【正文】 在設(shè)計(jì)過程中，也學(xué)會(huì)了很多新的東西， 比如 PROTEL 軟件繪制電路原理圖和 PCB 圖，以及一些仿真軟件的應(yīng)用，最典型的就是 PROTEUS 軟件的應(yīng)用，以及與 KEIL 軟件的聯(lián)合使用功能。將萬用表打到測(cè)試是否導(dǎo)通的端，同時(shí)將黑表筆接 COM 端，紅表筆接其他任一端，相應(yīng)的段位會(huì)亮則表示數(shù)碼管是好的，且是共陰的；否則將表筆對(duì)換再測(cè)量有相應(yīng)的段位有顯示則是共陽的數(shù)碼管。 //低位加 1 if(c==0x00) //當(dāng)?shù)臀粸?255 時(shí)，加 1后為 0，這時(shí)需進(jìn)位 {b++。 } } 讀取溫度的程序 本設(shè)計(jì)采用 while 循環(huán)，在沒有鍵按下時(shí)，跳出 while 循環(huán)，進(jìn)行下邊的語句，即讀取溫度，并將其顯示在 12864 上。 dis_write_cmd(0xaf)。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會(huì)更加深刻。 通過單片機(jī)送給 加熱 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 進(jìn)行加熱 ，電路驅(qū)動(dòng)電磁鎖吸合，從而 使發(fā)動(dòng)機(jī)工作， 達(dá)到 上水 的目的 。 加熱控制電路由單片機(jī) P1口的 控制。液晶顯示模塊分字符型和點(diǎn)陣型兩種 ,前者只能顯示常用的字符 ,點(diǎn)陣型液晶顯示模塊除顯示字符外還能顯示各種圖形和漢字。該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。 DS18B20 加電后，處在空閑狀態(tài)。這些優(yōu)點(diǎn)解決了目前常用的實(shí)時(shí)時(shí)鐘所無法解決的問題。如果在傳送過程中置 RST 為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，并且 I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc1 時(shí)， DS1302 由 Vcc1供電。對(duì)外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響振蕩器頻率的高低、諧振器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。 DISRTO 位缺省為 RESET 輸出高電平打開狀態(tài)。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。 AT89S51 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。 3 第 2 章 系統(tǒng)組成及工作原理 太陽能熱水器的組成與工作原理 圖 熱水器裝置簡圖 1集熱器 2下降水管 3循環(huán)水管 4補(bǔ)給水箱 5上升水管 6自來水管 7熱水出水管 熱水器主要由集熱器、循環(huán)管道和水箱等組成，圖中為典型的熱水器裝置圖。它使用簡單、方便。 conserve fuel。該系統(tǒng)采用 MSC51 系列單片機(jī) AT89C51 作為中央 處理器，采用 DS1302 實(shí)時(shí)時(shí)鐘， DS18B20 智能溫度傳感器， 12864 點(diǎn)陣式液晶顯示屏等模塊，完成時(shí)間、溫度和水位的顯示，以及時(shí)間和溫度的設(shè)定等功能。 當(dāng)今社會(huì)發(fā)展日新月異，人們 衣食住行也在不斷的提高。 （三）太陽能熱水器集熱效果好，集熱時(shí)間更長。使用 ATMEL 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。對(duì) P1 端口寫 “1” 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。 RST—— 復(fù)位輸入。 XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。最低有效位（位 0）如為 0 表示要進(jìn)行寫操作，為 1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。 目前常用的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，很多采用單片機(jī)的中斷服務(wù)來實(shí)現(xiàn)，這種方式一方面需要采用計(jì)數(shù)器，占用硬件資源，另一方面需要設(shè)置中斷、查詢等，同樣耗費(fèi)單片機(jī)的資源，而且某些測(cè)控系統(tǒng)可能不允許；有的則使用并行接口的時(shí)鐘芯片，如 MC14681DS12887 等，它們雖然能滿足單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘的要求，但是這些芯片與單片機(jī)接口復(fù)雜，占用地址、數(shù)據(jù)總線多，芯片體積大，占用空間多，給其它設(shè)計(jì)帶來諸多不便。暫存器還提供一字節(jié)的上線警報(bào)觸發(fā)（ TH）和下線警報(bào)觸發(fā)（ TL）寄存器（ 2和 3字節(jié)），和一字節(jié)的配置寄存器（ 4字節(jié)），使用者可以通過配置寄存器來設(shè)置溫度轉(zhuǎn)換的精 度。 每個(gè) DS18B20 有自己的序列號(hào)，因此本系統(tǒng)可以在一根總線上掛接了 4 個(gè)DS18B20，通過 CRC 校驗(yàn)，對(duì)各個(gè) DS18B20 的 ROM 進(jìn)行尋址，地址符合的 DS18B20 才作出響應(yīng)，接收主機(jī)的命令，向主機(jī)發(fā)送轉(zhuǎn)換的溫度。 地址計(jì)數(shù)器 AC[11]：地址計(jì)數(shù)器是用來貯存 DDRAM/CGRAM 之一的地址 ,它可由設(shè)定指令暫存器來改變，之后只要讀取或是寫入 DDRAM/CGRAM 的值時(shí)，地址計(jì)數(shù)器的值就會(huì)自動(dòng)加一，當(dāng) RS 為 “0” 時(shí)而 R/W 為 “1” 時(shí)，地址計(jì)數(shù)器的值會(huì)被讀取到DB6—— DB0 中。此處我采用軟件去抖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)方法是先查詢按鍵當(dāng)有低電平出現(xiàn)時(shí)立即延時(shí) 10~200毫秒以避開抖動(dòng)，延時(shí)結(jié)束再讀一次 I/O 口的值。為了使 80C51 隨時(shí)能夠讀出當(dāng)前的水位情況，這里選用 74L S244 作為狀態(tài)輸入緩沖器。掌握這一軟件的使用對(duì)于使用 51 系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，如果使用C 語言編程，那么 Keil 幾乎就是不二之選。 //時(shí)鐘時(shí)鐘充電模式 set_time(0x8e,0x80)。 minute0=9。 //直接轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù) } if(pn==0x80) //如果溫度為負(fù) { a=~a。當(dāng)把 EA 腳接 VCC 后，系統(tǒng)工作正常。從而完成了本次設(shè)計(jì)。 由于時(shí)間關(guān)系，本次設(shè)計(jì)中還有不盡完善之處。 （二）溫度采集模塊的調(diào)試 對(duì)于溫度采集模塊，因?yàn)椴捎玫氖菙?shù)字化溫度傳感器 DS18B20，硬件電路較為簡單，只需要對(duì)電路的導(dǎo)通性進(jìn) 行測(cè)量即可。硬件電路調(diào)試的主要任務(wù)是檢查硬件電路是否有問題，也就是檢查硬件電路是否能工作；系統(tǒng)調(diào)試的主要任務(wù)是在這種硬件條件下是否可以完成設(shè)計(jì)的要求。 //溫度復(fù)位 wendu_write(0xcc)。在檢測(cè)到有鍵按下后，根據(jù)按下的次數(shù)（按一下設(shè)置 “ 分 ” ，按兩下設(shè)置 “ 時(shí) ” ，三下設(shè)置 “ 星期 ” ，以此類推），在運(yùn)用 “ 加 ”“ 減 ” 分別設(shè)置。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語言的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)輸入端為高電平，電磁繼電器的中心抽頭由“常開”接到“常閉”，此時(shí)不上水。當(dāng)單片機(jī)發(fā)出開鎖信號(hào)時(shí)， 口為低電平，此時(shí)光耦內(nèi)部的發(fā)光二極管導(dǎo)通，接收三極管吸收光而導(dǎo)通，因此使繼電器處于常開端即加熱。本設(shè)計(jì)采用 四 個(gè)按鍵，最佳的接口方案是獨(dú)立式接法，即每一個(gè) I/O 口上只接一個(gè)按鍵， 按鍵 的另一端接地。電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。 符號(hào)位說明溫度是正值還是負(fù)值，正值時(shí) S=0，負(fù)值時(shí) S=1。因此用它來組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。 在控制指令字輸入后的下一個(gè) SCLK 時(shí)鐘的上升沿時(shí)數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0開始。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。 AT89C51 的復(fù)位是由外 8 部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè) ALE 脈沖。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止 [1]。補(bǔ)給水箱 4供給循 環(huán)水箱 3所需的冷水。許多資源（如煤、石油、天然氣等）是不可再生的，而且在利用過程中給人類生存環(huán)境帶來極大污染，人類繁衍生息的物 質(zhì)和環(huán)境基礎(chǔ)受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。 在我設(shè)計(jì)太陽能熱水器的控制系統(tǒng)之前，首先了解一下太陽能熱水器的基本構(gòu)架和工作過程，以及太陽能熱水器發(fā)展概況和深遠(yuǎn)利用價(jià)值。太陽能熱水器順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求，滿足人們對(duì)環(huán)保綠色產(chǎn)品的需求。 199720xx 年太陽能產(chǎn)業(yè)得到高速發(fā)展，逐漸形成北京、魯東、泰安、揚(yáng)州、海寧等 5個(gè)產(chǎn)業(yè)基地，并以此向周圍不斷輻射，產(chǎn)能得以迅速提升。太陽能熱水器的費(fèi)用只有燃?xì)鉄崴鞯钠叻种?，電熱水器的六分之一。平板型集熱器結(jié)構(gòu)形式很多，世界上已實(shí)用的集熱器就有直管式、瓦楞式、扁管式、鋁翼式等二十多種。在 flash 編程時(shí)， P0 口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。作為輸入使用時(shí)， 被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ TTL）。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。 DS1302 內(nèi)部有一個(gè) 318的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。 控制字節(jié)的最高有效位（位 7）必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入到 DS1302 中。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊電路 從古代的滴漏更鼓到近代的機(jī)械鐘，從電子表到目前的數(shù)字時(shí)鐘，為了準(zhǔn)確的測(cè)量和記錄時(shí)間，人們一直在努力改進(jìn)計(jì)時(shí)工具。 其引腳功能描述見表 。 表 ROM 命令 指令 協(xié)議 功能 讀 ROM 33H 讀 DS18B20 中的編碼 (即 64 位地址 ) 符合 ROM 55H 發(fā)出此命令后，接著發(fā)出 64 位 ROM 編碼，訪問單總線上與該編碼相對(duì)應(yīng)的DS18B20,使之作出響應(yīng)，為下一步對(duì)該 DS18B20 的讀寫作準(zhǔn)備 搜索 ROM 0F0H 用于確定掛接在同一總線上 DS18B20 的個(gè)數(shù)和識(shí)別 64 位 ROM 地址，為操作各器件作好準(zhǔn)備 跳過 ROM 0CCH 忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS18B20V 溫度轉(zhuǎn)換命令，適用于單個(gè) DS18B20工作 告警搜索命令 0ECH 執(zhí)行后， 只有溫度超過廟宇值上限或下限的片子才做出響應(yīng) 溫度轉(zhuǎn)換 44H 啟動(dòng) DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)間最長為 500ms(典型為 200ms),結(jié)果豐入內(nèi)部 9 字節(jié) RAM 中 讀暫存器 BEH 讀內(nèi)部 RAM 中 9 字節(jié)的內(nèi)容 寫暫存器 4EH 發(fā)出向內(nèi)部 RAM 的第 4 字節(jié)寫上、下溫度數(shù)據(jù)命令，緊該溫度命令之后， 13 傳達(dá)兩字節(jié)的數(shù)據(jù) 復(fù)制暫存器 48H 將 RAM 中第 4 字內(nèi)容復(fù)制到 E2PROM 中 重調(diào)E2PROM 0B8H 將 E2PROM 中內(nèi)容恢復(fù)到 RAM 中的第 4 字節(jié) 讀供電方式 0B4H 讀 DS18B20 的供電模式，寄生供電時(shí) DS18B20 發(fā)送“ 0”，外部供電時(shí) DS18B20發(fā)送“ 1” 溫度傳感器模塊電路 基于 DS18B20 多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)以 AT89C51 為中心器件，以 KEIL 為系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，用 C 語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì) . DS18B20 是智能溫度傳感器，它的輸入 /輸出采用數(shù)字量，以單總線技術(shù)，接收主機(jī)發(fā)送的命令，根據(jù) DS18B20 內(nèi)部的協(xié)議進(jìn)行相應(yīng)的處理，將轉(zhuǎn)換的溫度以串口發(fā)送給主機(jī)。 DFF 的狀態(tài)是指令 DISPLAY ON/OFF 和 RST信號(hào)控制的 [10]。這里說的抖動(dòng)是機(jī)械的抖動(dòng)，是當(dāng)鍵盤在未按到按下的臨界區(qū)產(chǎn)生的電平不穩(wěn)定正?，F(xiàn)象，并不是我們?cè)诎存I時(shí)通過注意可以避 免的。隨著水位的上升，各“非”門輸出相繼為高電平， LED 依次點(diǎn)亮。我們寫的 C 語言、匯編語言源程序要變?yōu)?CPU 可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法 ，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。 //取消寫保護(hù) set_time(0x80,0x00)。 } } time_jia=0。 //讀低字節(jié) 8位 復(fù)位 讀取溫度數(shù)據(jù) 判斷正負(fù) 轉(zhuǎn)為十進(jìn)制 取反后，轉(zhuǎn)為十進(jìn)制 27 pn=bamp。對(duì)于內(nèi)部有 8K 字節(jié)程序存儲(chǔ)器的 STC89C52 來 說，若電壓引腳 VCC 接＋ 5V，程序計(jì)數(shù)器 PC 的值在 0 至 1FFFH 之間時(shí)， CPU 讀取指令時(shí)訪問內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器； PC值大于 1FFFH 時(shí)，則訪問外部的程序存儲(chǔ)器。 30 參 考 文 獻(xiàn) [1]李念強(qiáng)等 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M]. 北京 : 機(jī)械工 業(yè)出版社 , 20xx： 3040 [2]孫育才 , MCS51系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用 [M]. 第 4 版 . 南京 : 東南大學(xué)出版社 , 1997： 5255 [3]張濤 , 王金崗 . 單片機(jī)原理與接口技術(shù) [M]. 北京 : 冶金工業(yè)出版社 , 20xx： 7280 [4]閻石 . 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]. 北京 : 高等教育出版社 , 1997： 5357 [5]李廣第等 . 單片機(jī)基礎(chǔ) [M]. 北京 : 北京航空航天大學(xué)出版社 , 20xx： 7793 [6]王長胤 , 文軍 . 單片單板機(jī)原理及應(yīng)用 [M]. 武漢 : 武漢大學(xué)出版社 , 1993： 4556 [7]殷為民 . 太陽能水溫水位儀 [J]. 家用電子 , 1999,5(1)： 3738 [8