【正文】 35經(jīng)過市場調(diào)研，在目前市面上，具有同等功能的飲水機(jī)的價格平均為 180 元左右。在整體調(diào)試的過程中，遇到了一些問題。后來，拿程序與別的可運(yùn)行程序進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)在程序當(dāng)中由于自己習(xí)慣性的動作多鍵入了空格，遂去掉空格，問題得以解決。這說明這部分電路正常。所謂軟件模擬是指用計算機(jī)模仿單片機(jī)的運(yùn)行情況，而不需要單片機(jī)仿真機(jī)硬件支持。在這個過程中可能要遇到在設(shè)計中所沒有考慮到的地方，通過調(diào)試使設(shè)計得到更好的補(bǔ)充。依次循環(huán)下去，就可以使各位顯示出將要顯示的字符，雖然這些字符是在不同時刻出現(xiàn)的，而且同一時刻，只有一位顯示，其它各位熄滅，但由于 LED 顯示器的余輝和人眼的視覺暫留作用，只要每位顯示間隔足夠短，則可造成多位同時亮的假象，達(dá)到同時顯示的目的。因?yàn)橛檬职聪乱粋€按鍵時，往往會出現(xiàn)所按鍵在閉合位置和斷開位置之間跳動幾下才穩(wěn)定到閉合狀態(tài)的情況。本設(shè)計主程序工作過程為：首先對系統(tǒng)初始化，由于本系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)對飲水機(jī)的冷、熱兩個水箱的檢測與控制，因此先要選擇控制模式，這主要是經(jīng)過硬件電路的按鍵 S1 來選擇的。 一般來講， 軟件的功能可分為兩大類。 口輸出高電平時，發(fā)光二極管正向?qū)?，發(fā)光報警。 16鍵的閉合與否，反映在輸出電壓是呈現(xiàn)高電平或低電平，如果高電平表示斷開的話，那么低電平則表示鍵閉合，所以通過對電平高低狀態(tài)的檢測，便可確認(rèn)按鍵按下與否。共集極分別連接兩個 的電阻接到單片機(jī) AT89C51 的 、 管腳。其地址碼與對應(yīng)通道關(guān)系如表 所示。 （ 8）轉(zhuǎn)換速度取決于芯片的時鐘頻率。 A/D 轉(zhuǎn)換器選擇 A/D 轉(zhuǎn)換器的功能是將連續(xù)變化的 模擬量轉(zhuǎn)換成一個離散的數(shù)字量。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。 復(fù)位電路 AT89C51 的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。 時鐘是單片機(jī)的心臟，單片機(jī)各個功能部件的運(yùn)行都是以時鐘頻率為基 PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在給出地址 “ 1” 時，它利用內(nèi)部上拉 電阻 ，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時， P2 口輸出其 特殊功能寄存器的內(nèi)容。 圖 AT89C51管腳圖 AT89C51 的管腳說明： VCC：供電電壓。特別是在當(dāng)前全球水資源極度缺乏的情況下，我們更應(yīng)該掌握好對水溫的控制，把身邊的水資源好好地利用起來。 壓、高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱 單片機(jī) 。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4 個 TTL 門電流。在平時， ALE 端 口 以不 變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 時鐘電路 時鐘電路用于產(chǎn)生 AT89C51 單片機(jī)工作時所必需的時鐘信號。除使用晶體振蕩器外，如對時鐘頻率要求不高，還可以 用陶瓷振蕩器來代替。 上電復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的。 ADC0809 與 AT89C51 連接電路如圖 所示。輸出具有 TTL 三態(tài)鎖存緩沖器，可以直接連接到單片機(jī)數(shù)據(jù)總線上。 EOC， OE： EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號脈沖輸出端口， OE 為輸出允許控制端口。 數(shù)碼管只需顯示兩位即可達(dá)到要求，因此，顯示部分電路采用兩個一位的 LED 數(shù)碼管 因此提供給 LED 顯示器的段碼正好一個字節(jié)。獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件簡單。 鍵盤的機(jī) 械抖動 若 Y0為低電平， S1 號鍵閉合一次，圖中 t1 和 t3 分別為鍵的閉合和斷開過程中的抖動期（呈現(xiàn)一串負(fù)脈沖），抖動時間長短和開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為 5～ 10ms， t2 為穩(wěn)定的閉合期，其時間由按鍵動作所確定，一般為十分之幾秒到幾秒， t0、 t4 為斷開期。 固態(tài)繼電器是可控 硅過零觸發(fā)器，無觸點(diǎn)，不用調(diào)節(jié)，對電網(wǎng)不會產(chǎn)生波形畸變。另外，在較復(fù)雜的程序設(shè)計中，必須充分考慮程序的可讀性、穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性、兼容性以及容錯性等也是衡量與評價程序的優(yōu)劣的重要指標(biāo)。 圖 A/D轉(zhuǎn)換子程序流程圖 取數(shù)據(jù) ADC0809 地址加 1 啟動轉(zhuǎn)換 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束？ 地址數(shù)小于2 ？ Y N Y N 開始 返回 選擇控制模式后，先將采集轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)與設(shè)定的值進(jìn)行比較，如果是加熱模式，且采集轉(zhuǎn)換的值低于設(shè)定值的下限，置 RXD為高電平，加熱器開始加熱；如果是制冷模式，且采集轉(zhuǎn)換的值高于設(shè)定值的上限，則置 AT89C51的 、 ，實(shí)現(xiàn)聲光報警，同時，置 TXD為高電平，制冷裝置開始工作。 一項(xiàng)設(shè)計到實(shí)現(xiàn)具體功能與軟件和硬件的聯(lián)合調(diào)試密不可分，因?yàn)橛布ㄟ^軟件來實(shí)現(xiàn) ,軟件要通過硬件來體現(xiàn)。 4. 串口與計算機(jī)通信，波特率自動設(shè)置，最高波特率可達(dá) 38， 400。要先調(diào)第一級運(yùn)放使其輸入和輸出相同，然后調(diào)整第二級運(yùn)放使其差放值是 ，同時第二級也是一個反相器，這樣輸出的電壓就是 減去輸入的電壓值，最后調(diào)第三級運(yùn)放，使其放大倍數(shù)為 5 倍。 行結(jié)果。 31 現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計、工程建設(shè)及日常生活中常常需要用到溫度控制 ,早期溫度控制主要應(yīng)用于工廠中，例如鋼鐵的水溶溫度，不同等級的鋼鐵 要通過不同溫度的鐵水來實(shí)現(xiàn)，這樣就可能有效的利用溫度控制來掌握所需要的產(chǎn)品了。整個系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)功能，其中包括：溫度采集部 分、 A/D 轉(zhuǎn)換部分、鍵盤部分、顯示部分、報警部分、驅(qū)動部分等，基本實(shí)現(xiàn)了設(shè)計任務(wù)的要求，并且電路簡單，功能全，易于控制操作，還能擴(kuò)展很多功能。 參考文獻(xiàn) [1]何立民 .MCS51 系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 .北京航空航天大學(xué)出版社 .1900 [2]何立民 .單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)（系統(tǒng)配置與接口技術(shù)） . 北京航空航天大學(xué)出版社 .1994 [3]王之芳 .傳感器應(yīng)用技術(shù) .西北工業(yè)大學(xué)出版社 .1995 [4]南建輝、熊鳴、王軍茹 .MCS51 單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)例 .清華大學(xué)出版社 .2021 [5]張毅剛、彭喜源、曲春波等 .MCS51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計 .哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 .1997 [6]陳寶江 .MCS 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)指南 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1997 [7]萬福君 .單片微機(jī)原理系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)應(yīng)用 .中國科學(xué)出版社 .1995 [8]張友德、趙志英等 .單片機(jī)原理應(yīng)用與實(shí)驗(yàn) .上海復(fù)旦大學(xué)出版社 .1992 [9]張毅剛等． MCS51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計 .哈 爾濱 .哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 . 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Microcontroller 。 本設(shè)計在元器件選擇上盡量做到使硬件電路簡單，充分利用軟件編程來彌補(bǔ)元器件精度不足的缺點(diǎn)。目前，單片機(jī)在工業(yè)控制系統(tǒng)諸多領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。在進(jìn)行仿真后發(fā)現(xiàn)鍵盤的 S1 鍵有一點(diǎn)問題，其機(jī)械抖動時間太長，影響了鍵盤的整體工作。在調(diào)試時，應(yīng)在單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)上先對程序進(jìn)行分塊調(diào)試，對入口參數(shù)和變量預(yù)賦初值，觀察運(yùn) 溫度采集電路檢查 溫度采集部分電路的檢查是比較復(fù)雜的，原因是這部分電路的器件比較多，而且電位器的調(diào)節(jié)存在誤差，而且放大電路得到的放大倍數(shù)往往不能達(dá)到 所期望的值。 2. 可仿真 8 位及 16 位單片機(jī)。元器件安裝后，在系統(tǒng)的程序存儲器中下載編好的應(yīng)用程序，系統(tǒng)即可運(yùn)行。由于本設(shè)計的控制對象有兩路，一路是控制飲水機(jī)的熱水水箱，另一路是控制涼水水箱，因此，有兩個子程序，它們分別為控制子程序 1和控制子程序 2。 A/D 轉(zhuǎn)換子程序 在這一模塊的軟件設(shè)計中，主要完成的是將采集電路采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后送到單片機(jī)進(jìn)行處理，從而完成 A/D 轉(zhuǎn)換部分的最后功能，該部分程序流程如 所示。隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，芯片的內(nèi)存容量也在不斷的增 加，計算機(jī)執(zhí)行指令的時間也大大的縮短。當(dāng)輸入信號有效時，電路呈導(dǎo)通狀態(tài)，反之，呈斷開狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)類似電磁繼電器的開關(guān)功能。再按下按鍵 S2 數(shù)碼管顯示值將逐步從個位數(shù)往上加，直到想要設(shè)置的溫度值，而按鍵 S3 是步進(jìn)減鍵，按鍵每下一次，個位數(shù)減 1。 圖 獨(dú)立式鍵盤與 AT89C51連接圖 鍵盤電路及其說明 獨(dú)立式按鍵就是各個按鍵相互獨(dú)立，每個按鍵各接一根輸入線，一根輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他輸入線上的工作狀態(tài)。 14而 本系統(tǒng)設(shè)計要求溫度檢測范圍 0℃～ 95℃，精度177。 START， ALE： START 為啟動控制輸入端口， ALE 為鎖存控制信號端口。 8 通道多路轉(zhuǎn)換器能直接連通 8 個單端模擬信號中的任何一個。 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 如圖 所示：