【正文】 同時，也感謝在做畢業(yè)設(shè)計期間給我提供過幫助的同學(xué)們。本系統(tǒng)通18過最初的構(gòu)想、功能需求設(shè)計到最終的軟件仿真和實物，進行了許多次的調(diào)試，才完成了這個畢業(yè)設(shè)計。圖 面包板搭建實物系統(tǒng)測試 系統(tǒng)方案總結(jié)與評價通過方案分析和確定、元器件選擇、硬件平臺搭建和軟件系統(tǒng)設(shè)計，本熱水器控制器系統(tǒng)基本完成了所預(yù)期的定時加熱、自動恒溫控制、智能報警的功能，但也存在一些問題與不足。該仿真平臺能夠及早發(fā)現(xiàn)硬件電路連接和程序的問題，如下圖 和 為仿真截圖。中斷服務(wù)程序主要使用了定時器中斷，使用定時器 T0 定時 50ms，并在其中斷服務(wù)程序中進行計數(shù)，為系統(tǒng)的正常模式下的顯示數(shù)據(jù)更新提供時間基準(zhǔn)。循環(huán)結(jié)構(gòu)中通過標(biāo)志位判斷系16統(tǒng)處于調(diào)節(jié)模式還是正常模式，并不斷執(zhí)行鍵盤掃描函數(shù)。由于鍵盤檢測循環(huán)進行，連續(xù)按增加或減小按鍵可以起到連續(xù)調(diào)節(jié)的效果。對于 Enter_num 的每一個取值，都要首先檢查變量 Select_num 的值，來判斷處于哪有功能設(shè)定的模式下，進而顯示不同的內(nèi)容，并控制光標(biāo)的移動。在進行按鍵編程操作中，因為使用的是機械按鍵，會存在抖動的現(xiàn)象，造成檢測不準(zhǔn)確或按下次數(shù)誤判，一般采用軟件去抖的方式，即通過延時的方式，保證單片機讀取到的鍵值的準(zhǔn)確性。 //時鐘端口在 DS1302 相關(guān)的程序設(shè)計中，主要就是對芯片的寫入數(shù)據(jù)和讀取數(shù)據(jù)的函數(shù)進行編寫，然后再編寫相應(yīng)的日期設(shè)定函數(shù)。 時鐘芯片相關(guān)程序設(shè)計時鐘芯片的數(shù)據(jù)傳輸定義在單片機的 、 和 這三個端口。sbit DQ = P2^1。Minute=time_data[5]/16*10+time_data[5]%16。 //顯示日Date_dispaly(0x80+11,time_data[2])。Date_dispaly(0x80+0x40+12,time_data[6])。 delay(5)。void write_dat(uchar dat){ rs=1。x)for(y=10。delay1(5)。delay1(5)。delay1(5)。 //LCD1602sbit e=P1^2。在軟件程序的設(shè)計中，充分體現(xiàn)了模塊化的設(shè)計思想，整個軟件系統(tǒng)主要包括了整體初始化函數(shù)、LCD1602 基礎(chǔ)函數(shù)、DS18B20 基礎(chǔ)函數(shù)、DS1302 基礎(chǔ)函數(shù)、按鍵掃描設(shè)置策略基礎(chǔ)函數(shù)幾個大的部分，然后在主程序中進行相關(guān)模塊的函數(shù)調(diào)用，如傳感器狀態(tài)讀取、溫度智能判斷、報警處理策略、鍵盤掃描等，完成系統(tǒng)所預(yù)期的操作功能。3 熱水器控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計與算法實現(xiàn)軟件設(shè)計是整個系統(tǒng)的靈魂，優(yōu)秀、可靠的軟件設(shè)計能夠充分發(fā)揮硬件的資源，并能夠出色完成系統(tǒng)的預(yù)期功能。功能定義為設(shè)置鍵、確定鍵、值增加鍵和值減小鍵，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號分別為SELT、 ENTER、UP 和 DOWN，對應(yīng)接單片機的 、 和 四個端口。圖 蜂鳴器電路設(shè)計燈光報警和提示選用高亮度高壽命的 LED 燈，共陽極接法，單片機給出低電平點亮。 VCC2 在主板上直接取電。高電平等于電源電壓，因此其供電選擇為 5V，數(shù)據(jù)線和地線接入單片機主板，如下圖 所示，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號 WATER 對應(yīng)單片機的 端口。如圖 所示，特殊功能端 RS、RW、E 通過網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號，分別接 ， 和 。本設(shè)計中在單片機時鐘頻率的設(shè)置方面采用 12MHz，同時對單片機的復(fù)位引腳設(shè)置相應(yīng)的復(fù)位按鍵，以供用戶在必要的時候?qū)纹瑱C進行重啟操作。2 硬件電路的設(shè)計與實現(xiàn) 單片機最小系統(tǒng)硬件電路設(shè)計單片機最小系統(tǒng)包括晶振、復(fù)位電路等。圖 一種典型的 DS1302 應(yīng)用電路圖聲光報警模塊所采用的 LED 燈和小型的蜂鳴器就比較常見，電路特性也很6容易掌握，在 LED 燈的使用時，要注意選擇合適的顏色，同時要根據(jù)最大電流限制，加上合適的限流電阻，從而保護 LED 燈工作在正常的電壓電流條件下。其芯片正常工作的功率極低，在日期時間數(shù)據(jù)的保持和記錄時消耗的功率不足 1mW。 其它模塊為了實現(xiàn)準(zhǔn)確的定時功能，本系統(tǒng)采用了專門的時鐘芯片 DS1302，來提供詳細(xì)的日期和時間基準(zhǔn)。溫度輸入模塊主要采用的是一種數(shù)字式集成單線溫度傳感器，型號為DS18B20。指令輸入由 4 個獨立按鍵完成，溫度輸入由 DS18B20 來完成，是否缺水的信號由電子式水位開關(guān)提供。圖 字符型液晶 LCD1602 的讀寫操作時序圖LCD1602 自帶字符庫，這就在很大程度上方便了用戶的開發(fā)，同時也節(jié)省了單片機的程序存儲空間，不需要在程序中對字符的顯示進行定義。要建立完整的控制模塊，還要為單片機配置其最小系統(tǒng)的外圍電路，主要包括晶振和復(fù)位電路，單片機才能正常的工作。系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)框圖如下圖 所示。水位信息輸入只需考慮是否是缺水狀態(tài)，因此只要對是否缺水給出一個電平信息即可，直接封裝一個斷觸電點，一端接地，當(dāng)有水時，單片機對應(yīng)端口被拉低，無水時端口電平被拉高，來完成是否缺水的判斷即可。當(dāng)然，按鍵也有機械按鍵、電容按鍵等許多不同的種類，因為本系統(tǒng)處于實驗調(diào)試階段，故選取最簡單的機械按鍵。LED 液晶顯示的內(nèi)容過于簡單，LCD1284 更適合顯示圖像類信息，而 LCD1602 非常適合顯示少量的、豐富的字符信息。1 智能熱水器控制系統(tǒng)的總體設(shè)計方案本設(shè)計所提到的智能熱水器控制系統(tǒng)主要是實現(xiàn)對溫度的自動控制、定時加熱控制和智能報警的功能，因此，智能熱水器控制系統(tǒng)主要分為控制模塊、顯示模塊、信息輸入模塊、加熱模塊、聲光報警模塊等幾部分構(gòu)成。在熱水器中，也廣泛采用了單片機作為控制核心，通過相應(yīng)的溫度傳感器，在熱水器的溫度控制上達到了更高的精度，完成了從最初的旋鈕調(diào)節(jié)逐漸向數(shù)字化調(diào)節(jié)方向轉(zhuǎn)變。在熱水器的使用效果上，功能也越來越豐富，使用更加人性化，甚至結(jié)合最新的智能家居和物聯(lián)網(wǎng)理念，智能化程度大大提高，給人們的生活帶來了極大的方便。關(guān)鍵詞：單片機，熱水器，控制，DS18B20IIThe intelligent water heater control system based on 51 single chip microputer Abstract With the progress of science and technology and the continuous improvement of people39。同時，人們對熱水器的智能化和安全性都提出了更高的要求。這就要求熱水器具有一個智能控制系統(tǒng)，能夠自動獲取當(dāng)前水溫和水位信息，判斷實際溫度與預(yù)設(shè)溫度關(guān)系，從而實現(xiàn)加熱的自動控制。s living standard, the water heater is more and more widely into the thousands, has brought great convenience to people39?，F(xiàn)在的熱水器向著安全、節(jié)能、穩(wěn)定、高效、人性化的方向快速發(fā)展著。同時，通過不同的傳感器，由單片機控制并指示熱水器的各種工作狀態(tài)，在發(fā)生缺水、水溫過熱等情況時及時向用戶給出聲光報警，從而防止發(fā)生意外，保障了用戶的安全。 方案的分析與選擇對于主控芯片，本方案選擇最簡單的 8 位 51 系列的單片機，性能可靠，成本低，完全可以滿足本系統(tǒng)的要求。因此，選擇 LCD1602 字符型液晶。傳感器信息輸入分為兩個部分，第一部分是溫度信息輸入，使用溫度傳感器，用于告訴單片機當(dāng)前的水溫，實現(xiàn)溫度的自動控制；第二部分是水位信息輸入，使用水位傳感器，用來告訴單片機水量信息，達到缺水報警的目的。同時，為了實現(xiàn)精確的定時加熱功能，引入專門的時鐘芯片 DS1302 進行計時，為單片機提供日期和時間基準(zhǔn)。35V 電源模塊1602 顯示單片機及其最小系統(tǒng)及電源接口溫度傳感器模