【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 TXD（串行輸出） INT0（外部中斷 0） INT1（外部中斷 1） T0（定時(shí)器 0外部輸入） T1（定時(shí)器 1外部輸入） WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） ALE/PROG： 地址鎖存控制信號(hào)（ ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。在 flash編程時(shí)，此引腳（ PROG）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE脈沖將會(huì)跳過(guò)。如果需要，通過(guò)將地址為 8EH的 SFR的第 0位置 “ 1”， ALE操作將無(wú)效。這一位置 “ 1”， ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC指令時(shí)有效。否則， ALE 將被微弱拉高。這個(gè)ALE 使能標(biāo)志位（地址為 8EH的 SFR的第 0位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。 PSEN: 外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（ PSEN）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。當(dāng) AT89S52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)， PSEN在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， PSEN將不被激活。 EA/VPP: 訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從 0000H 到 FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器 。 讀取指令， EA必須接 GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA應(yīng)該接 VCC。在 flash編程期間， EA也接收 12伏 VPP電壓。 XTAL1: 振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 XTAL2: 振蕩器反相放大器的輸出端。 AT89S52 特殊寄存器映象及復(fù)位值如表 23所示。 西南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 5) 某些指令的約束條件： 表 23 寄存器映象及復(fù)位值 分支指令 : 對(duì)于 LCALL、 LJMP、 ACALL、 AJMP、 SJMP、 JMP @A+DPTR 等指令，只要程序員記住這些分支指令的目的地址在程序存儲(chǔ)器大小的物理范圍內(nèi)（地址空間為：000H7FFH 單元），這些無(wú)條件分支指令就會(huì)正確執(zhí)行，超出物理空間的限制會(huì)出現(xiàn)不可預(yù)知的程序出錯(cuò)。 CJNE[?? ]、 DJNZ[? ..]、 JB、 JNB、 JC、 JNC、 JBC、JZ、 JNZ 等這些條件轉(zhuǎn)移指令的使用與上述原則一樣，同樣，超出物理空間的限制也會(huì)引起不可預(yù)知的程序出錯(cuò)。 與 MOVX 相關(guān)的指令，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 : AT89S52 包含 256 字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這樣， AT89S52 的堆棧深度局限于內(nèi)部RAM 的 256 字節(jié)范圍內(nèi)，它既不支持外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的訪問(wèn)，也不支持外部程序存儲(chǔ)器的執(zhí)行，因此程序中不應(yīng)該有 MOVX[? ]指令。 ]2[ LCD（ JHD162A 系列）介紹 特性：顯示內(nèi)容： 16 字符 x 2 行 字符點(diǎn)陣： 5 x 8 點(diǎn) 驅(qū)動(dòng)方式： 1/16D 西南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 可供型號(hào)： TN STN(黃綠?；夷：诎啄?) 反射型帶 EL或 LED背光源 EL/100VAC 400HZ LED/ 電參數(shù) (VDD= 10%,VSS=0V,Ta=25 )， 如 表 24所示 。 表 24 電 參數(shù) 名稱 符號(hào) 測(cè)試條件 標(biāo)準(zhǔn)值 單位 最小 典型 最大 電源電壓 VccVss V 輸入高電平 Vh Vco V 輸入低電平 Vl V 輸入高電壓 Vch Eoh= V 輸入低電壓 Vcl Eol= V 工作電流 Ico Vco= mA LCD原理圖如圖 24所示。 外形尺寸 /顯示內(nèi)容 如 圖 25所示 。 Protel99 設(shè)計(jì)原理圖概述 圖 24 LCD原理圖 （ 1）使用 Protel進(jìn)行電路板設(shè)計(jì)的第一步便是設(shè)計(jì)原理圖，原理圖決定了整個(gè)電路的基本功能，也是接下來(lái)生成網(wǎng)絡(luò)表和設(shè)計(jì)印刷電路板的基礎(chǔ) ， protel設(shè)計(jì) 的流程圖 如 圖 26所示 。 西南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 圖 25 外形尺寸 /顯示內(nèi)容 ①在 Protel 99的初始界面下新建一個(gè)設(shè)計(jì)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)用來(lái)管理項(xiàng)目。 FileNew改文件名－改保存路徑－ OK ② 進(jìn)入設(shè)計(jì)庫(kù)文件中的文件夾 Document。 ③ 在 Document 文件夾中新建原理圖文件和印制板文件。 FileNewSchematic DocumentOk改文件名 FileNewPCB DocumentOk改文件名 ④ 打開(kāi)原理圖文件，添加原理圖文件庫(kù)。 DesignAdd/Remove Library 瀏覽所需零件庫(kù)－ AddOk ⑤ 放置電路所需的各種元件，圖件，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)等元器件。 DesignAdd/Remove Library 瀏覽所需零件庫(kù)－ AddOk 從零件庫(kù)中調(diào)出元件 Placepart ⑥ 對(duì)原圖元件進(jìn)行布局，布線，構(gòu)成一個(gè)完整的原理圖。 Placepart ⑦ 編輯和調(diào)整。然后進(jìn)行輸出存檔。 右鍵－ Properies? .DesignationPartFootrint Save ⑧ 打印或建立報(bào)表。 （ 2）用 PCB 系統(tǒng)設(shè)計(jì) PCB 板分以下 7個(gè)步驟： ① 繪制電路原理題。電路板設(shè)計(jì)工作的第一步是繪制電路原理圖，然后由原理圖生成相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)表，而網(wǎng)絡(luò)表正是印制電路板自動(dòng)布線的基礎(chǔ)和靈魂。 新建原理圖 NewSCH 添加元件庫(kù) Add/Remove Library 調(diào)出元件 FindPlace Compent 西南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 26 protel 設(shè)計(jì)的流程圖 ② 規(guī)劃電路板。在繪制印制電路板之前，用戶必須對(duì)所用的電路板進(jìn)行初 步的規(guī)劃。比如電路板需要多大的尺寸，元件采用什么樣的封裝形式，元件 的安裝位置等等。這項(xiàng)工作很重要。 ③ 啟動(dòng) Protel 99 應(yīng)知電路板（ PCB）編輯器。啟動(dòng) Protel 99，進(jìn)入 Protel 99 印制電路板編輯器的編輯環(huán)境。 ④ 設(shè)置參數(shù)。參數(shù)的設(shè)置主要是指元件的布置參數(shù)、板層參數(shù)、布線參數(shù)等的設(shè)置。其中，有些參數(shù)可以直接采用系統(tǒng)的缺省值，有些參數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行修改，而有些參數(shù)可以根據(jù)用戶自己的習(xí)慣進(jìn)行設(shè)置。 ⑤ 裝入網(wǎng)絡(luò)表及元件的封裝。這一步工作是整個(gè)設(shè)計(jì)工作中一個(gè)給常重要的環(huán)節(jié)，網(wǎng)絡(luò)表是自動(dòng)布線的靈魂，也是電路原理圖編設(shè)計(jì)系統(tǒng)與印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)之間的接口和橋梁。對(duì)于每一個(gè)裝入的元件還必須有相應(yīng)的封裝形式，這也是自動(dòng)布線中所不能缺少的。對(duì)元件封裝的說(shuō)明包含在網(wǎng)絡(luò)表文件中。因此，只有將網(wǎng)絡(luò)表和元件的封裝裝入后，才能開(kāi)始印制電路板 的自動(dòng)布線工作。 ⑥ 布置元件。在設(shè)定好電路板的尺寸和外形并裝入網(wǎng)絡(luò)表后，程序會(huì)自動(dòng)裝入元件，并自動(dòng)將元件布置在電路板的邊界內(nèi)。盡管程序可以自動(dòng)根據(jù)電路板的外形尺寸布置各個(gè)元件的位置，但是畢竟不能完全滿足設(shè)計(jì)的要求，因此用戶還要對(duì)元件的位置進(jìn)行手工調(diào)整，以便順利地進(jìn)行下面的布線工作。 西南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 ⑦ 自動(dòng)布線與手工調(diào)整。 Protel 99 的自定布線功能十分強(qiáng)大，只要各種參數(shù)設(shè)置合理、元件的位置布置的得當(dāng)，自動(dòng)布線的成功率幾乎是 100%。但是，由于算法的限制以及用戶的特殊要求或習(xí)慣，自動(dòng)布線往往也有許多不盡人意的地方，設(shè) 計(jì)人員還需要靠手工進(jìn)行調(diào)整。手工布線中有很多至關(guān)重要的竅門(mén)，真正掌握了手工布線的技巧才算是真正學(xué)會(huì)了印制電路的設(shè)計(jì)。 ⑧ 印制電路板文件的保存及打印輸出。完成印制電路板的布線工作后，用戶應(yīng)該及時(shí)地將文件進(jìn)行存盤(pán)保存及打印輸出，以備日后用。 開(kāi)始繪制原理圖規(guī)劃電路板啟動(dòng) P C B 編制器設(shè)置參數(shù)裝入網(wǎng)絡(luò)表及元件封裝布置元件自動(dòng)布線與手工調(diào)整文件的保存及打印輸出結(jié)束 圖 27 印制板電路設(shè)計(jì)流程圖 西南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)對(duì)水溫進(jìn)行測(cè)量、預(yù)定加熱水溫、檢測(cè)水溫；實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前溫度或時(shí)間，以及顯示當(dāng)前系統(tǒng)工作狀態(tài)；監(jiān)視系統(tǒng)工作是否正常；監(jiān)視系統(tǒng)是否發(fā)生故障或工作在危險(xiǎn)狀態(tài)；當(dāng)發(fā)生故障或危險(xiǎn)時(shí)，及時(shí)發(fā)出警報(bào)和切斷系統(tǒng)電源；能根據(jù)要求設(shè)定開(kāi)關(guān)機(jī)；根據(jù)要求調(diào)整或設(shè)置溫度和時(shí)間。 系統(tǒng)采用模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 硬件設(shè)計(jì)上，主要由溫度檢測(cè)電路模塊、顯示電路模塊、按鍵電路模塊、漏電保護(hù)與加熱控制電路模塊、開(kāi)關(guān)機(jī)與報(bào)警電路模塊和掉電保護(hù)與復(fù)位電路模塊組成。 軟件設(shè)計(jì)上，主要由溫度檢測(cè)子程序、顯示子程序、按鍵子程序、漏電保護(hù)與加熱控制子程序、開(kāi)關(guān)機(jī)子程序和掉電保護(hù)與復(fù)位子程序組成 ， 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖 31 所示 。 圖 31 系統(tǒng)框圖 溫度檢測(cè)電路將溫度信息傳送給單片機(jī)，再由單片機(jī)輸出到顯示電路， LCD顯示檢測(cè)溫度，二極管顯示當(dāng)前工作狀態(tài)；通過(guò)檢測(cè)按鍵電路，確定是否有按鍵請(qǐng)求；根據(jù)單片機(jī)的請(qǐng)求（加熱請(qǐng)求、預(yù)約要求、溫度要求）啟動(dòng)加熱電路；通過(guò)檢測(cè)溫度是否超溫、漏電檢測(cè)電路，檢測(cè)當(dāng)前系統(tǒng)是否發(fā)生了危險(xiǎn)情況，一旦出現(xiàn)危險(xiǎn)情況，啟動(dòng)安全保護(hù)電路，立即停止加熱電路，并發(fā)出報(bào)警，切斷系統(tǒng)指示燈 指示燈 蜂鳴和指示燈 LCD 顯示 放水控制 加水控制 加熱開(kāi)關(guān)控制 報(bào)警控制 掉電保護(hù)和復(fù)位 AT89S52 運(yùn)算比較器 按鍵電平掃描 漏電檢測(cè) A/D 轉(zhuǎn)換器 熱敏電阻 西南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 的電源；通過(guò)掉電保護(hù)與系統(tǒng)復(fù)位電路，確保系統(tǒng)工作在正常狀態(tài)下。 由于考慮到電熱水器的潮濕的工作環(huán)境對(duì)單片機(jī)的特殊要求，采用 ATMEL 的AT89S52 單片機(jī)作為控制中心。它具有低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀 Flash 程序存儲(chǔ)器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大 AT89S52 單片機(jī)提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合。 硬件設(shè)計(jì)模塊 溫度檢測(cè)模塊 采用熱敏電阻將溫度信息轉(zhuǎn)成電壓信息，經(jīng)過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，連接到單片機(jī)的 P1 口， CPU 查表得到實(shí)時(shí)溫度，經(jīng) P2口 將數(shù)據(jù)輸出到 LCD，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示溫度。 1） 溫度檢測(cè)模塊框圖如圖 32 所示。 圖 32 溫度檢測(cè)模塊框圖 熱電阻器： 將溫度信息轉(zhuǎn)換成模擬電壓信息； 運(yùn)算比較器： 通過(guò)運(yùn)算將電壓轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信息，用于數(shù)模轉(zhuǎn)換； A/D 轉(zhuǎn)換： 將相應(yīng)的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，用于單片機(jī)使用； AT89S52： 通過(guò) P1 口 ，將數(shù)字信號(hào)傳送給 AT89S52， 進(jìn)行數(shù)值轉(zhuǎn)換 ,查表得到相應(yīng)的 溫度信息； 2） 電路： 使用的芯片 LM32 ADC0809 與 74LS74 A、 LM324 14PIN，內(nèi)有四個(gè)運(yùn)算比較器，其封裝圖如圖 33所示。 B、 ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 1）、 封裝圖如圖 34 所示 。 2） 、內(nèi)部電路框圖 如圖 35 所示 。 3）、 REF+/是標(biāo)準(zhǔn)比較電壓， 5V/0V。將 5V 的電壓分用 8位數(shù)字信號(hào)表示，即 運(yùn)算比較器 A/D 轉(zhuǎn)換 LCD 顯示 AT89S52 的 P1 接口 熱敏電阻 西南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 圖 33 芯片 LM324 封裝 圖 34 ADC0809 封裝 圖 35 ADC0809 內(nèi)部電路 分為 256 等分。將 ANALOG INPUT 模擬電壓信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)電壓運(yùn)算比較，得到 256其中一個(gè)等分電壓，用 8位數(shù)字表示，傳到輸出寄存器中，通過(guò)數(shù)據(jù)選擇器和啟西南科技大學(xué)