基于單片機(jī)的開(kāi)水房計(jì)費(fèi)系統(tǒng)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-24 19:38 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 單。而矩陣型的雖然比較省I/O口，但是對(duì)于電路和編程都是比較復(fù)雜的。這兩種鍵盤模式成本都不會(huì)很高，而本設(shè)計(jì)中只用到了6個(gè)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(jìn)行c語(yǔ)言程序編寫時(shí)都會(huì)變得簡(jiǎn)單和容易。直接型的要比矩陣型的電路更加簡(jiǎn)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(hào)線相連，當(dāng)按鍵按下時(shí)，相應(yīng)的行和列導(dǎo)通。（25～28引腳）上。系統(tǒng)通過(guò)鍵盤掃描算法，得到各按鍵對(duì)應(yīng)的值。 圖29 鍵盤硬件連接圖本設(shè)計(jì)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(cè)量溫度范圍是55V~+125℃，在10~+85℃范圍內(nèi)精度為177。℃?，F(xiàn)場(chǎng)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(shí)DS18B20的1腳作為接地線使用，2腳作為信號(hào)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(jī)的端口接單線總線，為保證在有效的DS18B20時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè)MOSFET管來(lái)完成對(duì)總線的上拉。在本設(shè)計(jì)中選用了電源式的供電方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)四路溫度的采集，節(jié)省了單片機(jī)的口資源。這樣也使設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單明了。本設(shè)計(jì)選擇DS18B20是由于DS18B20本身就可以輸出數(shù)字信號(hào)，這樣就可以起到簡(jiǎn)化電路的作用。采用單總線在簡(jiǎn)單上拉的情況下，就可以遠(yuǎn)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(cè)量硬件連接圖DS18B20數(shù)字溫度傳感器以其接線方便價(jià)格低廉易于控制已被廣泛應(yīng)用于多種場(chǎng)合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號(hào)多種多樣，有LTM8877，LTM8874等等。主要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同而改變其外觀。封裝后的DS18B20可用于電纜溝測(cè)溫，高爐水循環(huán)測(cè)溫，鍋爐測(cè)溫，機(jī)房測(cè)溫，農(nóng)業(yè)大棚測(cè)溫，潔凈室測(cè)溫，彈藥庫(kù)測(cè)溫等各種非極限溫度場(chǎng)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(cè)溫和控制領(lǐng)域。由于該芯片外圍電路比較簡(jiǎn)單，體積也不大。采用51 單片機(jī)控制，軟件編程的自由度大，可通過(guò)編程實(shí)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(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，安裝方便。既可以單獨(dú)對(duì)多DS18B20控制工作，還可以與PC 機(jī)通信上傳數(shù)據(jù)，管腳圖211所示。圖211 DS18B20管腳圖存儲(chǔ)芯片采用AT24C02，AT24C02的是一個(gè)2K位串行CMOS E2PROM的，內(nèi)部包含256個(gè)字節(jié)的8位存儲(chǔ)單元，采用先進(jìn)CMOS技術(shù)，有效地降低器件的功耗。AT24C02的存在是一個(gè)16字節(jié)頁(yè)寫緩沖。該器件通過(guò)I2C總線接口，一個(gè)特殊的寫保護(hù)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(jī)的I / O占用，可以使全省的其他I / O口來(lái)添加其他功能。也更好的硬件電路簡(jiǎn)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(shí)連接8片（2^3）；Vcc，Gnd——電源，接地引腳，Wp——寫保護(hù)，當(dāng)Wp接地時(shí)，允許對(duì)器件的正常讀寫操作；當(dāng)Wp接高電平時(shí)，寫保護(hù)，只能進(jìn)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(kāi)路，需外接上拉電阻到Vcc（典型阻值為10k）。SCL——串行時(shí)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(chǔ)模塊的設(shè)計(jì)是把WP引腳接到GND上因?yàn)橐屍骷M(jìn)行正常的讀/寫操作，把SDA串行數(shù)據(jù)/，讓單片機(jī)產(chǎn)生一個(gè)AT24C02工作的時(shí)鐘，使其正常的工作。如圖213所示為AT24C02連接圖。圖213存儲(chǔ)模塊硬件連接圖考慮到以下幾個(gè)原因，電磁閥不能與單片機(jī)直接相連接：（1） 相對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)，電磁閥需要較大的驅(qū)動(dòng)電流，而單片機(jī)驅(qū)動(dòng)能力有限。（2） 如果電磁閥直接與單片機(jī)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(huì)燒毀單片機(jī)。（3） 電磁閥有較大的干擾信號(hào)，會(huì)對(duì)單片機(jī)等較弱的電流信號(hào)產(chǎn)生很大的干擾作用。 由于以上原因所帶來(lái)的問(wèn)題是本課題中必須解決的，所以在本課題中，單片機(jī)控制電磁閥部分采用在單片機(jī)與電磁閥之間接一個(gè)光耦芯片來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，具體原理如圖214所示。圖214電磁閥控制原理圖對(duì)于5V和12V電壓的選取是根據(jù)電路需求來(lái)選擇的。由于5V在單片機(jī)AT89S52中可以作為高電平使用，驅(qū)動(dòng)電壓和外圍電路的電壓都使用的是5V。而在強(qiáng)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(guò)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(guò)橋式整流電路把交流轉(zhuǎn)化為直流。在通過(guò)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(wú)極電容104。電容CC4選用220uF就好。電容根據(jù)后面的負(fù)載大小決定。3軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)。本節(jié)主要工作是根據(jù)前面的設(shè)計(jì)的硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。主要軟件設(shè)計(jì)內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)：（1）根據(jù)系統(tǒng)功能和總體框架，設(shè)計(jì)整個(gè)軟件的系統(tǒng)流程。（2）實(shí)現(xiàn)硬件環(huán)境中每個(gè)具體模塊的軟件程序。（3）設(shè)計(jì)各模塊間的接口，從而構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)軟件。 如圖31所示為本系統(tǒng)的主程序流程圖。N開(kāi)始E178。PROM存儲(chǔ)當(dāng)前流量顯示當(dāng)前流量計(jì)算流量檢測(cè)液體溫度系統(tǒng)初始化檢測(cè)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(jì)好的同時(shí)，也需要軟件的開(kāi)發(fā)及使用。目前單片機(jī)類的課程設(shè)計(jì)大多采用Keil軟件來(lái)進(jìn)行程序的編寫。Keil不僅支持C語(yǔ)言還支持匯編語(yǔ)言。支持不同型號(hào)的MCS系類的51單片機(jī)的型號(hào)。Keil軟件已從早期的第一代發(fā)展到第四代了，有了更強(qiáng)大的功能。這款軟件的操作方法也很簡(jiǎn)單，甚至有些必須采用很復(fù)雜的硬件電路才能完成的工作，用軟件編程有時(shí)會(huì)變得很簡(jiǎn)單，這樣可以把復(fù)雜電路的輸入信號(hào)直接用信號(hào)發(fā)生器給定，或是用電源來(lái)給定通過(guò)對(duì)電壓電流的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。Keil 工程的建立打開(kāi)已安裝好的開(kāi)發(fā)環(huán)境，進(jìn)入界面后選擇project然后在其下拉菜單中選擇new project選項(xiàng)如圖32所示。 圖32 新建工程這樣就能新建一個(gè)工程 ，在選定的路徑下建立一個(gè)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(kāi)寫得就可以添加多個(gè)子程序還有主程序，每個(gè)程序中必須有頭文件否則編譯不會(huì)通過(guò) ，會(huì)顯示有錯(cuò)誤。圖33 新建工程文件夾的建立 圖3
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