【正文】 【 11】 沈紅衛(wèi)，基于單片機(jī)的智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，電子工業(yè)出版社， 2020。圖 42 常工作時(shí)的顯示子程序框圖。當(dāng)清除端 R 作 為一個(gè)低電平的時(shí)候，輸出端全部都是低電平。 然 而如果當(dāng)已經(jīng)到達(dá)某一個(gè)時(shí)刻設(shè)定好的溫度值時(shí)，這是這個(gè)振蕩器的脈沖就無法能夠無法通那個(gè)門電路了。 這個(gè) 反向放大器可 以采用石晶震蕩或者是套餐震蕩來以此配置成為一個(gè) 片內(nèi)振蕩器。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。波特率是指串行端口每秒內(nèi)可以傳輸?shù)牟ㄌ匚粩?shù)。在模式 1 中，當(dāng) SM2=0， RB8 是已接收數(shù)據(jù)的停止位。 通常在標(biāo)準(zhǔn)的 或 等頭文件中已對(duì)其做了定義，只要 用 include 引用就可以了。 特殊元件介紹 AT89C51 芯片 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié) FLASH 存儲(chǔ)器 （ FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、 非常 高性能 的 CMOS 8 位 主流 微處理器， 也 就是人們 俗稱 單片機(jī) 。 這種類型的顯示器，在它的內(nèi)部中，除各個(gè)公共端外，是把各個(gè)顯示器的同名端并聯(lián)起來的。 圖 38 中， 鍵盤的行線與 P1 口的低四位相連，鍵盤的列線與 P1 口的高四位相連，因此， ～ 是鍵輸出線， ～ 是掃描輸入線。 如圖所示， 假設(shè)水位到達(dá)第一個(gè)水位段， 則開關(guān) 1 閉合， LED 1 亮，依此類推。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 10 單片機(jī)是按照一定的時(shí)序?yàn)榛?準(zhǔn)來工作的，其基準(zhǔn)就是時(shí)鐘的振蕩的頻率，所有操作都是以時(shí)鐘頻率的倍數(shù)為最小單位來進(jìn)行的。 基本操作 選擇元件： P 按鈕 選擇要使用的元件 在 Pick Device 窗口雙擊相應(yīng)元件名稱，即可將元件添加到主界面左側(cè)的列表中 放置元件到繪圖區(qū) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 8 單擊列表中的元件，然后在右側(cè)的繪圖區(qū)單擊，即可將元件放置到繪圖區(qū)。 所有 這些虛擬儀器儀表 都很完美的 具有 了我們 理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低 的輸出阻抗。 圖 21 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 關(guān)于 Proteus Proteus 這款軟件 是 由 英國 Labcenter electronics 公司出版的 一款 EDA 工具軟件 （該軟件 中國 總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。在由于光照條件不足的情況下用電加熱它在無光照的情況下利用電輔助加熱。在本設(shè)計(jì)中我會(huì)給大家介紹一種目前已經(jīng)算是比較成熟的太陽能應(yīng)用技術(shù)，他就是太陽能熱水器。對(duì)于大滯后參數(shù)溫度我們采用采用模糊控制，這樣 控制系統(tǒng) 就可以根據(jù)當(dāng)?shù)靥鞖鉅顩r的實(shí)時(shí)條 件應(yīng)用系統(tǒng)的輔助加熱裝置實(shí)現(xiàn)在預(yù)定時(shí)間加熱蓄水箱內(nèi)水的水達(dá)到用戶預(yù)先設(shè)定的溫度，這樣就實(shí)現(xiàn)了 24 小時(shí)內(nèi)都有熱水供應(yīng)的用戶需求。這些年涌現(xiàn)出了許多許多有自己特色的而且規(guī)模宏大的， 屬于我們自己的太陽能企業(yè)。 并且有自身的突出特點(diǎn)：用戶完全能夠?qū)崟r(shí)的使用像 RAM，ROM，鍵盤，馬達(dá)等等這些器件，實(shí)現(xiàn)我們?cè)O(shè)計(jì)的電路的互動(dòng)仿真；可以仿真市場(chǎng)常見的主流 51 單片機(jī) 甚至可以在根據(jù)我們自己的原理圖實(shí)現(xiàn)原理圖的虛擬原型上編程，然后再配合適當(dāng)?shù)娘@示器進(jìn)行輸出，這樣我們就完全可以看到在其必 須要運(yùn)行以后才能看到的輸入輸出的效果。這 就是說 在 某些 程度上 已經(jīng) 替代了 我們 傳統(tǒng) 意義上的那些 的單片機(jī)實(shí)驗(yàn) 所能狗帶來的 教學(xué)功能 。 在單片機(jī)中， RST 引腳時(shí)復(fù)位信號(hào)輸入端， 復(fù)位信號(hào)為高電平時(shí)有效， 其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù) 24 個(gè)振蕩 周期以上才能完成復(fù)位操作。 圖 33 水位監(jiān)測(cè)及顯示接口電路 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 12 檢測(cè)原理如下： 當(dāng)水箱中無水， 4 個(gè)非門輸入端全部由一個(gè)大小為 1M 歐姆的上拉電阻我們把他上啦成高電平， 所以圖中各非門輸出就都是低電平，這樣發(fā)光二極管 LED1～ LED4 就都不會(huì)點(diǎn)亮 。 圖 37 所示是太陽能熱水器的輔助加熱部分，工作原理： 當(dāng)單片機(jī) 口輸出高電平時(shí)， 三極管 T1 導(dǎo)通導(dǎo)通， 致使發(fā)光二極管發(fā)光， 同時(shí)光敏 三極管 T2 導(dǎo)通， 繼電器閉合， 電阻絲 R1R4 發(fā)熱， 這樣就完成了加熱任務(wù)， 此電路雖然簡(jiǎn)單， 但在太陽能熱水器 但在太陽能熱水器中是必不可少的。 為進(jìn)一步的確定具體是那一個(gè)鍵， 這就 不能同時(shí)把所有的列線在同一個(gè)時(shí)刻全部都處在低電平，我們可以在某一時(shí)刻僅僅讓其中一條列線處在低電平，而其余的所有都處在高電平，在另一時(shí)刻的時(shí)候， 就 讓下一列處在低電平，這樣循環(huán)下去。 顯示效果： 由于發(fā)光二極管 內(nèi)部本身 基本上屬于電流 的 敏感 型 器件， 而 其正向 電 壓降的分散性就 很大， 而且與 溫度 還有很大關(guān)系 ，數(shù)碼管 必須要 具有 十分 良好的亮度 以及 均勻度， 這就要求他 具有 非常 恒定 而且穩(wěn)定 的工作電流， 還要盡量避免被溫度以及其他外界因素所干擾。至于串口通信需要用到那些特殊功能寄存器呢，它們是 SCON， TCON， TMOD， SCON 等，各代表什么含義呢？ SBUF 數(shù)據(jù)緩沖寄存器這是一個(gè)可以直接尋址的串行口專用寄存器。如果在一個(gè)電路中接收和發(fā)送引腳 , 都和上位機(jī)相連，在軟件上有串口中斷處理程序，當(dāng)要求在處理某個(gè)子程序時(shí)不允許串口被上位機(jī)來的控制字符產(chǎn)生中斷，那么可以在這個(gè)子程序的開始處加入 REM=0 來禁止接收，在子程序結(jié)束處加入 REM=1 再次打開串口接收。 RI=1，申請(qǐng)中斷，要求 CPU 取走數(shù)據(jù)。通常會(huì)使用定時(shí)器 1 工作在定時(shí)器工作模式 2 下，這時(shí)定時(shí)值中的 TL1 做為計(jì)數(shù)， TH1 做為自動(dòng)重裝值 ，這個(gè)定時(shí)模式下，定時(shí)器溢出后， TH1 的值會(huì)自動(dòng)裝載到 TL1，再次開始計(jì)數(shù)，這樣可以不用軟件去干預(yù)，使得定時(shí)更準(zhǔn)確。當(dāng) P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為 高電平，并用作輸入。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 (2) Ds18b20 支持自組網(wǎng)絡(luò)的功能，如果有很多個(gè) Ds18b20 那么就能夠并聯(lián) 在那唯一的單線上，以此很容易就能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。 Ds18b20 在使用時(shí)，一般都采用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。因?yàn)橄到y(tǒng)采用段式水位檢測(cè)， 若采用能量守恒的方法對(duì)提前加熱時(shí)間進(jìn)行預(yù)算， 也同樣得不到精確的結(jié)果。 【 4】 周潤(rùn)景等，基于 PROTEUS 的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真，北京航空航天大學(xué)出版社， 2020。 選中第一個(gè)數(shù)碼管 ACALL DELAY ； 延時(shí) PUSH DPL PUSH DPH RET 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 39 INC R0 MOV A R0 ACALL DISPLAY INC R0 MOV A R0 ACALL DISPLAY INC R0 MOV A R0 ACALL DISPLAY DELAY MOV R7 2 D2: DJNZ R6 D2 DJNZ R7 D1 RET LED_TABLE: DB C0H,F9H,A4H,B0H,99H,92H,82H,D8H,90H,FFH 鍵盤輸入主程序： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 40 MOV P1, 0FH ； 鍵盤初始化， ~ 置輸入方式 ， ~ 為 0 狀態(tài) MOV IE, 84H ； 開 CPU 中斷， 開 INT1 中斷 SJMP $ ；中斷 等待 中斷服務(wù)程序： ORG 0013 ； INT1 中斷入口地址 LJMP IO51K16 ；從中斷入口轉(zhuǎn)移鍵盤處理程序 IO51K16: CALL D10MS ； 延時(shí) 10 秒 LCALL KEYIN ；調(diào)鍵輸入檢查子程序 JNZ LKOUT ；有鍵輸入， 轉(zhuǎn)查鍵號(hào) RETI ；無鍵輸入，中斷返回 ； LKOUT: MOV R2, 0EFH ；首列掃 描字寫。 【 2】 智能型太陽能 控制系統(tǒng) 的研制，李維華，新能源， 2020。系統(tǒng)程序流程圖如圖如圖 41 所示。整個(gè)系統(tǒng)對(duì) Ds18b20 的操作主要是以 5 個(gè) ROM 命令和 6 個(gè)存儲(chǔ)器命令出現(xiàn)的，對(duì)他的最初的原始對(duì)它的操作協(xié)議就是：對(duì) Ds18b20 進(jìn)行初始化發(fā)出一個(gè) 復(fù)位脈沖 →然后再發(fā)一個(gè) ROM 功能的命使得處理數(shù)據(jù)進(jìn)行 數(shù)據(jù)的處內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 29 理。 DS18B20 的特性 (1)單線接口方式。 PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 波特率 =（ 2SMOD247。在模式 0，接收第 8 位結(jié)束時(shí)，由硬件置位。 REM 為允許 接收位，REM 置 1 時(shí)串口允許接收，置 0 時(shí)禁止接收。 在突然 掉電 的情況下 RAM 里面的內(nèi)容將會(huì)被完整的保存下來而不丟失 ， 與之不同的是 振蕩器停止工作 ，全部的硬件正在 執(zhí)行的工作也會(huì)被停止，一直等到 一個(gè)硬件復(fù)位 的信號(hào) 。 ② 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管 的 動(dòng)態(tài)顯示接口 在一般的常見的 單片機(jī) 的使用中是非常廣泛的也是最為常見的 一種 普通的 顯示方式之一 。 這就 必須把每一條列線都讓其處在低電平， 只有在這樣的情況下， 如果再有某個(gè)鍵按下的時(shí)候， 那么這個(gè)鍵 所在的那一行，行電平就會(huì)由高電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖健? 水箱里的水溫超過設(shè)定水溫時(shí)， 單片機(jī)控制冷水水閥向水箱里加 1 單位水，加 1 單位水后通過水位檢測(cè)電路返回給單片機(jī)，停止加水。 然而 要真確檢測(cè)出這些數(shù)據(jù)我們有很多傳感器可以選擇，綜合考慮系統(tǒng)成本等其他相關(guān)因素， 在 本設(shè)計(jì)中我們采用分段式的這種液位傳感器，在水位顯示上我們也是采用分這種傳感器。 各單元模塊功能及設(shè)計(jì) 硬件部分主要分為 AT89C51 外圍電路單元、 水位檢測(cè)及溫度檢測(cè)電路、 輔助加熱電路、 鍵盤輸入電路和 LED 顯示電路。雖然 前者我們 可 以理解為 在 一定 程度上 的實(shí)現(xiàn) 實(shí)物演示 所帶來的直觀 實(shí)驗(yàn)的效果， 可是 后者卻 是 我們一般的 實(shí)物演示實(shí)驗(yàn) 所非常不容易 達(dá)到的 那種效果 效果。更為優(yōu)越的是他 在編譯方面，也 同樣強(qiáng)大 支持 了常見的多種編譯器 。這一 技術(shù)已經(jīng)被人們普遍的接受并廣泛應(yīng)用，已經(jīng)給我們的能源問題緩解了壓力，也已經(jīng)改善了我們?nèi)找鎳?yán)重的環(huán)境問題，有理由相信在不久的將來他必將得到更好，更長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。我們的 控制系統(tǒng) 只是簡(jiǎn)單有一些顯示溫度和顯示液位的功能，而并沒有很強(qiáng)的溫度控制功能，不能滿 足需要，因?yàn)楫?dāng)遇到各種由光照條件不足的情況下，我們的用戶使用起來就非常的不方便；即便是一些有輔助加熱功能的熱水器，也由于不能很好的控制加熱溫度加熱時(shí)間等而產(chǎn)生各種問題，由此大大的浪費(fèi)了能源。 本文結(jié)合實(shí)際太陽能熱水器的具體應(yīng)用，通過軟硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn) 以51 系列單片機(jī)為核心器件，擴(kuò)展外圍接口電路，如鍵盤與顯示等。這就很好內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 2 的解決了現(xiàn)有市場(chǎng)熱水器的一些尷尬問題，方便了人們的日常生活。它 可以說 是目前 在單片機(jī)及其外圍器件的仿真工具中是最為方便快捷，MCS51 單片機(jī) 水箱 電源 鍵盤輸入 輔助加熱 LED 顯示 報(bào)警提示 溫度傳感器 電磁閥 液位傳感器 手動(dòng)排水 手動(dòng)上水 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 4 而且功能強(qiáng)大 的仿真 軟件 。 4． Proteus 可提供的調(diào)試手段 Proteus 在電路的信號(hào)測(cè)試中擁有這非常豐富的測(cè)試信號(hào) 。 移動(dòng)元件 右擊選中，然后用左鍵拖動(dòng)。機(jī)器周期是 CPU 完成一個(gè)基本操作所需要的時(shí)間。蓄水箱溫度檢測(cè)電路采用 DS18B20 芯片使其換成脈沖信號(hào)， 與 P2. 0 相連送到 AT89C51 的 的 I/O 口，通過測(cè)量輸出脈沖頻率的大小來換算成水溫高低信號(hào)，其在 來換算成水溫高低信號(hào)，在 proteus 里的仿真圖如圖 35 所示。 電路工作過程如下： 當(dāng)鍵盤無鍵按下時(shí)， 與門各輸入端均為高電平， 保持輸出端為高電平； 當(dāng)有鍵按下時(shí)， 輸出端為低電平， 向 CPU 申請(qǐng)中斷， 若 CPU 開放外部中斷， 則會(huì)響應(yīng)中斷請(qǐng)求，轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤掃描子程序。本設(shè)計(jì)中這部分的仿真電路圖如圖 310 所示。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器 的先進(jìn)的 制造 技術(shù)而 制造 成的 ，他是 與 通常的 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 的 指令集 以及 輸出管腳 全部相互 兼容 的，可以有很好的兼容性 。 SCON 就是 51 芯片的串行口控制寄存器。在模式 0，發(fā)送完第 8 位數(shù)據(jù)時(shí)，由硬件置位。 10=960 字節(jié)。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被 寫 “1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉