【導(dǎo)讀】保的論證和確定，和單片機(jī)的選擇和主要工作原理的介紹。接下來是本設(shè)計(jì)的核心部分，著。重結(jié)合理論著重研究了太陽能熱水器的水位控制電路的各個(gè)組成部分。后面的軟件設(shè)計(jì)也必。為21世紀(jì)最炙手可熱的研究課題之一。開頭部分闡述的是研究太陽能熱水器的必要性和國內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài)，正文開始。是設(shè)計(jì)要求，接著主要是方案的得不足可以加以改進(jìn)的地方。此設(shè)計(jì)相對來說比較系統(tǒng)解決。了熱水器上在水時(shí)需人工等待和過量溢水的問題，達(dá)到了省時(shí)、省水的目的。

　　

【正文】 工作。 電鍵連接如圖 。 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCC40U1AT89S52S2SWPBS3SWPBS4SWPBGND1KR41KR51KR6VCC 圖 鍵盤控制電路 東?？茖W(xué)技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)論文 18 報(bào)警模塊 蜂鳴器是 采用直流電壓供電的 一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器， 目前 廣泛應(yīng)用于 我們的生活中，比如說在電腦 、 各種 報(bào)警器、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等 常見的 電子產(chǎn)品中作為 發(fā)聲器。 本設(shè)計(jì) 采用的 蜂鳴器 為 電磁式蜂鳴器。電磁式蜂鳴器由振蕩器、磁鐵、電磁線圈、振動(dòng)膜片以及外殼組成，電磁式蜂鳴器 基本原理是在 電源接通后 ， 在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，振蕩膜片周期性地振動(dòng)發(fā)聲。 因?yàn)?蜂鳴器通常工作電流比較大， 但是 單片機(jī) I/O 口輸出的 電流很小驅(qū)動(dòng)不了蜂鳴器，所以 還得 選用的 NPN 型三極管 9013 來驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。 報(bào)警電路設(shè)計(jì)原理：當(dāng)水箱的水位降到一定值時(shí)，輸出的低電平信號，將 AT89S52 的 端口置成低電平，通過雙機(jī)通信，光耦截止，將信號傳送給，將其置成高電平，輸出到 AT89S52 單片機(jī) 端口接受到低電平，單片機(jī)通過指令將 置成高電平，三極管Q5 導(dǎo)通，揚(yáng)聲器工作，發(fā)出吱吱的聲音。同理當(dāng)水箱的水過高時(shí)， 為高電平，報(bào)警電路開始工作。 蜂鳴器報(bào)警電路如圖 所示 。 Q52N390412345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCC40U1AT89S52LS1SpeakerVCC1KR3GND 圖 電磁式蜂鳴器報(bào)警電路圖 電磁閥控制模塊 電磁閥 在本設(shè)計(jì)中 屬于執(zhí)行器是用來控制流體的自動(dòng)化基礎(chǔ) 元件， 是執(zhí)行進(jìn)水放水的執(zhí)行部分。 電磁閥 的組成 包括磁鐵 、 線圈和 拉 桿 。基本工作原理是打開電源 線圈通電時(shí)， 線圈便產(chǎn)生磁性， 近而和 跟磁鐵相互吸引，磁鐵就會(huì)拉動(dòng) 拉 桿 進(jìn)行電磁閥開和關(guān) 。 當(dāng) 電源關(guān)閉 時(shí) ，磁鐵和 拉 桿就 得到了 復(fù)位 。 東?？茖W(xué)技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)論文 19 電磁閥控制電路基本原理 如圖 所示 ：當(dāng) RC 充放電水位傳感器檢測到水位過低時(shí)，傳感器通過電壓比較電路通過 AT89S52 單片機(jī)將 端口置成高電平輸出，使三極管 Q1導(dǎo)通，繼電器 K1 吸合，電磁閥門開始工作。此時(shí)發(fā)光二極管 D2 亮了，提示，電磁閥門正在工作當(dāng)中。當(dāng)數(shù)位檢測到水位過高時(shí)， 置成低電 平， AT89S52 控制 也置成低電平，此時(shí)二極管 Q1 處于截止?fàn)顟B(tài)，繼電器斷開，電磁閥門停止工作，指示燈 D2 滅掉。 圖 電磁閥控制電路 雙機(jī)通信及其他電路設(shè)計(jì) 由于單片機(jī)的串行口的電平比較低大概只有 5V 左右，因此兩個(gè)單片機(jī)之間要實(shí)現(xiàn)通信不能直接將 TXD 和 RXD 進(jìn)行直接連接。這樣我們選擇了 DS75452 驅(qū)動(dòng)器，原理是提高信號的驅(qū)動(dòng)能力再由電纜傳輸，就可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè) AT89S52 單片機(jī)進(jìn)行通信 [9]。 DS75452 是一個(gè)“與非“信號驅(qū)動(dòng)集成電路，在設(shè)計(jì)中的 其主要功能是用來提高 TXD 輸出的串行能力 [10]。2 個(gè)單片機(jī)間的具體雙機(jī)通信電路如圖 ，串行數(shù)據(jù)從 DS75452 的 YI 口輸出后，通過電纜傳送到樓下房間內(nèi)，通過 FOD617 光電耦合器隔離后，由光電耦合器的 4 腳發(fā)出一個(gè)反相信號，之后這個(gè)信號經(jīng)過 SN7414 也就是斯密特觸發(fā)型反相后得到一個(gè)適合房間里的AT89S52 的 RXD 適合的信號，這樣便完成了從房頂?shù)椒块g的通信過程。反之從房間的單片機(jī) TXD 發(fā)送信號到房頂單片機(jī)也是經(jīng)過這么一個(gè)過程。不過需要注意的是 2 個(gè)單片機(jī)中 2個(gè)給 DS75452 供電的 +5V 電源不能是同一 個(gè)電源，而是要分開的，這樣才能實(shí)現(xiàn)真正意義上的雙機(jī)通信。 Q12N3904GNDD2LED0GND123溫度傳感器MHDR1X3K1RelaySPSTVCCVD1Diode 1N91412電磁閥門1KR4Res2GNDVCC1KR1 28 腳 26 腳 東?？茖W(xué)技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)論文 20 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCC40U1AT89S52GNDA11A26B12B27VCC8GND4Y13Y25U3DS75452NGNDVCCR1050ΩU?光電耦合器GNDR1210KVCC12U?ASN74AC14N12U?ASN74AC14NOptoisolator1R2021KVCCGND100KRes2VCCA11A26B12B27VCC8GND4Y13Y25U4DS75452N1K R13100KVCCVCCGND50Ω R?22P C1C212X1XTAL12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCC40U2AT89S52GND1K R622P C3GNDVCCk4SWPB1K R5VCC 圖 雙機(jī)通信電路圖 ．其他電路設(shè)計(jì) 晶振產(chǎn)生電路 [11]：本設(shè)計(jì)設(shè)置的時(shí)鐘頻率設(shè)置 1us 使用采用 12M 晶振，晶體振蕩電路作用 是給單片機(jī)提供時(shí)鐘信號 ，由 XTAL1 和 XTAL2 端外接振蕩頻率為 12MHZ 的石英晶體作為本設(shè)計(jì)的定時(shí)元件，內(nèi)部反相放大器進(jìn)行自激振蕩，產(chǎn)生時(shí)鐘。其電路圖如圖 所示。 東?？茖W(xué)技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)論文 21 22PC122PC212X1XTALGND 圖 晶體振蕩電路 復(fù)為電路的作用是 使單片機(jī)的程序計(jì)數(shù)器清零 [12]。 圖 為復(fù)位電路。 10KR110PC3GNDVCCVCCSWPB 圖 復(fù)位電路 下圖 和圖 為設(shè)計(jì)的太陽能熱水器水位控制系統(tǒng)的總電路圖。由于版面不夠大的原因，總電路圖由兩部分組成，由樓頂單片機(jī)（圖 ）的 TXD 和 RXD 分別通過雙機(jī)通信連接到房間的單片機(jī)（圖 ）的 RXD 和 TXD 端口。 東海科學(xué)技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)論文 22 Q12N3904100pF C4Cap 100pF C3Cap12Y1XTAL12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCC40U4AT89C52GND1KR10C1GNDVCCS1SWPBGNDD2LED0GND123溫度傳感器MHDR1X3K1RelaySPSTVCCVD1Diode 1N9141 2電磁閥門1K R4Res2VCCGND23418U7ALM393AD4 8657U7BLM393ADGNDVCC1K R91K R12Res2GNDVCC1K水位傳感器100pF C2CapGNDGNDVCCA11A26B12B27VCC8GND4Y13Y25U2DS75452NGNDVCC1K R5Res2U3Optoisolator1GND1K R3Res2VCC12U1ASN74AC14N34U1BSN74AC14NU6Optoisolator11K R7Res2VCCGND1K R2Res2VCCA11A26B12B27VCC8GND4Y13Y25U5DS75452N1K R6Res2VCCVCCGNDTXDRXD1KR8VCC1K R11K R11Res2 圖 太陽能熱水器水位控制系統(tǒng)總電路圖（上） 東?？茖W(xué)技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)論文 23 Q52N3904100pF C1Cap100pF C2Cap1 2Y1XTAL12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCC40U1AT89S52GND1K R1100pFC3GNDVCCLS1SpeakerS1SWPBS2SWPBS3SWPBS4SWPB123456789PR123456789101112131415161718P1LCDGNDVCCVCCGNDVCC1KR3GND1K R41K R51K R6VCCGNDRXDTXD1KR2VCCVCC 圖 太陽能熱水器水位控制系統(tǒng)總電路（下） 東?？茖W(xué)技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)論文 24 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思路 軟件的作用就是完成對硬件的 控制， 主程序設(shè)計(jì) 思路 ：軟件 設(shè)計(jì) 采用 各個(gè)模塊功能分開獨(dú)立設(shè)施的 設(shè)計(jì)方式，將各個(gè)功能分成獨(dú)立模塊，有系統(tǒng)和監(jiān)控程序一起管理執(zhí)行。本設(shè)計(jì)的軟件包括主程序，鍵盤掃描子程序，顯示子程序，水位 測量 子程序以及有關(guān)的 DS18B20的程序。 我主要說明了兩個(gè)最主要的子程序：溫度測量、水位測量的流程和液晶顯示流程。 主程序完成功能：系統(tǒng)對傳感器 DS18B顯示器 12864 進(jìn)行初始化，并且讀取用戶通過鍵盤設(shè)置的最高水位信息，隨之系統(tǒng)自動(dòng)讀取當(dāng)前水位并將當(dāng)前水位與最高水位進(jìn)行比較，最后系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)功能，完成后等待下一次的啟動(dòng)命令 。當(dāng)檢測到水位低于報(bào)警刻度水位時(shí)，系統(tǒng)會(huì)啟