【文章內(nèi)容簡介】 極，轉(zhuǎn)換電位為低（ 0）；水位沒有到達(dá)的電極，轉(zhuǎn)換電位為高（ 1）；每檢測一位便得到一位數(shù)據(jù)， 5 個(gè)電極檢測一遍以后便得到了 5 個(gè)串行數(shù)據(jù)，然后把這 5 個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為字節(jié)一路送發(fā) 光二極管；在這里我們可以用發(fā)光二極管亮的盞數(shù)來顯示水位的高低。（若沒有發(fā)光二極管亮則表示箱內(nèi)沒有水或者只有少量的水，若有一個(gè)發(fā)光二極管燈亮則表示箱內(nèi)有四分之一箱的水，以此類推，若有四個(gè)發(fā)光二極管亮，則表示水箱水是滿的。） 圖 水位檢測電路 溫度檢測模塊 電熱水器水溫水位 控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 第 13 頁 本設(shè)計(jì)溫度傳感器選用 AD590。 AD590 屬于半導(dǎo)體集成電路溫度傳感器，測溫范圍 55℃ +150℃，在其二端加上一定的工作電壓，其輸出電流與溫度變化成線性關(guān)系， 1uA/176。 K，誤差有幾種等級 :177。 177。 、177。 ℃，本設(shè)計(jì)中選取177。 ℃品種。 OP07 為高精度運(yùn)算放大器， AD590 電流流經(jīng) R RP1 轉(zhuǎn)換為電壓信號， RRP2 為運(yùn)算負(fù)反饋電阻，成反相比例放大器，將溫度信號轉(zhuǎn)換成 05V 的電壓信號，ADC0832 再將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，輸入 CPU。圖 為溫度檢測和 A/D 轉(zhuǎn)換電路圖。 圖 溫度檢測電路 鍵盤模塊 口作為按鍵的信號輸入 端 ，鍵按下，就執(zhí)行該鍵的功能。其電路如 圖 所示。 （為了編程簡單、方便，采用獨(dú)立式鍵盤電路 ）。 電熱水器水溫水位 控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 第 14 頁 圖 鍵盤電路 顯示模塊 本設(shè)計(jì)采用共陽型數(shù)碼管， 8 個(gè) LED 燈如圖 中接法，燈的負(fù)極依次 接到數(shù)碼管的 af 段，采用動態(tài)掃描電路，并把顯示程序作為主程序。數(shù)碼管的段用P0口控制， 口、 口作為數(shù)碼管的位控制， 作為指示燈的控制。 圖 顯示電路 電熱水器水溫水位 控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 第 15 頁 第 5章 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)所用工具 本次設(shè)計(jì)主要利用 C 語言編寫程序，根據(jù)功能的需要進(jìn)行編程，其中軟件設(shè)計(jì)所用的軟件主要是 Keil uVision3 軟件， PROTEUS ISIS 軟件。 電 熱水器在 任何時(shí)間 都能夠在設(shè)定的時(shí)間向用戶提供設(shè)定溫度的熱水，從而給用戶帶來便利。當(dāng)控制器在設(shè)定的時(shí)間使水溫達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，將 通過聲光報(bào)警提醒用戶。 根據(jù)這一要求，控制器軟件設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，包括主程序、鍵盤中斷子程序、 DS12887 更新周期結(jié)束中斷子程序、 LED 顯示子程序和提前加熱時(shí)間計(jì)算子程序等。系統(tǒng)主程序主要完成溫度和水位的檢測以及進(jìn)行輔助加熱時(shí)間預(yù)算和一些初始化功能。在主程序中采用了查表方法進(jìn)行輔助加熱提前量預(yù)算。系統(tǒng)主程序流程圖如圖 所示。 電熱水器水溫水位 控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 第 16 頁 圖 系統(tǒng)程序流程圖 顯示子程序 系統(tǒng)正常工作子程序 當(dāng) K2 處于第一狀態(tài)時(shí)，單片機(jī)執(zhí)行正常工作子程序，正常工作時(shí) K3， K4 無效。系統(tǒng)正常工作子程序主要功能是交替顯示實(shí)際的 熱水器水位，判斷是否超過設(shè)定和水溫水位，其子程序流程圖如圖 所示。 若熱水器未加滿水，水溫又偏高時(shí)，單片機(jī)控制進(jìn)水閥加水，至合適水溫 50℃左右，單片機(jī)響應(yīng)中斷，停止加水；當(dāng)水位低于預(yù)置水位時(shí)，調(diào)用延遲子程序，15分鐘自動上水至預(yù)置水位；當(dāng)實(shí)際水溫低于設(shè)定溫度時(shí)，系統(tǒng)響應(yīng)中斷，控制啟動加熱器，直至水溫升到所設(shè)定溫度；當(dāng)缺水時(shí)（位于缺水檔）系統(tǒng)響應(yīng)中斷，蜂鳴器報(bào)警，延遲 15分鐘自動進(jìn)入自動上水。水溫水位在正常時(shí)由 8 位 LED 數(shù)碼電熱水器水溫水位 控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 第 17 頁 管同時(shí)顯示。如果接觸不良，頻率為零，在 LED 上顯示 ℃ 。 圖 正常狀態(tài)子程序流程圖 設(shè)定預(yù)置溫度子程序 當(dāng) K1 處于第二個(gè)狀態(tài)時(shí)，單片機(jī)執(zhí)行設(shè)定水溫子程序。其程序流程圖圖 所示。設(shè)定預(yù)設(shè)溫度由 K3 和 K4 完成， K3 加 1 攝氏度 K4 減 1 攝氏度；此時(shí)控制端口均為低 。 圖 設(shè)定預(yù)置溫度子程序流程圖 關(guān)閉閥門和加熱器 調(diào)節(jié)預(yù)置溫度 RET 調(diào)節(jié)預(yù)置溫度 顯示實(shí)時(shí)溫度和水位交替顯示 正常狀態(tài) 判斷是否超過預(yù)置水位或預(yù)置溫度 是 報(bào)警 并關(guān)閉加熱器和閥門 RET 電熱水器水溫水位 控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 第 18 頁 設(shè)定預(yù)置水位子程序 當(dāng) K2 處于第三個(gè)狀態(tài)時(shí)，單片機(jī)執(zhí)行設(shè)定預(yù)置水位子程序其程序流程圖如圖。設(shè)定預(yù)置水位 ,此時(shí)按下 K3,系統(tǒng)檢測到 K3為低電平 ,水 位預(yù)置值 KEY2加 20%，加到 100%時(shí) KEY2 賦 20%,KEY3 無效。此時(shí)控制端口均為低 。 圖 設(shè)定預(yù)置水位子程序流程圖 關(guān)閉閥門和加熱器 調(diào)節(jié)預(yù)置水位 RET 調(diào)節(jié)預(yù)置水位 電熱水器水溫水位 控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 第 19 頁 第 6章 系統(tǒng)調(diào)試與原理圖 本次設(shè)計(jì)主要在系統(tǒng)軟件調(diào)試方面。困難主要出現(xiàn)在軟件的編寫。雖然沒有錯(cuò)誤，但是進(jìn)行仿真時(shí)，不能達(dá)到預(yù)期的效果。經(jīng)過多次調(diào)試，程序也修改過好幾次，仍然走不通。而問題也主要集中在掃描顯示這一模塊。 最后經(jīng)過與同題目的其他的同學(xué)交流，結(jié)合設(shè)計(jì)思想，以及對以前的一個(gè) 單片機(jī)編程作業(yè)的代碼，進(jìn)行了修改、調(diào)試，也終于達(dá)到了方案的總體要求。對軟件方面逐步進(jìn)行分析之后，重新進(jìn)行系統(tǒng)的軟件上的仿真。 圖 電熱水器水溫水位 控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 第 20 頁 第 7章 總結(jié)與體會 本系統(tǒng)使用了性價(jià)比較高的 AT89C51 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了對 電 熱水器水位水溫的預(yù)置、檢測、控制、顯示和缺水報(bào)警等功能。利用數(shù)字技術(shù)和頻率技術(shù)分別檢測水溫和水位 ,大大提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。利用電梯繼電器控制加熱器和進(jìn)水閥的通斷 ,可以遠(yuǎn)距離控制但由于實(shí)際的制作的過程中，其制作電容用的板子 沒有很好的絕緣材料的密封，使得其容值不斷的變化，因而其震蕩的頻率（在看似相同的情況下）也不斷的改變，并且改變的數(shù)值的范圍與理論值相差很大，在此很抱歉，沒有做成功。 但是， 通過對這次基于單片機(jī)的 太陽能溫控進(jìn)水及水溫水位顯示控制裝置的設(shè)計(jì)，我將在大學(xué)里所學(xué)的專業(yè)知識在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中的到了廣泛的運(yùn)用，加深了理論與實(shí)際的聯(lián)系。提高了思維與動手能力，增長了 才干；培養(yǎng)了自己的創(chuàng)新意識，使自己在單片機(jī)應(yīng)用方面得到了全面提高，為今后的工程實(shí)際 應(yīng)用，新產(chǎn)品開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。 通過這次課程設(shè)計(jì)，自己進(jìn)一步熟悉和掌握了 ISIS 仿真 軟件 PROTEL 軟件 ,體會到 ISIS、 PROTEL 等功能強(qiáng)大的設(shè)計(jì)軟件，在現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中發(fā)揮的強(qiáng)大的作用。總之，此次課程設(shè)計(jì)經(jīng)過自己獨(dú)立思考、查找資料，自己受益匪淺。而且，通過這次設(shè)計(jì)，更深切地感覺到團(tuán)隊(duì)合作的重要性。是全體組員的共同努力，才完成了此次智能儀器課程設(shè)計(jì)任務(wù)！ 總之，以往的課程設(shè)計(jì)都是停留在理論層面上，而這次課程設(shè)計(jì)的實(shí)際意義非常明顯。經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)，自己從心理上就成長了不少，這將是自己以后人生路上一筆寶貴的財(cái)富。 電熱水器水溫水位 控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 第 21 頁 參考文獻(xiàn) [1] 劉剛 、 秦永左 . 單片機(jī) 原理 及應(yīng)用 [M]. 北京： 北京 大學(xué) 出版社， 20211. 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