【文章內(nèi)容簡介】 的三態(tài)控制端/1G和 /2G 接地， P2口與驅(qū)動器輸入線對應相連。 P0口與 74LS245 輸入端相連 ,/E 端接地，保證數(shù)據(jù)現(xiàn)暢通。 8951 的 /RD 和 /PSEN 相與后接 DIR，使得 14 /RD 或 /PSEN 有效時， 74LS245 輸入（ ←Di ），其它時間處于輸出（ →Di ）。 74LS245（如圖 17） 與 74LS640邏輯功能相似，但 74LS245具有原碼（正相）輸出。 圖 17 控制模塊設計 加熱模塊由單片機 口輸出信號給光電耦合 2腳，當單片機 低電平時光耦工作，將電信號傳遞給繼電器，繼電器吸合，外圍電路通電，熱水器停止工作。當 輸出高電平時光耦不工作，繼續(xù)加熱。外圍電路通常是交流電機電壓為 (220V)， 強電不能和弱電有任何電器接觸，防止強電進入到單片機內(nèi)，繼電器 和光耦 起到隔離作用。 電路如圖 18所示 。 圖 18 控制電路 15 光耦工作原理及其結(jié)構(gòu)特點 原理：耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應用。而且它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三 部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅(qū)動發(fā)光二極管（ LED），使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進一步放大后輸出。這就完成了電 — 光 — 電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強的共模抑制能力。所以，它在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計算機數(shù)字通信及實時控制中作為信號隔離的接口器件，可以大大增加計 算機工作的可靠性。 結(jié)構(gòu)特點： ，其絕緣電阻一般都大于 1010Ω，耐壓一般可超過1kV，有的甚至可以達到 10kV 以上。 “光”傳輸?shù)膯蜗蛐?，所以信號從光源單向傳輸?shù)焦饨邮掌鲿r不會出現(xiàn)反饋現(xiàn)象，其輸出信號也不會影響輸入端。 （砷化鎵紅外二極管）是阻抗電流驅(qū)動性器件，而噪音是一種高內(nèi)阻微電流電壓信號。因此光電耦合器件的共模抑制比很大，所以，光電耦合器件可以很好地抑制干擾并消除噪音。 。 。光電耦合器件的時間常數(shù)通常在微秒甚至毫微 秒極。 、壽命長、體積小、耐沖擊。 光電耦合電路分析 P521 是常用的線性光藕，在各種要求比較精密的功能電路中常常被當作耦合器件，具有上下級電路完全隔離的作用，相互不產(chǎn)生影響。 當輸入端加電信號時，發(fā)光器發(fā)出光線，照射在受光器上，受光器接受光線后導通，產(chǎn)生光電流從輸出端輸出，從而實現(xiàn)了 “ 電 光 電 ” 的轉(zhuǎn)換。 普通光電耦合器只能傳輸數(shù)字信號（開關信號），不適合傳輸模擬信號。線性光電耦合器是一種新型的光電隔離器件，能夠傳輸連續(xù)變化的模擬電壓或電流 16 信號，這樣隨著輸入信號的強弱變化會產(chǎn)生相應的 光信號，從而使光敏晶體管的導通程度也不同，輸出的電壓或電流也隨之不同。 P521 光電耦合器不但可以起到反饋作用還可以起到隔離作用。 繼電器電路分析 繼電器有線圈，常開觸點，常閉觸點。常開觸點在線圈不通電的情況下是斷開的，當線圈中有電流經(jīng)過時，常開觸點閉合；常閉觸點在線圈不通電的情況下是閉合的，當線圈中有電流經(jīng)過時斷開。本文用到的是繼電器的常開觸點，即在繼電器線圈沒有電流經(jīng)過時是斷開的狀態(tài)，當繼電器線圈中有電流經(jīng)過時閉合導通。 實現(xiàn)弱電控制強電，單片機是弱電器件，一般情況下它的工作電壓為 5 V，熱水器 工作所需電壓為 220V，屬于強電，強電不能和弱電有任何電器接觸，防止強電進入到單片機內(nèi)，繼電器起到隔離作用。由于單片機是一個弱電器件，它的工作電壓是 5 V，驅(qū)動電流在 mA級以下，而現(xiàn)在要把它用于一些大功率場合，控制 熱水器 ，顯然是不行的。所以，就要有一個環(huán)節(jié)來銜接，這個環(huán)節(jié)就是所謂的 “ 功率驅(qū)動 ” ，繼電器驅(qū)動就是一個典型的、簡單的功率驅(qū)動環(huán)節(jié)。繼電器驅(qū)動就是單片機與其他大功率負載接口，起到控制作用，三極管起到放大作用 。 二、 軟件設計 系統(tǒng)主程序設計 主程序是系統(tǒng)的監(jiān)控程序，在程序運行的過程中必須先經(jīng)過初始化， 包括按鍵程序，中斷程序，以及各個控制端口的初始化工作。流程圖如 21 所示。系統(tǒng)在初始化完成后就進入溫度測量程序，實時的測量水溫并通過顯示電路在 LED上顯示。程序中以中斷的方式來重新設定溫度的上下限。根據(jù)硬件設計完成對水溫的控制。按下按鍵上的 A 鍵可以設定溫度加 位，按下 B鍵可以設定溫度減 位。其主要流程圖如下圖 21: 17 圖 21 系統(tǒng)總體設計流程圖 子程序的設計 數(shù)碼管顯示程序 本設計中，本文采用的四位數(shù)碼管動態(tài)顯示，先將數(shù)據(jù)給數(shù)碼管的位選端也就是單片機 P2 口，再將溫度傳感激采集的水 溫的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)處理給 P1口，顯示當前水溫，再將按鍵調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)通過程序處理給單片機 P0 口，供數(shù)碼管顯示預設水溫值。調(diào)用延時子程序是為了讓數(shù)碼管有足夠的時間顯示，由于延時時間比較短，肉眼是看不出來的。程序流程圖如下： 18 圖 22 數(shù)碼管顯示程序流程圖 鍵盤掃描及按鍵處理程序 按鍵判斷程序，循環(huán)判斷 口和 口是否有低電平輸入，當 I/O 口有低電平輸入對應的數(shù)據(jù)加一，再將數(shù)據(jù)存入存儲單元，供顯示等其他程序使用。如果沒有檢測到低電平信號，則繼續(xù)循環(huán)檢測 I/0 口。 19 圖 23 鍵盤掃描及按鍵處理程序流程圖 繼電器控制程序 繼電器控制程序，先將溫度傳感器采集的數(shù)據(jù)存入存儲單元，在將預設溫度的數(shù)據(jù)存入另一存儲單元，在用這兩存儲單元中的數(shù)據(jù)進行比較，若設計溫度大于預設溫度，則 口輸出低電平，繼電器吸合。 24 繼電器控制程序流程圖 20 三、 總結(jié) 通過這次畢業(yè)設計，讓我學會啦很多。不管是在理論上的知識還是在實踐操作方面的，對我的幫助都很大。從中也暴露出來自己的理論知識缺乏和不能靈活運用書面知識的能力。 但通過網(wǎng)絡查找資料、篩選分 析、最終確定自己的方案。從最初的選題到現(xiàn)在論文的完成，一路走來，遇到過很多問題，但是還是在自己與同學之間的交流中得到 啦解決，還小有成就感的。我選的課題是溫度控制系統(tǒng)，通過熱敏電阻 對溫度進行采集傳送并經(jīng)數(shù)碼管顯示。 對于設計的功能的要求，我對一些芯片的功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)有啦簡要的了解，對一些電路也能進行分析和歸納。比如芯片 74LS04 這塊芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是一個與非門的結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)對信號的取反。當預設溫度高于實際溫度的時候，單片機輸出高電平經(jīng)芯片取反后與光耦連接，使光耦工作，光耦經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換將電信號轉(zhuǎn)換為光電流輸出 給繼電器，完成單片機與繼電器電路的隔離，防止強電進入單片機損壞電路原件。經(jīng)過這次實踐也要我學會啦一些軟件來繪制電路圖。但是這些只是基礎，在以后的日子里我還得不斷的學習和提高自己。 21 謝辭 這次畢業(yè)設計的制作與完成，首先我要感謝我的同學，他們在我遇到問題的時候指導我走出誤區(qū)，還給我些實踐操作上的經(jīng)驗，從中也獲得啦不少。在這里我還要感謝我的老師，在我迷惑不解的時候給我指點迷津，他認真負責的態(tài)度使我印象很深刻。還記得剛來學校的 時候，但是一眨眼的時間三年過去啦，時間如流水啊。有很多的感慨 ，不管怎么說這些年在學校學到啦很多東西，知識層面上的知識其次，更重要的是要學會做人的道理。要感謝我的大學，是它給我知識和精神上的財富，這比什么都重要。還要感謝和我相處三年可愛的室友們，我珍惜與你們在一起的美好的日子，我會永遠記得你們的！ 參考文獻 [1] 沙占友 . 集成溫度傳感器原理與應用 . 北京：機械工業(yè)出版社， 2021 [2] 劉君華 . 智能傳感器系統(tǒng) . 西安：西安電子科技大學出版社， 1999 [3] 沙占友 . 智能化傳感器原理與應用 . 北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [4] 趙負圖 . 傳感器集成電 路手冊 . 北京：化學工業(yè)出版社， 2021 [5] 張毅剛 . MCS51單片機原理及應用 . 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社， 2021 [6] 李玉峰，倪虹霞 MCS51 系列單片機原理與接口技術(shù) . 北京：人民郵電出版社， 2021 [7] 林伸茂 . 8051 單片機徹底研究經(jīng)驗篇 . 北京：人民郵電出版社， 2021 [8] 沙占友 . 單片機外圍電路設計 . 北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [9] 何希才 . 傳感器及其應用電路 . 北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [10] 康華光 .電子科技基礎 .（第五版） .北京高等教育出 版社 ,2021 [11] 沈任元 .吳勇 .常用電子元器件簡明手冊 .機械工業(yè)出版社 ,2021 22 附錄一：現(xiàn)行方案電路原理圖 23 附錄二：單片機源 程序： 數(shù)碼管顯示程序以及中斷 ： void int_2ms() interrupt 1 { TF0=0。 TR0 = 0。 TH0=0Xf8。 TL0=0Xc5。 TR0 = 1。 flag1in++。 if(flag1in==500) { flag1in=0。 flag1s=~flag1s。 } if(flag3) { flag=1。 } if(flagsettime4) { flagsettime=0。 } if(flagsettempure3) { flagsettempure=0。 } if(tempreture_dis) { set_timer_and_tempture=0。 switch(flag) { case 1: P2=sumg[bai]。 smclk1=1。 _nop_()。 smclk1=0。 P2=~0x01。 smclk=1。 _nop_()。 smclk=0。 break。 case 2: 24 P2=sumg[shi]。 smclk1=1。 _nop_()。 smclk1=0。 P2=~0x02。 smclk=1。 _nop_()。 smclk=0。 break。 case 3: P2=sumg[ge]。 smclk1=1。 _nop_()。 smclk1=0。 P2=~0x04。 smclk=1。 _nop_()。 smclk=0。 break。 } } if(set_timer_and_tempture) { tempreture_dis=0。 if(key_on_off) { switch(flagsettime) {