【文章內(nèi)容簡介】 （1） ADC0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51單片機直接相連。 （2） 初始化時，使ST和OE信號全為低電平。 （3） 送要轉(zhuǎn)換的那一通道的地址到A，B，C端口上。 （4） 在ST端給出一個至少有100ns寬的正脈沖信號。 （5） 是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC信號來判斷。 （6） 當EOC變?yōu)楦唠娖?，這時給OE為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機了。本文采用溫度傳感器AD590采集電熱水器的實時溫度, 。在本次設計中我們所控的對象為水溫。其電路原理框圖如下：GND9DQ8VDD7AD590AT89S51VCCRVCC 溫度檢測電路當傳感器工作時，如果水溫超過60℃，將溫度傳給單片機，蜂鳴器報警，并斷電；如果水溫低于30℃，熱水器開始工作，加熱指示燈亮。水位檢測為三個并聯(lián)的不同阻值的電阻，電路的電極電流較小(幾個微安)，電腐蝕小，適用水電阻變化范圍大(幾K一100K歐)。某電阻所在水位未到達，電阻截止；水位到達，電阻導通，組成并聯(lián)電路。將不同阻值所分得的電壓經(jīng)PTB1轉(zhuǎn)換后，可判斷出水位信息（高、中、低、干燒）。 AT89S51功能特點介紹 (1)主要性能參數(shù)：與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容4k字節(jié)在線系統(tǒng)編程（ISP）Flash 閃速存儲器1000次擦寫周期 － 的工作電壓范圍全靜態(tài)工作模式：0Hz－33MHz三級程序加密鎖1288字節(jié)內(nèi)部RAM32個可編程I/O口線 2個16位定時/計數(shù)器6個中斷源全雙工串行UART通道低功耗空閑和掉電模式看門狗（WDT）及雙數(shù)據(jù)指針掉電標識和快速編程特性靈活的在線系統(tǒng)編程（ISP字節(jié)或頁寫模式）(2)串行編程指令設置：串行編程指令設置為一個4字節(jié)協(xié)議。(3)并行編程接口：采用控制信號的正確組合可對Flash閃速存儲陣列中的每一代碼字節(jié)進行寫入和存儲器的整片擦除，寫操作周期是自身定時的，初始化后，它將自動定時到操作完成。(4)功能特性概述：AT89S51 提供以下標準功能：4k字節(jié)Flash閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個I/O口線，看門狗（WDT），兩個數(shù)據(jù)指針，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，AT89S51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。(5)芯片擦除：在并行編程模式，利用控制信號的正確組合并保持ALE/PROG引腳200ns－500ns的低電平脈沖寬度即可完成擦除操作。在串行編程模式，芯片擦除操作是利用擦除指令進行。在這種方式，擦除周期是自身定時的，大約為500ms。擦除期間，用串行方式讀任何地址數(shù)據(jù)，返回值均為00H。(6)Flash閃速存儲器的串行編程：將RST接至Vcc，程序代碼存儲陣列可通過串行ISP接口進行編程，串行接口包含SCK線、MOSI（輸入）和MISO（輸出）線。將RST拉高后，在其它操作前必須發(fā)出編程使能指令，編程前需將芯片擦除。芯片擦除則將存儲代碼陣列全寫為FFH。外部系統(tǒng)時鐘信號需接至XTAL1端或在XTALl和XTAL2接上晶體振蕩器。最高的串行時鐘（SCK）不超過l/16晶體時鐘，當晶體為33MHz時，最大SCK頻率為2MHz。Flash閃速存儲器的串行編程方法：上電次序：將電源加在Vcc和GND引腳，RST置為“H”，如果XTAL和XTAL2接上晶體或者在XTAL1接上3－33MHz的時鐘頻率，等候10ms。將編程使能指令發(fā)送到MOSI（），編程時鐘接至SCK（），此頻率需小于晶體時鐘頻率的l/16。代碼陣列的編程可選字節(jié)模式或頁模式。寫周期是自身定時的，一般不大于 （5V 電壓時）。任意代碼單元均可由MISO（）和讀指令選擇相應的地址回讀數(shù)據(jù)進行校驗。編程結束應將RST置為“L”以結束操作。斷電次序：如果需要的話按這個方法斷電，假如沒有使用晶體，將XATL置為低，RST置低，關斷Vcc。(7)數(shù)據(jù)校驗：數(shù)據(jù)校驗也可在串行模式下進行，在這個模式下，在一個寫周期中，通過輸出引腳MISO串行回讀一個字節(jié)數(shù)據(jù)的最高位將作為最后寫入字節(jié)的反碼。(8)AT89S51單片機最小系統(tǒng)AT89S51單片機最小系統(tǒng)由AT89S51單片機及其外圍電路組成，外圍電路包括時鐘電路和復位電路兩部分。時鐘電路：時鐘電路為單片機產(chǎn)生時序脈沖，單片機所有運算與控制過程都是在統(tǒng)一的時序脈沖的驅(qū)動下的進行的，時鐘電路就好比人的心臟。同樣，如果單片機的時鐘電路停止工作（晶振停振），那么單片機也就停止運行了。當采用內(nèi)部時鐘時，連接方法如下圖所示，在晶振引腳XTAL1（19腳）和XTAL2（18腳）引腳之間接入一個晶振，兩個引腳對地分別再接入一個電容即可產(chǎn)生所需的時鐘信號，電容的容量一般在幾十皮法，如30PF。單片機內(nèi)部有一個高增益反向放大器，輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。而在芯片外部XTAL1和 XTAL2之間跨接晶體震蕩器和微調(diào)電容，從而構成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。外接晶體（石英或陶瓷，陶瓷的精度不高，但價格便宜）振蕩器以及電容C1和C2構成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中， C1和C2的大小會對振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度特性有一定的影響。因此建議在采用石英晶體振蕩器時取C=30+/10pF，陶瓷振蕩器時取C=40+/10pF，典型值為40pF。在設計電路板時，振蕩器和電容應盡量安裝得與單片機靠近，以減小寄生電容的存在，更好的保障振蕩器穩(wěn)定、可靠的工作。在任何情況下，振蕩器始終驅(qū)動內(nèi)部時鐘發(fā)生器向主機提供時鐘信號，因為時鐘發(fā)生器的輸入是一個二分頻電路，所以對外部振蕩信號的脈寬無特殊要求，但必須保證高、低電平的最小寬度。復位電路：單片機的復位電路分上電復位和按鍵手動復位。它是利用外部復位電路來實現(xiàn)的。當Vcc上升時間不超過1ms（RC=τ），振蕩器啟動時間不超過10ms。在加電情況下，這個電路可以使單片機復位。在加電開機時，RST上的電壓從Vcc逐漸下降，RST引腳的電位是Vcc與電容電壓的差，RST上的電壓必須保證在斯密特觸發(fā)器的閥值電壓以上足夠長時間，以滿足復位操作的要求。按鍵電平復位是將復位端通過電阻與Vcc相連。在按鍵電平復位和按鍵脈沖復位兩種簡單的復位電路中，干擾易串入復位端，在大多數(shù)情況下，不會造成單片機的錯誤復位，但會引起內(nèi)部寄存器錯誤復位，這里可在復位端引腳上接一個去藕電容。需說明的是，如復位電路中R、C的值選擇不當，使復位時間過長，單片機將處于循環(huán)復位狀態(tài)。為了使用方便和設計電路簡化及設計要求，我們采用上電復位和按鍵電平復位相結合的方法。復位后，單片機從0000H單元開始執(zhí)行程序，并初始化一些專用寄存器為復位狀態(tài)值，受影響的專用寄存器如下表所示： 專用寄存器狀態(tài)表寄存器狀態(tài)寄存器狀態(tài)PC0000HTCON00HACC00HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HP0 P3 FFHSCON00HIPxxx00000HSBUF不確定IE0xx00000HPCON0xxx0000HTMOD00H 單片機最小系統(tǒng) 太原理工大學現(xiàn)代科技學院智能儀器課程設計第3章 軟件系統(tǒng)設計軟件設計由主程序，鍵掃描子程序及若干功能模塊子程序組成。其中主控制器子程序包括A/D轉(zhuǎn)換子程序（水位、水溫），鍵盤處理及顯示子程序，加熱控制子程序（使用輸出比較功能），漏電保護子程序等組成。主程序要先初始化系統(tǒng)的工作參數(shù)，主要是單片機的定時器，COP模塊、A/D轉(zhuǎn)換、端口、鍵中斷等的工作模式參數(shù)設定，之后系統(tǒng)主程序循環(huán)調(diào)用各個功能模塊子程序，對相關事件的處理依靠標志位和判斷標志位實現(xiàn)。 主程序流程框圖按默認值運行溫度鍵按了嗎？溫度鍵按了嗎？設定溫度范圍以新的設定值運行開始NYYN① 主程序流程框圖 鍵掃描子程序流程框圖 開始按鍵掃描溫度加１預設溫度減１有鍵按下嗎？是溫度＋鍵嗎？是溫度－鍵嗎？① 鍵掃描子程序流程框圖　顯示子程序流程框圖. 1 顯示子程序流程框圖　　　　開始恢復現(xiàn)場將代碼送入P1口確定寄存器組調(diào)延時將位碼送入P2口判斷4位顯示完了嗎？現(xiàn)場保護結束NY　　　　　　運行程序流程框圖開始斷電水溫高于設定值嗎？水溫低于設定值嗎？通電加熱報警斷電水位低于設定值嗎？NＹNYNY　運行程序流程框圖 軟件仿真Proteus 產(chǎn)品系列包含了革命性的VSM技術，用戶可以對基于微控制器的設計連同所有的周圍電子器件一起仿真，用戶甚至可以實時采用諸如LED/LCD、鍵盤、RS232終端等動態(tài)外設模型來對設計進行交互仿真。ISIS提供給用戶圖形外觀包括線寬、填充類型、字符等的全部控制，使用戶能夠生成如雜志上看到一樣精美的原理圖，遠勝過CAD軟件繪制出的稀薄的線條。畫完圖可以以圖形文件輸出，或者拷貝到剪切板以便其他文件使用。這就使得ISIS成為制作技術文件，學術論文，項目報告的理想工具，也是PCB設計的一個出色的前端，其畫圖的外形由風格模板定義。此界面下調(diào)出元件組成原理圖，調(diào)試流程如下：按鍵→上電復位→水位檢測→水溫檢測→數(shù)碼管顯示→下載程序運行： 軟件仿真示意圖程序調(diào)試分為三個部分：按鍵調(diào)試，指示燈顯示調(diào)試，及數(shù)碼管顯示。在具體仿真的過程中，按鍵調(diào)試時，應注意按鍵的次序，首先是溫度+鍵，然后測試溫度鍵，否則有時會出現(xiàn)數(shù)碼管顯示延時現(xiàn)象，這種情況主要跟程序設計有關?；诰幊谭矫嬗行┍∪醯那闆r，應該嚴格按照按鍵次序進行調(diào)試。指示燈調(diào)試時，有時會出現(xiàn)指示燈無顯示或者不明顯、亮度不夠的情況，這是由于指示燈電壓過低造成的。數(shù)碼管顯示時，只要前兩個步驟進行順利，其就可以正常顯示。由于本設計采用獨立式按鍵，主程序調(diào)試結束后，各部分運行正常，能夠顯示水位及水溫結果。另外，此設計采用的溫度檢測模塊，檢測精度不高，有時會出現(xiàn)溫度跳躍式顯示，比如：有時此一時刻溫度顯示為59℃，下一時刻會顯示66℃。此種情況出現(xiàn)的原因，本人認為是由于，溫度檢測模塊的內(nèi)阻過熱，導致檢測結果不夠準時和準確。這是硬件方面的問題，暫時還沒有找到可替換的模塊，所以無法解決，但不影響整體的效果。結 論基于AT89S51單片機的智能電熱水器控制器，經(jīng)過調(diào)試可以滿足設計要求。本設計有些方面需要進一步討論，進一步完善的方面： （1）AT89S51單片機本身的存儲空間很小，只有4KB，在實際運用中無法達到更多的設計要求