【正文】 她僅僅是我們學術上的良師，更是生活中的益友。因此在閉合以及斷開的瞬間均會伴隨著一連串的抖動現(xiàn)象，為了不產(chǎn)生這種現(xiàn)象而作的措施就是按鍵消抖。完成初始化后，由于本系統(tǒng)只有一個測溫元件，單片機會向其發(fā)出跳過 RAM 指令，接下來便可向其發(fā)送操作指令，啟動測溫程序，測溫過程完成后，發(fā)出溫度轉換指令，從而便可將溫度轉化成數(shù)字模式進行顯示讀取；同時 DS1302 將讀取時分秒星期以及年月日寄存器然 后通過液晶顯示實時時間、星期及日期；鍵盤電路中按鍵可對實時日歷時鐘進行調(diào)整。需要加散熱片的，將接觸面打磨光滑并加硅脂后再緊固。依據(jù)電子元件管腳的粗細選擇不同的鉆針，在使用鉆機鉆孔時，線路板一定要按穩(wěn)，鉆機速度不能開的過慢。 PCB 制作 圖 313 PCB 圖 當通過 PROTEL 繪制出完整的電路原理圖后，就可以按照繪制好的原理圖制作 PCB 了如圖 313，具體步驟如下： （ 1）打印電路板。雖然 Tack Switch 有 4 個引腳，但實際上，其內(nèi)部只有一對 a接點，即其中兩個引腳是內(nèi)部相連通的，而另外兩個引腳內(nèi)部也是相連通的。 KS0108 的引腳功能如下表 31 所示： 表 31 KS0108的引腳功能 引腳符號 狀態(tài) 引腳名稱 功能 CS1,CS2 輸入 芯片片選端 CS1 和 CS2 低電平選通。數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時設置不由用戶更改。基于單片機的太陽能熱水器控制系統(tǒng)設計 5 5 3 系統(tǒng)硬件電路設計 系統(tǒng)功能模塊劃分 根據(jù)系統(tǒng)功能要求，可大致畫出系統(tǒng)所需硬件結構框圖如圖 31 所示： 圖 31 系統(tǒng)原理框圖 主控模塊采用性價比較高的 AT89S52 單片機芯片，在其內(nèi)部燒寫好程序，可通過程序的運行控制測溫模塊進行測溫；測溫模塊主要是由 DS18B20 構成，將其與所測對象進行接觸即可獲取被測對象的溫度數(shù)據(jù)，而所測得的溫度和 時鐘芯片測得的實時日歷將通過顯示模塊的液晶顯示器以數(shù)字形式顯示；單片機調(diào)用程序，讀取 DS1302 內(nèi)寄存器，可以得到我們系統(tǒng)的時間數(shù)據(jù)，經(jīng)過程序處理就可以輸出在 LCD 上；鍵盤電路可對時間，日歷進行調(diào)整；蜂鳴器可以在開啟定時加熱中，作為聲音提醒。使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時、分、秒計數(shù)。沒法做到智能化的處理，目前市場上太陽能熱水器的控制系統(tǒng)大多存在功能單一、操作復雜、控制不方便等問題 , 很多控制器只具有溫度和水位顯示功能 , 不具有溫度控制功能即使熱水器具有輔助加熱功能 , 也可能由于 加熱時間不能控制而產(chǎn)生過燒 , 從而浪費電能 [4]。當今社會發(fā)展日新月異，人們衣食住行也在不斷的提高。FA,2020 [5] 張景文 ,王震宏 ,高為浪 ,李桂花 .基于單片機的太陽能熱水器智能控制系統(tǒng)[J].西華大學學報 ( 自然科學版 )，第 27卷第 5 期 [6] 劉文濤 .單片機應用開發(fā)實例 [M].北京：清華大學出版社， 2020. [7] 童詩白 ,華成英 . 模擬電子技術基礎 [M] 高等教育出版社， 2020. [8] 宋彩利，孫友倉，吳宏岐 .單片機原理與 C51編程 [M].西安：西安交通大學出版社， 2020. [9] 胥飛 ,戴 曄 ,盛純 .基于單片機的太陽能熱水器出水恒溫控制系統(tǒng) [J].上海電機學院學報，第 13卷第 6期 [10] 張毅剛，彭喜元，姜守達，喬立巖 .MCS51單片機應用設計 .哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社， 2020 [11]胡漢才 .單片機原理及接口技術 [M].北京 :清華大學出版社 ,1996 [12]馮海濤，馬炳波，朱文峰 .全自動熱水器漏電保護電路分析 [J].家用電器， 2020年第 6 期 [13]馬云峰，馬海峰，陳子夫 .基于單片機的太陽能熱水器輔助控制系統(tǒng) [J].電子世界， 2020年第 1期 [14]李云陽 .基于單片機的太陽能熱水 器模糊控制系統(tǒng)的設計 [J].農(nóng)機使用與維修， 2020 年第 5 期 [15]楊永剛 .太陽能熱水器控制電路的設計 [J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇， 2020年第 11卷第14期 8 指導教師意見 該生資料準備充分，開題報告中心內(nèi)容論述詳實，有較強的實踐動手能力和綜合分析能力。 系統(tǒng)初始化 主程序 漏電嗎？ 所有執(zhí)行機構斷點 報警模塊工作，報警 讀取鍵盤狀態(tài) 讀取水溫，水位 調(diào)取控制子程序 6 ，擬采取的解決措施 工作特色及難點： 隨著單片機及太陽能熱水器的普及和完善，兩者相結合的智能控制系統(tǒng)發(fā)展會越來越迅速，并且其技術會更加人性化，具體化。工作電壓范圍寬 2. 7V～ 6V，全靜態(tài)工作，工作頻率寬，在 0Hz～ 24MHz內(nèi)，比 8751及 87C51等 51系列的 6MHz～ 12MHz更具有靈活性，系統(tǒng)能快能慢。③開發(fā)利用時幾乎不產(chǎn)生任何污染?，F(xiàn)有電熱型熱水器費用昂貴及燃氣型的不安 全性，且排放二氧化碳污染大氣，北方用煤氣取暖造成城市空氣環(huán)境污染，這些都是太陽能熱水器良好的外部生存環(huán)境。 關鍵詞： 單片機 。應該注意到，集體單位對太陽能熱水器的用量很大。目前市場上太陽能熱水器的控制系統(tǒng)大多存在功能單一、操作復雜、控制不方便等問題 , 很多控制器只具有溫度和水位顯示功能 , 不具有溫度控制功能，即使熱水器具有輔助加熱功能 , 也可能由于加熱時間不能控制而產(chǎn)生過燒 , 從而浪費電能 [4]。 實時時鐘模塊 本系統(tǒng)采用實時時鐘 DS1302芯片進行實時時 間顯示及加熱時間設置，由于時鐘芯片的精度較單片機內(nèi)部定時器的要高并且通過時鐘模塊設置熱水器定時加熱的時間。 擬采取的解決措施 （ 1） 查找相關資料，做到在完全了解的基礎上進行使用。 設計或研究方案的可行性：□好；□較好；□一般；□不可行。隨著技術的不斷進步，轉換效率的不斷提高，太陽能熱水器正在得到迅速的推廣應用，方便著千家萬戶，太陽能熱水器能夠?qū)⑻栞椛淠苻D換熱能，供生產(chǎn)和生活使用。由于我們設計的燒寫文件大概在 7KB 左右 ，而AT89S52 單片機的程序 Flash 為 8KB，不用再外接程序存儲器了 [6]。 溫度傳感器的選擇方案和論證 方案一： 采用熱敏電阻作為溫度傳感器。在本設計中，它的實際電路圖如圖 32 所示： 數(shù)據(jù)處理模塊 MSC51 系列單片機 鍵盤輸入模塊塊 時鐘模塊 溫度采集模塊 12864 顯示模塊 電加熱模塊 水位采集模塊 報警模塊 光敏電阻測量光照強度模塊 基于單片機的太陽能熱水器控制系統(tǒng)設計 6 6 圖 32 DS1302 與單片機的連接 DS1302 需要外接 的晶振， 1 號引腳接主電源 VCC（ 5V）電源， 8號引腳接備用電池（ 3V），當主電源掉電后，備用電源為 DS1302 提供電源，維持DS1302 內(nèi)數(shù)據(jù)不丟失，這正是時鐘芯片所必須的特性。 第 8個字節(jié)為計數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設計的，同樣也是內(nèi)部溫度轉換、計算的暫存單元。在對 KS0108 操作之前要查詢 BUSY 狀態(tài)，以確定是否可以對 KS0108 進行操作。 本設計里，我們采用有源蜂鳴器，由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，以至于單片機的 I/O 口是無法直接驅(qū)動的，所以要利用放大電路來驅(qū)動，我們使用三極管來放大電流，驅(qū)動蜂鳴器， 此模塊只要通過 BELL（連接到到單片機 ）輸入的 PWM 波既可以使蜂鳴器分出聲音，我們的設計可以在鬧鐘定時中作為聲音提醒信號。用細砂紙把覆銅板表面的氧化層打磨掉，以保證在轉印電路板時，熱轉印紙上的碳粉能牢固的印在覆銅板上，打磨好 的標準是板面光亮，沒有明顯污漬。 由于采用實驗板成本更低，最后實物制作時采用了實驗板焊接。 ○3焊接后電路板上的金屬件表面應無銹蝕和其它雜質(zhì)。位５至位 1表示操作各個單元的地址 。當然，我們的系統(tǒng)再開機時會提醒用戶是否開啟按鍵時，蜂鳴器是否聲音提醒，實現(xiàn)的方法是：我們在蜂鳴器中設置了 flag 標志位，當開機時 ，用戶的選擇會賦給 flag 標志位，從而由單片機判斷是否讓蜂鳴器工作，為了記錄用戶的選擇，我們將 flag 標志位放在了 DS1302 的空閑寄存器中，以保證用戶的選擇不會因為系統(tǒng)的掉電而消失，當系統(tǒng)重新上電時，系統(tǒng)還可以恢復用戶的選擇。 同時 ，在我四年的大學生活中，也得到了很多老師、同學、朋友的支持和幫助，在此一并表示感謝，正是由于你們，才使我的大學生活更加豐富多彩，感謝你們。在設計中，因為考慮到定時啟動加熱功能，我們希望我們設置的定時時刻不會因為系統(tǒng)的掉電而丟失，考慮到 DS1302 是有鋰電池作為電源的，不會因為主系統(tǒng)掉電丟失內(nèi)部數(shù)據(jù)，所以我們將鬧鐘的定時時刻放到了 DS1302 內(nèi)的空余寄存器里面，像這些靈活的 技巧就需要我們認真的閱讀元件的數(shù)據(jù)手冊，從中索取對自己有用的信息。 首先對液晶進行初始化，液晶顯示器 12864 的初始化過程如下： 先將復位引腳置高位即 RST=數(shù)據(jù)傳輸方式設為并口方式即 PSB=1（在設計中，我們將 LCD 的該引腳接 VCC），然后將指令集調(diào)到基本指令集上來即寫指令 30H，再將顯示打開、關光標、清除液晶里先前的顯示內(nèi)容即分別寫指令 0CH、01H，寫指令時需分別延時 5ms。其中 Keil C51 是一種專門為單片機設計的高效率 C語言編譯器，符合 ANSI 標準，生成的程序代碼運行速度極高，所需要的存儲器空間極小，完全可以與匯編語言媲美。電容上的型號標記要易見見且方向也盡量一致。先檢查一下電路板是否轉印完整，若有少數(shù)沒有轉印好的地方可以用黑色油性筆修補。 ④ IO 口（ 32根） AT89S52 單片機有 4組 8位的 I/O 口，共 32根。 基于單片機的太陽能熱水器控制系統(tǒng)設計 11 11 圖 37 提取字模 大字體數(shù)字顯示的取模，采用了寬 x 高 =16x32 點陣方式，這樣時間很清晰，如圖 38 圖 38 16x32 點陣方式取模 根據(jù)以上電路原理圖中液晶的各引腳與單片機的接法，可得本設計的液晶模塊電路： S接地；數(shù)字電源 VDD 接＋ 5V；數(shù)據(jù)、指令選擇信號 RS接單片機 口；讀寫選擇信號 R/W 接單片機 口；使能信號接 ， DB0～ DB7 分別接單片機的 ～ 口；芯片 芯片 2的片選分別接單片機的 、 口；復位端 RST 接 、背光正電源 LEDA 接＋ 5V；液晶自帶對比度調(diào)節(jié)。 LCD12864 的特征 顯示器部分是由 KS0108 液晶顯示控制驅(qū)動器和 12864 液晶顯示器組成的，下面我們對其分別進行介紹。信息經(jīng)過單線接口送入 DS18B20或從 DS18B20送出，因此從單片機到 DS18B20僅需一條線連接即可。信息經(jīng)過單線接口送入 DS18B20 或從DS18B20 送出，因此從單片機到 DS18B20 僅需一條線連接即可。 LED 應用可分為兩大類：一是 LED單管應用，包括紅外線 LED 等；另外就是 LED 顯示屏， LED 顯示屏是由一些發(fā)光二極管排列組合而成成的顯示器件。同時，選題貼近日常生活，具有一定的應用價值 [3]。 關鍵詞： 單片機，太陽能，熱水器，控制系統(tǒng) 基于單片機的太陽能熱水器控制系統(tǒng)設計 II II ABSTRACT As the resources on the earth more and more tight and the environmental pollution more serious , the solar water heaters have obvious advantages pared with the traditional gas water heaters and the electric water heaters, with the development of science and technology the solar water heater control systerm moving toward to intelligent direction. This design incorporates MCS51 series’ singlechip AT89S52 as central process, and 12864 LCD module, sensor temperature acquisition module,the keyboard, pletion time display of the temperature level, as well as the time and temperature setting, Making it in intelligent controlling, to slove the shortings of the solar water heaters using affect by the season, climate, wasting water, etc. Key words: the singlechip ,solar,water heater,control systerm基于單片機