基于單片機的開水房計費系統(tǒng)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-24 19:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 單。而矩陣型的雖然比較省I/O口，但是對于電路和編程都是比較復雜的。這兩種鍵盤模式成本都不會很高，而本設(shè)計中只用到了6個按鍵，數(shù)量比較少，所以選用直接型的按鍵模式。這樣在畫電路和進行c語言程序編寫時都會變得簡單和容易。直接型的要比矩陣型的電路更加簡單、方便、靈活。鍵盤硬件連接圖如圖29所示。每行和每列各有一根信號線相連，當按鍵按下時，相應的行和列導通。（25～28引腳）上。系統(tǒng)通過鍵盤掃描算法，得到各按鍵對應的值。 圖29 鍵盤硬件連接圖本設(shè)計溫度傳感器采用DS18B20，DS18B20溫度傳感器是DALLAS公司最新推出的單總線數(shù)字溫度傳感器，測量溫度范圍是55V~+125℃，在10~+85℃范圍內(nèi)精度為177?！妗，F(xiàn)場溫度直接以單總線的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。DS18B20支持3~，使用十分靈活和方便。DS18B20的工作方式有兩種方式作為供電，一種是采用電源式供電，此時DS18B20的1腳作為接地線使用，2腳作為信號線使用，3腳作為電源線使用。另外一種則是寄生電源供電方式，單片機的端口接單線總線，為保證在有效的DS18B20時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個MOSFET管來完成對總線的上拉。在本設(shè)計中選用了電源式的供電方式，實現(xiàn)了對四路溫度的采集，節(jié)省了單片機的口資源。這樣也使設(shè)計更加簡單明了。本設(shè)計選擇DS18B20是由于DS18B20本身就可以輸出數(shù)字信號，這樣就可以起到簡化電路的作用。采用單總線在簡單上拉的情況下，就可以遠距離的雙向傳輸數(shù)據(jù)。圖210為DS18B20的硬件連接圖。圖210 溫度測量硬件連接圖DS18B20數(shù)字溫度傳感器以其接線方便價格低廉易于控制已被廣泛應用于多種場合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號多種多樣，有LTM8877，LTM8874等等。主要根據(jù)應用場合的不同而改變其外觀。封裝后的DS18B20可用于電纜溝測溫，高爐水循環(huán)測溫，鍋爐測溫，機房測溫，農(nóng)業(yè)大棚測溫，潔凈室測溫，彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。由于該芯片外圍電路比較簡單，體積也不大。采用51 單片機控制，軟件編程的自由度大，可通過編程實現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算法和邏輯控制，而且體積小，硬件實現(xiàn)簡單，安裝方便。既可以單獨對多DS18B20控制工作，還可以與PC 機通信上傳數(shù)據(jù)，管腳圖211所示。圖211 DS18B20管腳圖存儲芯片采用AT24C02，AT24C02的是一個2K位串行CMOS E2PROM的，內(nèi)部包含256個字節(jié)的8位存儲單元，采用先進CMOS技術(shù)，有效地降低器件的功耗。AT24C02的存在是一個16字節(jié)頁寫緩沖。該器件通過I2C總線接口，一個特殊的寫保護功能。該芯片完全符合I2C總線的芯片的要求，因此可以節(jié)省單片機的I / O占用，可以使全省的其他I / O口來添加其他功能。也更好的硬件電路簡單。如圖212所示為24C02引腳結(jié)構(gòu)圖。圖212 24C02引腳圖A0，A1，A2——地址輸入引腳，走位硬件尋址的依據(jù)，同種芯片可同時連接8片（2^3）；Vcc，Gnd——電源，接地引腳，Wp——寫保護，當Wp接地時，允許對器件的正常讀寫操作；當Wp接高電平時，寫保護，只能進行讀操作。SDA——串行地址/數(shù)據(jù)輸入/輸出端口，雙向傳輸，漏極開路，需外接上拉電阻到Vcc（典型阻值為10k）。SCL——串行時鐘輸入，高低電平不同狀態(tài)與SDA配合，執(zhí)行不同的命令。存儲模塊的設(shè)計是把WP引腳接到GND上因為要讓器件進行正常的讀/寫操作，把SDA串行數(shù)據(jù)/，讓單片機產(chǎn)生一個AT24C02工作的時鐘，使其正常的工作。如圖213所示為AT24C02連接圖。圖213存儲模塊硬件連接圖考慮到以下幾個原因，電磁閥不能與單片機直接相連接：（1） 相對于單片機來說，電磁閥需要較大的驅(qū)動電流，而單片機驅(qū)動能力有限。（2） 如果電磁閥直接與單片機相連接，電磁閥電流較大，只要發(fā)生短路或者尖峰脈沖就會燒毀單片機。（3） 電磁閥有較大的干擾信號，會對單片機等較弱的電流信號產(chǎn)生很大的干擾作用。 由于以上原因所帶來的問題是本課題中必須解決的，所以在本課題中，單片機控制電磁閥部分采用在單片機與電磁閥之間接一個光耦芯片來解決實際問題，具體原理如圖214所示。圖214電磁閥控制原理圖對于5V和12V電壓的選取是根據(jù)電路需求來選擇的。由于5V在單片機AT89S52中可以作為高電平使用，驅(qū)動電壓和外圍電路的電壓都使用的是5V。而在強弱隔離的光耦和繼電器中都用到12V的電壓，所以還需12V的電路圖。圖215 5V電源電路圖216 12V電源電路通過變壓器把220V的交流電，分別轉(zhuǎn)化成9V和15V的交流電壓，在通過橋式整流電路把交流轉(zhuǎn)化為直流。在通過78系列穩(wěn)壓芯片7805和7812使輸出電壓為5V和12V的電壓。電容C1要考慮足夠的耐壓，一般越大越好，選用220uF。電容C2和C3選用無極電容104。電容CC4選用220uF就好。電容根據(jù)后面的負載大小決定。3軟件系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)的功能和總體結(jié)構(gòu)決定了系統(tǒng)的軟件設(shè)計。本節(jié)主要工作是根據(jù)前面的設(shè)計的硬件平臺，實現(xiàn)系統(tǒng)的軟件設(shè)計。主要軟件設(shè)計內(nèi)容包括以下幾點：（1）根據(jù)系統(tǒng)功能和總體框架，設(shè)計整個軟件的系統(tǒng)流程。（2）實現(xiàn)硬件環(huán)境中每個具體模塊的軟件程序。（3）設(shè)計各模塊間的接口，從而構(gòu)成整個系統(tǒng)軟件。 如圖31所示為本系統(tǒng)的主程序流程圖。N開始E178。PROM存儲當前流量顯示當前流量計算流量檢測液體溫度系統(tǒng)初始化檢測流量信息溫度是否大于80℃？Y 圖31 主程序流程圖 Keil編程環(huán)境在硬件電路設(shè)計好的同時，也需要軟件的開發(fā)及使用。目前單片機類的課程設(shè)計大多采用Keil軟件來進行程序的編寫。Keil不僅支持C語言還支持匯編語言。支持不同型號的MCS系類的51單片機的型號。Keil軟件已從早期的第一代發(fā)展到第四代了，有了更強大的功能。這款軟件的操作方法也很簡單，甚至有些必須采用很復雜的硬件電路才能完成的工作，用軟件編程有時會變得很簡單，這樣可以把復雜電路的輸入信號直接用信號發(fā)生器給定，或是用電源來給定通過對電壓電流的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)。Keil 工程的建立打開已安裝好的開發(fā)環(huán)境，進入界面后選擇project然后在其下拉菜單中選擇new project選項如圖32所示。 圖32 新建工程這樣就能新建一個工程 ，在選定的路徑下建立一個名字叫做abc的文件夾如圖33所示，完成后在選Target 1下的Source Group ，如果程序是分開寫得就可以添加多個子程序還有主程序，每個程序中必須有頭文件否則編譯不會通過 ，會顯示有錯誤。圖33 新建工程文件夾的建立 圖3
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