的太陽能熱水器控制系統(tǒng)。 3．驅動電路。因此，在太陽能熱水器水位監(jiān)測水溫檢測方面的研究發(fā)，應引起足夠重視，加大投入一定力量研究開發(fā)高質量、性能好的測控產(chǎn)品。目前太陽能熱水器效率和功能上還存在著比較多的問題：例如不可缺水，空曬情況下上水會爆炸；春、秋天，水溫升高造成水變成水蒸氣蒸發(fā)，造成熱能損失；冬天水溫 不夠，導致熱水器成為了擺設。 總評 VI 評閱教師評語 評閱教師簽名： 年 月 日 是否同意參加答辯 摘要 本設計以單片機 AT89S52 為核心，配合 RC 充放電式水位傳感器與一塊 12864 液晶顯示器，設計一種數(shù)字化且智能化的太陽能熱水器水位控制系統(tǒng)。 三、計劃進度： 日期 畢業(yè)設計各階段的任務 20xx 年 8 月 30 日 9 月 2 日 下達任務書，動員，學生準備 20xx 年 9 月 3 日 9 月 14 日 學生查閱資料，確定方案 20xx 年 9 月 17 日 9 月 28 日 學生設計 20xx 年 10 月 8 日 10 月 12 日 學生畢業(yè)論文編寫 20xx 年 10 月 14 日 10 月 22 日 整理畢業(yè)論文，準備答辯 四、畢業(yè)專題（設計）結束應提交的材料： 畢業(yè)論文 實物 指導教師 尹 慧 教研室主任 尹 慧 20xx 年 9 月 日 20xx 年 9 月 日 III 論文 真實 性 承諾及指導教師 聲明 學生 論文 真實 性 承諾 本人鄭重聲明：所提交的 作品 是本人在 指導教師 的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果 ，內容真實可靠，不存在抄襲、造假等學術不端行為 。 I 畢業(yè)設計（論文） 太陽能水位控制器的設計 Solar water level controller design II 一、課題名稱： 太陽能水位控制器的設計 水位控制器可安裝應用在各種需要對水位進行控制的地方。 制作完成 PCB 電路板 圖。 4 成果 具有一定的創(chuàng)新性、或具有一定的學術水平和獨到的見解、或具有一定的實用價值。太陽能熱水器就是太陽能開發(fā)和利用的一大產(chǎn)業(yè)，所以完善太陽能熱水器也成為最近的研究熱門課題。所以我認為太陽熱水器，有著廣闊的發(fā)展前景，一款好的監(jiān)測系統(tǒng)能讓整個太陽熱 水器提高不止一個檔次，讓企業(yè)樂開了花，也給百姓生活帶去了方便，是一種雙贏的研究。這部分用于系統(tǒng)和人的信息交互。水溫檢測由單片機根據(jù)溫度傳感器（ DS18B20）的操作指令和時序讀取溫度，并送達顯示電路顯示當前水溫。 方案二在思路上沒有任何問題，可在實際生活中比較不切實際，因為顯示器在樓頂，倘若用戶在一樓跑到五樓甚至更高，那肯定不方便，液晶成了擺設，再如液晶這樣的電子產(chǎn)品放在房頂風吹雨淋長此以往如果沒妥善保護很容易壞掉。 排阻式水位傳感器的工作原理大致是分別用 5 根銅針分別置于水箱內的四種不同高度的位置。觀察傳感器可知水位傳感器 有 5 個與水接觸點，我們從上到下依次命名它們?yōu)?1— 5 觸點。此外， AT89S52 如果降至 8Hz 靜態(tài)邏輯操作，可支持兩種軟件可選擇節(jié)點模式：在掉電保護方式下， RAM 內容被保存，振蕩器被凍結，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。在單片機內部是反相放大器的輸入端，該放大器構成了片內振蕩器。 ? ALE/PROG： 30 腳， 地址鎖存使能輸出 /編程脈沖輸入端。當 EA 輸入高電平時（接 Vcc 端） ， CPU 執(zhí)行程序，在低 4KB（ 0000H～ 0FFFH）地址范圍內，訪問片內程序存儲器； 當 程序計數(shù)器 PC 的值超過 4KB 地址時，將自動轉向執(zhí)行片外程序存儲器的程序。 ? P1 口： P1 口是一個具有上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 可 驅動 4 個 LS型的 TTL 電平 。作為輸入 口 使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。因為單片機會給電容周期性地充電和放電，然后檢測接在電容兩邊的電壓的變化。電壓跟隨器和比較器的接法如圖 所示。全部傳感元件及轉換電路集成在形如一只三級管的集成電路內。 VCC 為電源接口，既可由數(shù)據(jù)線提供電源，又可由外部提供電源，范圍可為 ～ ，本 設計 使用 的是 外部電源供電。 ? 每個 DS18B20 器件有 對應且 唯一的 64 位的序列號 。 DS18B20的內部結構如圖 所示 。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器 1。 液晶顯示屏能讓這些電子設備的顯示更加逼真 ，目前已廣泛應用于電子手 表、復印機、 IC 卡 電話機、電腦 顯示屏 、液晶電視等許多方面 ，尤其是電腦屏幕和液晶電視是最貼近每個人的生活的液晶產(chǎn)品。因此，可將 DR視為一個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，當 RS 及 R／ W 引腳信號為 1 且 Enable 引腳信號由 1 變?yōu)?0 時，讀取數(shù)據(jù)；當 RS 引腳信號為 1， R／ W 引腳信號為 0 且 Enable 引腳信號由 1 變?yōu)?0 時，存入數(shù)據(jù)。 顯示 CGRAM 字型： 需 兩個字節(jié)的編碼寫入 DDRAM 中來實現(xiàn) 這種字型 ，總共有四種編碼方式 它們分別是 0000H、 0002H、 0004H、 0006H。鍵盤是操作人員可以通過按鍵輸入數(shù)據(jù)和命令進行功能設置，它是本系統(tǒng)中不可缺少的輸入設備。每根 I/O 口線的工作狀態(tài)不會影響其他 I/O 口線的工作狀態(tài)。 因為 蜂鳴器通常工作電流比較大， 但是 單片機 I/O 口輸出 的 電流很小驅動不了蜂鳴器，所以 還得 選用的NPN 型三極管 9013 來驅動蜂鳴器。 18 電磁閥控制電路基本原理 如圖 所示 ：當 RC 充放電水位傳感器檢測到水位過低時，傳感器通過電壓比較電路通過 AT89S52 單片機將 端口置成高電平輸出，使三極 管 Q1 導通，繼電器 K1 吸合，電磁閥門開始工作。不過需要注意的是 2 個單片機中 2 個給 DS75452 供電的 +5V 電源不能是同一個電源，而是要分開的，這樣才能實現(xiàn)真正意義上的